整体自动顶升转式多吊机集成运行平台设计
张琨，王辉，陈波，李霞，杨辉，巴鑫
（中建三局工程技术研究院，湖北武汉430064）
[摘要]超高层施工中吊机的选型及配备是整个工程施工的生命线.提出的整体自顶升翘转式多吊机集成运行平台技术（避转平台）旨在优化吊机配置、最大限度发挥吊机功效，解决多台吊机支点占用空间大、与其他施工设备协 同作业冲突、各自爬升占用工期等问题.以施工过程中各构件的吊装为主线，闸述了避转平台在吊机基座平台、吊机选择、翅转驱动系统、支承顶升系统等设计要点.
[关键词]高层建筑；吊机；超转；整体顶升；设计
[文献标识码]人[中图分类号]TU61
[文章编号]1002-8498(2017)13-0001-04
Design of theAuto-lifting&RotatingPlatformwith Cranes Group
ZHANG Kun WANG Hui CHEN Bo LI Xia YANG Hui BA Xin(Engineering Technology Reseurch Institute of CCTEB Group Go. Lzd. Wahan Hubei 430064 China)
Abstract ;In the super high-rise construction the selection and configuration of cranes are the lifeline topaper is to optimize the crane configuration make crane displaying biggest effect solve the problem that the entire project. The aim of the auto-lifting & rotating platform with cranes group ( ALRMCP) in thislarge space is ocupied by the crane supporting points conflict between crane and other constructionequipment during cooperative work the construction period cost of the respective crane climb and so on.Focusing on the structure hoisting of the construction process the key point in the rotating platformselection as well as the design of the rotating driving system and supporting-lifting system are described in detail.
Key words ;tall buildings ; equipment of cranes; rotary ; whole hoist; design
设备在布置、协同作业时易起冲突；再次，吊机爬升
0引言
作用.特别对于超高层项目，其垂直运输距离大、 建筑施工中，吊机承担着不可替代的垂直运输过程中，支承附着系统周转占用大量的工期.吊装构件繁杂.吊机配备直接关系到整个工程的翘转式多吊机集成运行平台，优化了吊机的配置方安全、进度、效益等，是整个工程施工的生命线.
为解决上述不足，本文提出一种整体自动顶升案，提高吊机的使用工效.
当前，超高层建筑多采用巨柱框架-核心简的结1题转平台筒介
构形式.外框巨型钢构件分布范围广、质量大，建 筑施工中通常配备多台大型动臂式吊机.虽然当前的吊机配备方式从技术水平、安全性能等方面平台集成多台吊机，在翅转驱动系统作用下可实现着方式等在功效、经济上仍存在创新不足.
翘转平台主要由吊机基座平台系统、多台吊机、翘转驱动系统、支承顶升系统组成.吊机基座据吊装构件的数量、质量等合理配置，充分利用各 大型吊机即能满足重型构件的吊装；其余吊机可根吊机的工作性能：吊机基座平台系统作为多台吊机的共用基础，通过一次顶升带动多台吊机整体提用；支承顶升系统采用微凸支点技术”，避免了传 升，减少了多台吊机支承系统对核心简空间的占统吊机爬升，支承系统预理、周转、焊接占用大量工期.翘转平台构造如图1所示.
首先，外框柱等重型构件，通常仅占总吊装次数的5%左右，大量轻型构件仍采用大型吊机吊装，起重性能未充分发挥；其次，多台吊机与其他施工
2转平台整体设计
2.1翅转平台运行原理
2.2翅转平台平面布置
图1退转平台构造Fig. 1 Structural map of ALRMCP
括逛转平台的运行原理、平立面布置、吊机配置方 翘转平台的整体设计需围绕上述功能展开，包式等.
翘转平台运行包括施工状态和爬升状态.
于核心简剪力墙上.吊机基座平台在翘转驱动系 施工状态时，翅转平台通过支承顶升系统支承统的作用下进行翘转.待平台吊机移动至其吊装能力范围内停止翅转，开始吊装.该区域构件吊装成整层构件的吊装. 完成后，翅转平台翅转、吊装下个区域构件，直至完
单层核心简施工完成后，翘转平台进人爬升状态，爬升前顶部吊机群通过调整吊肾方向、仰角配平，配平后翘转平台通过顶升油缸爬升一个结构层高度，固定上支承架，回收油缸，带动下支承架至上 一层剪力墙上，完成一次爬升工作.
