CN104404975A - 通用型五点支撑压重式塔机基础及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通用型五点支撑压重式塔机基础及施工方法，能够使原塔机底架、底架撑杆及底部标准节的受力，保持在与现场浇筑整体基础受力不变的状态。通用型五点支撑压重式塔机基础，包括底架梁、压重件和混凝土支座，底架梁呈十字形，底架梁的端部及交叉部位处下方均设有混凝土支座，混凝土支座上方通过地脚螺栓连接支撑板，支撑板与底架梁可拆卸连接，底架梁上方连接塔机底架，塔机底架上方设置压重件，压重件、塔机底架及底架梁可拆卸连接为一体。

Description

通用型五点支撑压重式塔机基础及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工用塔式起重机，具体涉及一种通用型五点支撑压重式塔机基础及施工方法。 

背景技术：

塔式起重机(以下简称塔机)是建筑施工中必不可少的施工设备，在高层建筑施工中，均采用固定附着式塔机，塔机基础是保证塔机安全和正常使用的重要部件。目前常见塔机出厂配置的基础一般有小底架无撑杆方形基础、大底架有撑杆十字形基础，小底架无撑杆方形基础见图1、图2、图3，大底架有撑杆十字形基础见图4、图5、图6；由于这2种基础均为现场浇筑钢筋混凝土整体基础、重量在40吨左右，施工结束后，无法运出施工现场，不能重复使用且需要爆破处理，造成了浪费和不可回收的废弃物。因此，使用成本高，不能达到绿色环保的要求。

针对固定式塔机现场浇筑整体基础的缺点，目前出现了混凝土预制拼装塔机基础(以下简称拼装式基础)。拼装式基础由钢绞线将预制的中心件、过渡件、端件连接而成，并按计算配置配重块，见图7～图13。由于拼装式基础是由柔性的预应力钢绞线将预制构件锚固成一体，在传递塔机上部的垂直力时，其连接面的摩擦力不足以传递垂直剪力，需要增加定位剪力键来传递；但是拼装式基础的中心件、过渡件、端件需要现场对接，这就要求剪力键必须有间隙，否则无法实现对接，见图14。因此，拼装式基础在传递塔机上部上下2个方向的垂直剪力时，会出现一定间隙的移动。由于塔机原设计底架撑杆是按照无移动间隙的固定状态计算的，实际使用状态的改变会对塔机底架撑杆及底部标准节产生不利影响。经调查，施工现场使用拼装式基础的塔机，经过几个工程后，存在底部标准节腹杆焊缝开裂等现象；经计算验证，按照存在1mm间隙而导致无法正常传递塔机上部垂直剪力，塔机底部标准节腹杆应力会增加8倍，其他构件应力及变形也有显著增加，存在较严重的安全隐患。 

另外，预制拼装基础的构件总重量达到40吨，单个部件的重量也达到4吨以上，其运输、吊装存在一定困难；特别是由于剪力键的间隙不能太大，在中心件、过渡件、端件对接的过程中，一是对接难度相当大、费时费力，再是容易将预制构件及剪力键碰坏，导致基础的重复使用率大打折扣。 

在行走式塔机的设计中，有一种压重式底架，压重固定在压重式底架梁21上，压重式底架梁21的4外角端头，设有行走台车或者是固定混凝土基座；塔机的整机稳定性是由安装在压重式底架梁21上的压重来保证的。在塔机转场的过程中，压重块便于吊装运输且可以重复使用，见图15。压重式底架梁21支承间距大，所以要求压重式底架梁21截面大，以保证上部压重作用下的强度和刚度。由于底架的支承在压重式底架梁21的4外角端头，在塔机上部载荷作用下，特别是当塔机安装高度较高、上部重量较大时，压重式底架梁21的跨度中间的挠度较大，对塔机结构有一定不良影响。因此，附着使用的塔机原设计且出厂配置此类基础的很少，95%以上均为小底架无撑杆方形基础和大底架有撑杆十字形基础。 

发明内容：

为了克服以上技术的不足，本发明提出了一种通用型五点支撑压重式塔机基础及施工方法，能够使原塔机底架、底架撑杆及底部标准节的受力，保持在与现场浇筑整体基础受力不变的状态。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种通用型五点支撑压重式塔机基础，包括底架梁、压重件和混凝土支座，底架梁呈十字形，底架梁的端部及交叉部位处下方均设有混凝土支座，混凝土支座上方通过地脚螺栓连接支撑板，支撑板与底架梁可拆卸连接，底架梁上方连接塔机底架，塔机底架上方设置压重件，压重件、塔机底架及底架梁可拆卸连接为一体。

