1 工程概况
西部国际金融中心项目位于成都市锦江区东大街，总建筑面积为293 000 m2，由4 栋超高层建筑组成。1#主塔楼共56 层，高度240.85 m；2#银行楼共39 层，高度169.95 m；3#住宅楼共46 层，高度148.10 m；4#住宅楼共47 层，高度149.55 m。本工程为整体地下室，共5 层，采用筏板基础。1#、2#楼为框架核心筒结构，结构造型复杂，呈倾斜内收形式，外墙为玻璃幕墙；3#、4#楼为剪力墙结构，外墙为铝板幕墙。1#主塔楼为劲性混凝土结构，结构为异形逐渐收近，1#楼安装两台外附固定式STT403以及STT293平头塔吊，STT293塔吊（1#塔吊）布置在1#楼主体结构的西南侧，塔吊回转半径40 m，最大起重质量达18 t；STT403塔吊（2#塔吊）布置在1#楼主体结构的东北侧，塔吊回转半径55 m，最大起重质量达24 t（图1）。附臂根据说明书有严格角度要求，由于结构变化较大，对于超过120 m标高的附臂不能满足塔吊说明书要求。本文针对其中的2#塔吊附臂角度不满足条件而采取一种加强措施。
2 塔机的附臂情况及难点介绍
2.1 附臂情况
2#塔吊在120 m以下附着于2 根框架柱上（KZ1、KZ2）（图2）。在120.3 m标高处附臂杆的角度为60°，为塔吊说明书的极限值，KZ2在±0～78.6 m处为直柱；78.6～153.1 m处变倾斜（斜率分阶段变化）；153.1～245 m处为直柱。在120 m附着时，已经达到塔吊附着要求的最小值，但由于KZ2从132.1～153.1 m仍向西倾斜，此时如直接附着在KZ2上已经满足不了要求。
2.2 难点介绍
1）为附臂杆寻找可靠支点（悬挑梁）。
2）验算支点本身的强度。
3）验算支点与结构的连接，以及结构是否满足塔吊最不利工况下的荷载。
4）支点的安装施工。
图1 塔吊布置示意（左侧为2#塔吊）
图2 120 m以下柱上附着
3 支点的选型
前期考虑方案时有两种选择。方案一：结构施工时从KZ2悬挑出钢筋混凝土梁，在此梁上进行附着。方案二：结构施工完毕后，安装工字钢（工字钢夹住KZ2），在工字钢上附着。
由于本工程采用整体提升的升降平台外爬架体系，如采用方案一，需悬挑1 100 mm才能满足要求，而爬架无法跨过此悬挑梁，且最后的高空破除工作风险较大，因此方案一被否决。
方案二中关于悬挑梁的选型，经计算采用2 根250 mm×250 mm×14 mm×14 mm的H型钢，立向双拼，中间加1 100 mm×250 mm×16 mm的立向筋板组合成的单片小桁架，材质均选用Q235钢（图3）。
图3 抱柱小桁架拼装
4 悬挑钢梁的计算[1,2]
塔机悬挑梁受力模型取标高为163.097 m处的钢梁为模型（以上标高均同此标高），此时附臂杆与悬挑钢梁的夹角为78°，此附臂杆的最大受力R=300 kN，结构柱中心至附臂杆的距离为1.94 m，结构柱边缘至附臂杆的距离为1.2 m。此力通过钢梁传递至结构柱，钢梁主要受压剪弯共同作用。
轴向压力：R×cos78°=62.4 kN；
剪力：R×sin78°=293.45 kN；
弯矩：R×sin78°×1 200=352 140 kN·mm；
单片桁架的截面惯性矩：I=9.43×109 mm4；
抵抗矩：Wx=2I/h=1.18×107 mm3；
回转半径：i=24.7 mm。
弯曲应力f=35.1 MPa，满足要求；
剪切应力τ= 14.5 MPa，满足要求；
整体折合应力
，满足要求。
5 结构受力验算
悬挑钢梁采用抱箍的方式与结构框架柱直接相连，框架柱受剪力、扭矩、弯矩，着重验算此框架柱能否单独承受此力，如不能承受则将此框架柱与其余结构通过附加构件相连组成一榀框架共同承受此力。
根据已有的结构模型和配筋以及现有的受力情况，可以推断此框架柱是否能满足剪力、弯矩，由于结构模型计算时，扭矩是考虑整个模型受扭，非单个框架柱受扭，故在剪力及弯矩满足已有模型计算的情况下，结构受力验算主要考虑受扭计算。经验算可知，符合受力要求。
6 附臂杆与悬挑钢梁的连接计算
附臂杆末端与悬挑钢梁之间靠角焊缝连接，焊缝长度为附臂杆端板长度的2 倍（上下均焊接），采用E43型焊条，焊缝尺寸为8 mm，3级焊缝。由于附臂杆仅受拉、压力，当附臂杆受压力时，根据模型知附臂杆与钢梁之间并无内力存在，内力直接通过钢梁传递给框架柱（扭矩为主），当附臂杆受拉力时，附臂杆与钢梁之间存在拉力，此拉力由角焊缝承担，因此需要对角焊缝是否满足强度要求进行计算。经验算可知，附臂杆与悬挑钢梁之间的连接可靠。
7 悬挑附臂钢梁的安装
钢梁离楼板面的距离与塔吊附臂的高度有关，其中心线离楼板表面距离从500～1 000 mm不等，由于附臂安装需待爬架提升后方可施工，KZ2位于建筑物最东南角，爬架提升后安装附臂钢梁需在上百米高空挑出1 200 mm进行施工，另钢梁自重较大，达到200 kg，为满足钢梁安装的质量及安全，采取以下措施：
1）结构施工时，在框架柱相应位置预埋锚爪。在钢梁安装时，塔吊吊运钢梁至相应位置，此时可将钢梁与锚爪点焊固定，减少了人工运输的强度，保证钢梁安装水平。
2）搭设操作平台。为方便工人操作，保证安全，在每层塔吊附臂的楼板处搭设防护操作平台，防护操作平台悬挑工字钢离柱子边净距离为600 mm，挑出结构边净距离为1 600 mm，在楼板上预埋锚环固定工字钢。防护平台的三面挂密目安全网，底部铺设脚手板，邻边三面底部设置挡脚板，其平面及立面如下图4所示。
图4 操作平台平面及立面
8 结语
2#塔吊共采用了6 道悬挑钢梁加强附臂，施工完毕至今历时7 个月，经现场实践证明：采用此类悬挑钢梁附着方式不仅保证了塔吊的使用要求，且对结构并无造成损害，满足了工期及安全的要求，为非标准塔吊附着提供了新思路。
[1] 熊全瑞,江升科,许阳.塔吊超长附着的设计与安装[J].建筑施工,2011(9):839.
[2] 张得志.自升式附墙塔吊基础设计探讨[J].中小企业管理与科技:上旬刊,2009(4):182.