翘转平台平面布置主要包括支承顶升系统布置、吊机基座平台系统布置.为避免多台吊机与施 工电梯、核心筒施工模架在平面布置上的相互干扰，翅转平台多台吊机共用1套支承顶升系统，选择核心筒1个简体布置.为避免核心筒墙体变化对附墙支点的影响，同时减小翘转平台倾覆力矩对附墙 支点的影响，将支承点位布置于核心简内侧墙体的角部.附墙支点平面布置如图2所示.
吊机基座平台系统作为多台吊机的共用基础，位于核心筒顶部，平面布置应遵循以下4个基本原则.
墙、劲性柱吊装的影响，较少次数的翘转满足 1）吊机基座平台结构平面应尽量避免对钢板构件吊装.
2）吊列支承基座的设计应避免群塔作
2.3翅转平台立面布置
2.4翅转平台吊机配置
图2附墙支承系统平面布置
Fig. 2 Supporting system attached to wall plane
业各平衡肾之间的碰撞及干涉，每2台吊机平衡肾之间净距应满足规范要求.
在平面上吊装的影响，吊机布置在吊机基座平台的端 3）为扩大吊机的吊装距离，同时避免对建筑结构部，吊机翘转区间位于核心简与外框钢结构之间.
4）吊机基座平台设计应考虑各吊机自重产生的倾覆力矩能够相互平衡，尽量减小平台初始倾覆力矩对逛转平台的安全隐患.
吊机基座平台下部与翘转驱动系统连接，位于核心简施工模架之上，设计时应考虑吊机基座平台顶部布料机、施工电梯标准节加节等影响. 与核心简施工模架顶部净空，避免平台逛转对模架
支承立柱顶部与翅转驱动系统连接，其中部支承于上支承上，下部伸至下支承架以下3个结构层.上、下支承架各跨域1个结构层，翘转平台施工状态时，上支承架位于待施工结构层以下第3个结构层. 两道抗侧系统分别设置于上支承架上部和支承立柱底端，通过水平方向的互剪抵抗翘转平台施工状态下的倾覆力矩.翘转平台立面布置如图3所示.
机选型主要考虑吊装构件质量、分布、施工总平面 吊机的配置主要包括吊机的选型及数量.吊布置等；吊机数量应综合考虑工期、吊装工程量等.近年来，超高层吊机配置情况如表1所示.
表1超高层吊机配置统计
Table 1 Super-tall building crane configuration
工程名称 建筑深圳平安国际金融 高度/m 品桃配置中心 660 1152 台 ZSI2700 2 台 M1280D上海中心 天津117大厦 632 625 1172 台 ZSI2700 2 台 ZSL1250 1273 台 M1280 1 台 ZSI2700武汉绿地中心 636 120 1 台 ZSI2700 2 台 M1280D 1 台 ZS1380深圳华润总部大楼 00 66 1 台 M900D 2台 M600D广州西塔 上海环球 492 432 1012 台 M900D 1 台 M440D 1033 台 M900D
图4题转平台平面Fig.4 ALRMCP plane
目结构平面调整，避免吊机对吊装区域的影响：吊机数量与型号根据吊装需求选择.
吊机支承支座设有吊机转换节，上下面设置螺栓孔一面与吊机支承支座连接，一面与塔式起重机 柱肢连接.当吊机型号根据项目需求调整时，对吊机转换节螺栓孔位重新设置，即可与塔式起重机连接固定.吊机支承支座如图5所示.
图3题转平台立面布置Fig. 3Elevation view of ALRMCP
由表1可知，当前超高层施工通常布置3-4台吊机，最大吊机配置为最大起重量100级的ZSL2700吊机、M1280D吊机，或者最大起重量64t 级的ZSL1250吊机M900D吊机.