上述通用型五点支撑压重式塔机基础优选方案中，其还包括有设置在底架梁的端部的调平装置，调平装置包括底座、压板、调节杆及调节螺母，支撑板通过连接螺栓连接底座，底座内部具有空腔，支撑块位于空腔内，调节杆头部与支撑块相配合并经压板固定在底座空腔内，调节杆螺纹另一端穿过压板与螺母相连接，并穿过底架梁突出于底架梁上表面，锁紧螺母与底架梁紧固为一体。 

上述通用型五点支撑压重式塔机基础优选方案中，调节杆头部为外凸的弧形结构，支撑块上表面具有与调节杆头部相配合的弧形凹陷。 

上述通用型五点支撑压重式塔机基础优选方案中，其还包括压力传感器，压力传感器通过螺母固定在底架梁的端部。 

上述通用型五点支撑压重式塔机基础优选方案中，塔机底架上表面设有上座，底架梁下表面设有下座，底架梁上表面与塔机底架下表面之间设有垫块，第一螺栓体依次穿过两个上螺母、上座、塔机底架、垫块、底架梁、下座后与两个下螺母连接。 

上述通用型五点支撑压重式塔机基础优选方案中，压重件包括自上而下依次设置的通用压重块、上压重梁和下压重梁，上压重梁上部设有上夹板，下压重梁底部设有下夹板，压重螺栓依次穿过下夹板、下压重梁、上压重梁、上夹板后与两个螺母连接。 

上述通用型五点支撑压重式塔机基础优选方案中，底架梁由1根长梁和2根短梁组成，长梁包括十字形中心件、向外延伸连接在中心件端部的过渡件及与过渡件连接的端件，底架梁还包括有防扭杆，防扭杆一端铰接在端件上，另一端铰接在与相邻端件连接的过渡件上。 

上述通用型五点支撑压重式塔机基础优选方案中，其还包括防滑移装置，防滑移装置包括内侧压板、外侧压板、连接螺栓、内侧螺母及外侧螺母，内侧压板同时连接底架梁内侧面与塔机底架内侧面，外侧压板同时连接底架梁外侧面与塔机底架外侧面，连接螺栓穿过内侧螺母、内侧压板、外侧压板与外侧螺母连接为一体。 

一种通用型五点支撑压重式塔机基础的施工方法，包括以下步骤： 

1）混凝土支座上通过地脚螺栓连接支承板，在底架梁两端及交叉部位分别设置混凝土支座，并通过支承板连接底架梁；

2）利用调平装置调节调整4个外角相对中心点基座的水平度；

3）支承塔机底架，塔机底架下方连接底架梁；

4）在塔机底架上部安装压重件。

本发明的有益效果： 

1) 本发明底架梁既可以与小底架无撑杆方形基础的十字型小底架连接，又可以与大底架有撑杆十字形基础的十字型大底架连接，通用性强；

2) 本发明压重件、塔机底架及底架梁可拆卸连接为一体，并采用螺栓连接夹板的连接方式，可以适应不同型号、不同尺寸的塔机，灵活方便；

3) 本发明在底架梁的端部和交叉部位均设有混凝土支座，提高了其抗弯刚度；采用了水平防扭杆，增加了通用底架的抗扭刚度；使塔机原底架、底架撑杆及底部标准节的受力、特别是附着使用时，保持在与现场浇筑整体基础受力不变的状态；

4）本发明在原塔机底架十字梁上固定压重梁，压重直接作用在原塔机底架上，减小了螺栓的受力，保证了塔机的整机稳定性；

5）本发明采用调平装置，当塔机安装或使用过程中基座水平度超差时，可以带载进行调整；

6）本发明采用支承板，与混凝土支座地脚螺栓连接；将底架梁传递的载荷分散后，传递到大面积混凝土支座上，减轻了对地基的作用力；使塔机对基础的地耐力的需求减小，扩大了可重复使用的适用范围；

