塔式起重機(jī)附著技術(shù)的探討

林淯丹

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院，廣東廣州 510655）

1 技術(shù)要求

塔式起重機(jī)（以下簡稱塔機(jī)）在建筑施工生產(chǎn)中所承擔(dān)的主要任務(wù)是垂直運(yùn)輸工作，是施工中重要的機(jī)械設(shè)備。隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，高層、超高層的結(jié)構(gòu)日益增多，塔機(jī)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)高度已不能滿足施工的要求，這就需要采取附著措施。即在塔機(jī)的某一位置將塔機(jī)和建筑物進(jìn)行拉接，增加塔身剛度，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，增加塔機(jī)的自升高度，保證塔機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)下安全工作，滿足生產(chǎn)需要[1]。

塔式起重機(jī)附著技術(shù)應(yīng)從兩方面考慮：

（1）附著方案編制。做任何事情都離不開理論指導(dǎo)實(shí)踐，優(yōu)秀方案的編制對實(shí)際安裝起著重要的指導(dǎo)作用。首先從了解現(xiàn)場概況，確定附著垂直位置、水平位置及附著桿長度形式、桿件的受力分析、附墻節(jié)點(diǎn)受力計(jì)算、選用合適的附著桿和附著墻座。

（2）附著的正確安裝。這里所講的正確安裝不是指先安環(huán)梁、墻座，再安附著桿等工藝流程，而是突出關(guān)鍵點(diǎn)或容易忽視的步驟，如：平臺的搭設(shè)、垂直度的校正和應(yīng)注意的安全事項(xiàng)、標(biāo)準(zhǔn)等。

2 附著方案編寫[2]

2.1 現(xiàn)場概況

現(xiàn)場概況包括塔機(jī)型號、該型號塔機(jī)的附著要求（與外墻夾角、水平面允許角度）、建筑物高度、塔機(jī)基礎(chǔ)位置、周圍環(huán)境（建筑物、多塔機(jī)作業(yè)）等。

2.2 確定附著垂直位置

參考塔與建筑物相對位置、相對標(biāo)高、外墻結(jié)構(gòu)作業(yè)是搭雙排腳手架還是用提升架、吊索具及鋼絲繩的最小距離、現(xiàn)場最高被吊物的高度、砼強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)時間、工程進(jìn)度等，要求在定好位置的平面內(nèi)，平面度不超1/1000允許范圍。

2.3 確定附著水平位置及附著桿長度、形式

參考附著一側(cè)外墻（柱）情況、附著墻座的結(jié)構(gòu)形式等。下面舉一例說明附著定位。某工地在用的兩臺塔機(jī)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)H3/36B塔機(jī)（固定式），附著前高50.5 m，說明書中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)高度為50.5 m（即實(shí)際該塔已到標(biāo)準(zhǔn)高度），附著在第11個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中心（即附著位置至塔機(jī)吊鉤的有效距離為12.55 m），建議與外墻夾角45°～60°之間，水平面允許角度±1.5°，該工地要求塔機(jī)實(shí)現(xiàn)的吊裝高度為43.5 m。

現(xiàn)場除該塔外另有一臺F0/23B，兩塔間直線距離76 m，而兩塔起重臂長分別是50 m和60 m，為避免兩塔起重臂相撞，滿足《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》（GB 5144-2006）中“兩臺起重機(jī)之間的最小架設(shè)距離應(yīng)保證處于低位的起重機(jī)的臂架端部與另一臺起重機(jī)的塔身之間至少有2 m的距離；處于高位的起重機(jī)的最低位置的部件（吊鉤升至最高點(diǎn)或平衡重的最低部位）與低位起重機(jī)中處于最高位置部件之間的垂直距離不應(yīng)小于2 m”的要求[3]，故起重臂不能在同一高度上，而錯開的高差要保證兩起重臂不相撞、起重臂與拉桿不相撞（要考慮帶載和不帶載情況），如圖1所示，此為確定附著位置的重要參考因素。

圖1 塔式起重機(jī)架設(shè)位置圖

根據(jù)現(xiàn)場外墻作業(yè)用雙排腳手架，其自由端要高于作業(yè)面1.5～6 m，吊索具及鋼絲繩長度3～8 m，布料桿（其為所吊物體中最高部件）高6 m，附著部位砼強(qiáng)度達(dá)到90%以上（說明書中要求）需要7～14天，工程進(jìn)度7天1層，層高2.8 m，這樣計(jì)算附著位置至塔機(jī)吊鉤的有效距離要在13.3～25.6 m之間，通常取18 m。

工地提供塔機(jī)基礎(chǔ)定位，基礎(chǔ)上表面標(biāo)高-6.25 m，附著一側(cè)樓立面建筑圖，結(jié)構(gòu)高9層，為滿足附著位置墻座承載力，墻體鋼筋加密從第7層底生根，直到第9層頂，故最高只能定在第8層墻體上，且需要避讓開外墻上現(xiàn)澆的空調(diào)機(jī)板。