翘转平台配置吊机时，考虑设置4个吊机布置点位，实际应用时，根据项目的情况选择3台或者4台吊机.吊机选型时，可利用平台的翅转功能，最 大吊机选择1台即可，型号根据项目最大吊装构件选取，其余吊机根据吊装构件质量的分布情况合理选择.如：可选择1台ZSL2700、1台ZSL1250、1台ZSL7501台ZSL3804台吊机的配置组合，或者1台M900D、1台M440D、1台ZSL3803台吊机的配 置组合.
图5吊机支承支座Fig. 5 Crane bearing pedestal
3.2翅转驱动系统设计
平台的翘转运行采用了回转支承传动技术及液压驱动手自一体控制技术，实现整个翅转平台任 意角度翘转.翅转驱动系统主要包括回转支承上节点、回转支承以及回转支承下节点、延转动力系统等.逛转驱动系统立面如图6所示.
3起转平台各系统设计
3.1吊机基座平台设计
吊机基座平台为空间桁架结构，由中心桁架、片状桁架及吊机支承基座组成.
平面设计时，为尽可能留出吊装空间，片状衍架主要结构为两福十字交叉主衍架与中心桁架对穿形成整体，作为主要承载受力骨架.此外，考虑吊机对主衍架的扭转作用，用两福次桁架将主桁架 端部相连，主次桁架间利用连杆连接，增强翅转钢平台整体性，提高主次桁架的稳定性.这样翘转钢平台平面呈X形结构，平台静止时留出一半吊装空间，平台翅转一次满足整个平面吊装.翅转平台平 面如图4所示.
Fig 6 Rotary dynamic system vertical diagram 图6题转驱动系统立面示意
回转支承上、下节点，通过回转支承连接成一个结构整体，其上部与吊机基座平台连接、下部与支承顶升系统连接.回转支承作为“机械的关节”，实现回转支承上、下节点相对360°正反向回转.具 有承载力高、抗倾覆力大及回转平稳安全的设计特点.回转支承如图7所示.
吊机支承基座充分利用主桁架及次桁架夹角的稳定性，布置于片状桁架端部.这样能够最大程度利用吊机存辩半径，平台的外部尺寸可根据项
根据翘转平台驱动转速低、转矩大的特点，翅转动力系统采用液压驱动的方式.回转支承上节
承力件上，顶部荷载通过支承架传递给核心简墙体；爬升期间，下支承架承力，上支承架向上运行， 支承架挂爪通过翻转越过承力键，爬升至设计高度，挂爪在配重作用下翻转回平后，支承架逐渐回落，挂爪自动就位至预定位置，与爪靴紧密咬合，上支承架就位后，提升下支承架至上一个结构层，完成一次爬升工程.
图7回转支承示意Fig. 7 Slewing bearing
点上垂直安装大扭矩液压电动机和回转小齿轮，使回转小齿轮和回转支承内齿喂合.通过驱动小齿 轮，以固定不转的回转支承内齿圈为反力点相互作用，提供上平台回转所需力矩.
3.3.2支承立柱设计
支承立柱主要将上部荷载传递至核心简墙体上，分为上立柱、转接立柱、下立柱.上部立柱与翘转驱动系统连接；转接立柱主要与上支承架连接：下立柱 安装于转接立柱之下，主要在底部设置抗侧装置.
翘转平台翘转设计为15min每转，采用PLC（可编程序控制器）控制，系统运行操作指令及报警监 视信号进人PLC输入端，由PLC对指令进行处理，并根据事先编人PLC内存的用户程序控制液压系统中的电磁阀动作，实现了翘转平台运行方向、角度、速度的自动、手动控制.
转接立柱为空间框架结构，4个角部设置立柱穿过上支承架钢衍架，角部立柱顶部及底部均设置支承托盘，上托盘顶部与上立柱柱肢连接，支承于上支承架上.下部托盘与顶升油缸活塞杆连接. 翘转平台顶升时，通过顶升油缸伸出带动上支承架爬升.下立柱内缩成八边形，为上、下支承架爬升时提供爬升空间，与转接立柱下部柱肢连接.转接立柱如图9所示.
3.3支承顶升系统设计
支承顶升系统由附墙支点、支承立柱、液压顶升系统及抗侧装置组成.附墙支点安装固定于核心简墙体上，支承立柱将顶部翘转平台荷载通过附墙支点及抗侧装置传递与核心简墙体上.液压顶升系统安装于附墙支点之间，通过其顶升油缸的伸 缩实现翅转平台向上的爬升.