7）本发明增加传感器，实时检测通用底架外角的压力，对塔机工作载荷及整机抗倾翻稳定性进行预警；

8）本发明配套使用的底架梁、压重件及混凝土支座均便于吊装、运输且可以重复使用。

附图说明

图1：小底架无撑杆方形基础俯视示意图； 

图2：小底架与钢筋混凝土基础连接示意图；

图3：钢筋混凝土基础钢筋布置示意图；

图4：大底架有撑杆十字形基础主视示意图；

图5：大底架有撑杆十字形基础俯视示意图；

图6：大底架与钢筋混凝土基础连接示意图；

图7：拼装式基础结构图示意图；

图8：图7中A-A示意图；

图9：中心件俯视示意图；

图10：中心件主视示意图；

图11：过渡件俯视示意图；

图12：过渡件侧视示意图；

图13：端件俯视示意图；

图14：端件侧视示意图；

图15：定位剪力键构造示意图；

图16：原设计塔机压重式底架示意图；

图17：本发明45°剖面图；

图18：本发明俯视示意图；

图19：本发明局部放大图；

图20：防滑移装置放大图；

图21：防滑移装置放大图；

图22：压重件、塔机底架及底架梁连接放大示意图；

图中，1-十字型小底架、2-压板及地脚螺栓、3-钢筋混凝土基础、4-十字型大底架、5-底架撑杆、6-十字型混凝土基础、7-中心件、8-过渡件、9-端件、10-压重块、11-压重块、12-地脚螺栓孔、13-预应力孔、14-吊装孔、15-定位剪力键、16-凸件、17-凹件、18-焊接于凸件上的钢筋、19-焊接于凹件上的钢筋、20-压重式底架混凝土压重、21-压重式底架梁、22-压重式底架混凝土基座、23-底架梁、23-1-十字形中心件、23-2-过渡件、23-3-端件、24-混凝土支座、25-通用压重块、26-防扭杆、27-防滑移装置、28-垂直夹板、29-下层压重梁、30-上层压重梁、32-调节杆、33-螺母、34-压力传感器、35-支承块、36-支承板、37-地脚螺栓，38-压板、39-底座、40-锁紧螺母、41-外侧螺母、42-第四夹板、43-外型钢、44-第三夹板、45-连接螺栓、46-第一夹板、47-内型钢、48-第二夹板、49-内侧螺母、50-压重螺母、51-上夹板、52-压重螺栓、53-下夹板、54-上螺母、55-上座、56-第一螺栓体、57-下座、58-下螺母、59-垂直调整垫块。

具体实施方式

   结合本发明实施例中的附图，对本发明做进一步清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 

一种通用型五点支撑压重式塔机基础，包括底架梁23、压重件混凝土支座24；底架梁23呈十字形，底架梁23包括十字形中心件23-1、向外延伸连接在中心件端部的过渡件23-2及与过渡件连接的端件23-3，底架梁23的端部及交叉部位处均下方均设有混凝土支座24；混凝土支座24上方通过地脚螺栓37连接支撑板36，支撑板36与底架梁23可拆卸连接，底架梁23上方连接塔机底架，塔机底架上方设置压重件，压重件、塔机底架及底架梁23可拆卸连接为一体。    

本实施例中，塔机底架上表面设有上座55，底架梁23下表面设有下座57，底架梁23上表面与塔机底架下表面之间设有垂直调整垫块59，第一螺栓体56依次穿过两个上螺母54、上座55、塔机底架、垫块59、底架梁23、下座57后与两个下螺母58连接。压重件包括自上而下依次设置的通用压重块25、上压重梁30和下压重梁29，上压重梁上部设有上夹板51，下压重梁29底部设有下夹板53，压重螺栓52依次穿过下夹板53、下压重梁29、上压重梁30、上夹板51后与两个螺母50连接。采用此结构将压重直接作用在塔机底架上，减少了压重螺栓受力，保证了塔机的稳定性。

本发明还包括有设置在底架梁23的端部的调平装置，调平装置包括底座39、压板38、调节杆32、螺母33及锁紧螺母40，支撑板36通过连接螺栓连接底座39，底座39内部具有空腔，支撑块35位于空腔内，调节杆32头部与支撑块35相配合并经压板38固定在底座39空腔内，调节杆32螺纹另一端穿过压板38与螺母33相连接，并穿过底架梁23突出于底架梁23上表面，锁紧螺母40与底架梁23紧固为一体。本实施例中，调节杆32头部为外凸的弧形结构，支撑块35上表面具有与调节杆32头部相配合的弧形凹陷。利用调平装置可以调整端件23-3相对十字形中心件23-1的水平度，此调平装置调整不只限制于塔机安装时，塔机使用中产生不均匀沉降时，不需要拆卸塔机及压重件，就可以调整。 

本实施例，还包括压力传感器34，压力传感器34通过螺母33固定在底架梁23的端部，通过压力传感器34可以实时监测底架梁23外角的压力。 

本实施例，底架梁23还包括有防扭杆26，防扭杆26一端铰接在端件23-3上，另一端铰接在与相邻端件23-3连接的过渡件23-2上。增加了本发明的底架梁23的抗扭转刚度。 