3.3.1附墙支点设计
附墙支点位于核心简内简的4个角部，各由微凸支点、上支承架、下支承架组成.
每层核心简角部相互垂直的墙体上各设置1个混凝土微凸支点；支承架为钢框架结构，平面设计成“L"形，相互垂直的端部各设计1个爪箱，上、下支承架分别通过其爪箱内部的挂爪与上、下结构层安装的微凸支点承力件爪靴咬合传力.支承架 咬合如图8所示.
图9转接立柱示意Fig. 9Conversion column system
3.3.3顶升系统设计
顶升系统为自动同步控制液压顶升系统，包括4套大顶推力长行程的顶升油缸、1套液压泵站、1 液压系统、同步控制系统.液压顶升系统设备包括套电气控制柜以及液压管道及附件等.
4组油缸1个主动，3个从动，通过控制主动油缸速度，从动油缸跟随主动油缸运动的方式进行同 步控制.每个油缸均设置独立的位移监测装置，监测其实时位移，并发送给电控系统.电控系统得到指令后，根据行程差异，发送指令给比例流量方向阀，通过液压流量调整，同步控制油缸行程.
3.3.4抗侧装置设计
图8支承架咬合示意
支承立柱中部及底部设置2道抗侧装置，第1道抗侧装置安装于转接立柱顶部，第2道安装于下
Fig. 8 Supporting frame occlusion diagram
翘转库后额状态时，上、下支承架均支承在
（下转第53页）
置，通过采用装载机水平铲运的方式，将土方传送至出土口下，由出土口上的挖掘机装车外运，如图8 所示，新增出土口平面布置如图9所示.
1）采用的机械设备为成熟稳定的挖掘机、装载机，机械故障少，运行可靠，且资源丰富，造价较低.
2）虽然单台装载机台班运土量较低，但通过增加设备数量，日均出土量有保证，土方开挖工期受控.
3）土方开挖作业面上挖掘机数量有效减少，缓解了作业面机械过多、油烟污染严重、操作环境差 的状况.
3结语
本文根据工程实例，介绍了地上工程已完工情况下，地下逆作土方开挖的基本思路及方法，重点 介绍了逆作环境下长距离水平倒土的多方案选择过程，可帮助读者拓展解决类似工程问题的思路，对于文中提到的超强真空井、皮带传输设备水平传土等技术，作为在行业内有推广价值的技术，希望同行可以吸取本工程经验教训，深人研究应用.
图8上层楼板上装载机水平倒土
Fig.8 Soil dumping with loader
参考文献：
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图9顶板下各层楼板上预留出土口位置Fig. 9 Soil outlet reserved
该方案实施后综合分析，每台装载机单斗装土0.4m，每个台班传送土方可达90m左右，较挖掘机接力倒土的方法，大大提高了盖挖板下土方长距 离水平倒运效率，彻底解决了挖掘机接力引起的土体液化、装运困难的难题.该方案具有如下特点.
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侧向滑轮可延墙体向上滚动，并传递水平力.
支承立柱底部.每道抗侧系统共设有8套抗侧支点安装于支承立柱四周.抗侧装置布置及实景如图10所示.
4结语
1）翅转平台在设计阶段需根据建筑结构的吊装构件分析，合理配备吊机的数量及型号：同时应 根据建筑的结构形式选择合理的附墙支点，再展开平台的设计工作.
2）逛转平台在投入使用后，应根据项目各施工阶段的吊装需求，科学合理地规划好平台的翘转、吊装方案.
3）做好平台的监测工作，保障平台施工顶升阶段安全，同时积累宝贵的原始数据，推进后期翘转平台的优化设计.
参考文献：
图10抗侧装置布置及实景示意Fig. 10 Lateral device arrangement
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抗侧装置由1个支带机械自锁的油缸和一个带1道和第2道抗侧液压控制系统的自锁油缸4个方向 滚轮可调行程连杆的油缸组成.翅转平台施工时，第与结构墙体抵紧，翘转平台倾覆力矩由2道自锁油缸与墙体的承抗.翅转平台爬升时，第1道和第