本实施例，还包括防滑移装置27，防滑移装置27包括内侧压板、外侧压板、连接螺栓45、内侧螺母49及外侧螺母41，内侧压板包括焊接为一体的第一夹板46、第二夹板48及位于第一夹板46与第二夹板48之间内型钢47，其同时连接底架梁23内侧面与塔机底架内侧面，外侧压板包括焊接为一体的第三夹板44、第四夹板42及位于第三夹板44、与第四夹板42之间外型钢43，其同时连接底架梁23外侧面与塔机底架外侧面，连接螺栓42穿过内侧螺母49、内侧压板、外侧压板与外侧螺母41连接为一体。采用此结构，将塔机底架与底架梁23在水平方向夹紧，防止塔机上部在水平力作用下出现水平滑移。 

一种通用型五点支撑压重式塔机基础的施工方法，包括以下步骤： 

1）混凝土支座24上通过地脚螺栓37连接支承板，在底架梁23两端及交叉部位分别设置混凝土支座24，并通过支承板连接底架梁23；

2）利用调平装置调节调整4个外角相对中心点基座的水平度；

3）支承塔机底架，塔机底架下方连接底架梁23；

4）在塔机底架上部安装压重件。

考虑到安全及强度问题，当原塔机底架采用十字型小底架1时，在塔身4角内外8个点利用压重螺栓52、第一螺栓体56及垂直夹板28，将十字型小底架1与底架梁在垂直方向夹紧；当原塔机采用十字型大底架4时，除在塔身4角内外8个点外、在底架撑杆5的连接座内外8个点，利用利用压重螺栓52、第一螺栓体56及垂直夹板28，将十字型大底架4与底架梁23在垂直方向的16个点夹紧。 

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：包括底架梁、压重件和混凝土支座，底架梁呈十字形，底架梁的端部及交叉部位处下方均设有混凝土支座，混凝土支座上方通过地脚螺栓连接支撑板，支撑板与底架梁可拆卸连接，底架梁上方连接塔机底架，塔机底架上方设置压重件，压重件、塔机底架及底架梁可拆卸连接为一体。

2.根据权利要求1的通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：其还包括有设置在底架梁的端部的调平装置，调平装置包括底座、压板、调节杆及螺母，支撑板通过连接螺栓连接底座，底座内部具有空腔，支撑块位于空腔内，调节杆头部与支撑块相配合并经压板固定在底座空腔内，调节杆螺纹另一端穿过压板与螺母相连接，并穿过底架梁突出于底架梁上表面，锁紧螺母与底架梁紧固为一体。

3.根据权利要求2的通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：调节杆头部为外凸的弧形结构，支撑块上表面具有与调节杆头部相配合的弧形凹陷。

4.根据权利要求1的通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：其还包括压力传感器，压力传感器通过螺母固定在底架梁的端部。

5.根据权利要求1的通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：塔机底架上表面设有上座，底架梁下表面设有下座，底架梁上表面与塔机底架下表面之间设有垂直调整垫块，第一螺栓体依次穿过两个上螺母、上座、塔机底架、垫块、底架梁、下座后与两个下螺母连接。

6.根据权利要求5的通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：压重件包括自上而下依次设置的通用压重块、上压重梁和下压重梁，上压重梁上部设有上夹板，下压重梁底部设有下夹板，压重螺栓依次穿过下夹板、下压重梁、上压重梁、上夹板后与两个螺母连接。

7.根据权利要求1至6任一项的通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：底架梁包括十字形中心件、向外延伸连接在中心件端部的过渡件及与过渡件连接的端件，底架梁还包括有防扭杆，防扭杆一端铰接在端件上，另一端铰接在与相邻端件连接的过渡件上。

8.根据权利要求1至6任一项的通用型五点支撑压重式塔机基础，其特征在于：其还包括防滑移装置，防滑移装置包括内侧压板、外侧压板、连接螺栓、内侧螺母及外侧螺母，内侧压板同时连接底架梁内侧面与塔机底架内侧面，外侧压板同时连接底架梁外侧面与塔机底架外侧面，连接螺栓穿过内侧螺母、内侧压板、外侧压板与外侧螺母连接为一体。

9.一种权利要求2或3的通用型五点支撑压重式塔机基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）混凝土支座上通过地脚螺栓连接支承板，在底架梁两端及交叉部位分别设置混凝土支座，并通过支承板连接底架梁；

2）利用调平装置调节调整4个外角相对中心点基座的水平度；

3）支承塔机底架，塔机底架下方连接底架梁；

4）在塔机底架上部安装压重件。