綜合上述因素，附著位置確定如下（共一道）：垂直方向定在建筑物第8層標(biāo)高20.9 m處，塔吊的第7個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中心。水平方向定在2－14軸向西1 000 mm與2－S軸相交處為雙拉桿墻座中心，2－16軸向東1 000 mm與2－S軸相交處為單拉桿墻座中心。如圖2所示。

圖2 附著位置圖

利用CAD繪圖軟件，很容易的將附著桿的長度精確地表示出來（圖中AB段表示附著桿），省去了以往爬塔用尺子測量的種種不便，避免了因測量尺寸不準(zhǔn)確導(dǎo)致加工出附著桿不合格現(xiàn)象的發(fā)生。

2.4 附著桿受力分析

以最常用的平面內(nèi)3根不交于一點(diǎn)的附著桿所構(gòu)成的靜定結(jié)構(gòu)形式的附著裝置為例[4]。

2.4.1 塔機(jī)受力分析

塔機(jī)受力分析如圖3所示，其中R為外載荷在附著桿上的合力，M n為回轉(zhuǎn)慣性力矩。

圖3 塔機(jī)受力分析圖

2.4.2 附著桿內(nèi)力計(jì)算

（1） R沿Y軸線的分量單獨(dú)作用時，受力狀態(tài)如圖4所示，由∑MB＝0得：

圖4 附著桿沿Y軸受力圖

（2）R沿X軸線的分量單獨(dú)作用時，受力狀態(tài)如圖5所示，可解得：

圖5 附著桿沿X軸受力圖

圖6 M n單獨(dú)作用附著桿受力圖

2.5 附墻節(jié)點(diǎn)受力計(jì)算

根據(jù)已算出的附著桿內(nèi)力即可得出的附墻點(diǎn)所受的拉（壓）力及剪切力。

2.6 選用合適的附著桿和附著墻座

附著桿的制作方式多種多樣，現(xiàn)舉兩種常見例子，一種為桁架結(jié)構(gòu)形式，如某附著桿，其截面為350×350，主支采用16Mn 80×80×8的角鋼，綴條采用Q235 40×40×4的角鋼，在3～15 m的范圍內(nèi)可以承受內(nèi)力為400～600 kN；另一種為16＃槽鋼對焊的附著桿，在6 m長范圍內(nèi)可以承受最大內(nèi)力為400 kN[5]。

附著墻座形式雖不統(tǒng)一，但均為“Π”形，只是座板留出的穿墻螺栓孔的數(shù)量和大小不同。在選用時，墻座通常由廠家提供，其強(qiáng)度均滿足受力要求，但選用的穿墻螺栓要分析、計(jì)算抗拉和剪切受力情況，以確保安全。一旦選定后，將外墻預(yù)留孔位置圖交給工地。這種用螺桿將墻座與結(jié)構(gòu)連接是較普遍的一種形式；也有預(yù)埋鋼板，將墻座與鋼板焊接的；還有抱柱形式的、水平地腳形式的等等[6]。

附著桿和墻座絕大部分由塔機(jī)生產(chǎn)廠家提供，也有按廠家提供的圖紙加工，應(yīng)將附著桿和墻座視為塔機(jī)基件的一部分，作給予足夠的重視。

3 塔機(jī)附著裝置安裝[7]

（1）施工單位提前在塔機(jī)附著位置與下一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接處及與附著墻座預(yù)留孔下1 m處打設(shè)操作平臺，并提供能夠滿足最大支撐載荷的證明。

（2）如果是行走式基礎(chǔ)，應(yīng)將臺車用軌鉗卡緊，行走輪用楔子卡住，電源線拆除；井字架下面是否需要加支撐，應(yīng)根據(jù)塔機(jī)的最終高度與廠家聯(lián)系解決。

（3）在結(jié)構(gòu)預(yù)留孔處安裝附著墻座，穿墻螺栓要用雙螺母。

（4）吊裝附著框架。

①遇到框架對塔身主桿內(nèi)側(cè)無約束形式時，要將其安置靠近標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)聯(lián)接處；遇到框架對塔身主桿內(nèi)側(cè)有約束形式時，只要結(jié)構(gòu)空間允許即可。

②在塔機(jī)操作平臺上應(yīng)有3人以上作業(yè)，先將兩外側(cè)附著框架分別吊至塔身附近點(diǎn)處并固定在塔身上，再用兩短梁將其聯(lián)接成一體，要調(diào)整框架處于水平位置。

（5）吊裝附著桿。

①將附著桿在地面調(diào)整到方案中給出所需長度。

②分別將附著桿吊至塔身附著點(diǎn)處，對準(zhǔn)附著框架的銷軸孔打入連接軸銷，然后再對準(zhǔn)墻座銷軸孔打入連接銷。銷軸孔不好對時，建議采取轉(zhuǎn)平衡臂的辦法。

（6）校正垂直度。用經(jīng)緯儀從互相垂直的兩個方向測量塔身垂直度，核對符合附著位置以下不超附著高度的2/1000、附著以上的懸空部分不超其高度的4/1000的標(biāo)準(zhǔn)即可[8]。

（7）遇到三道（含）以上附著時，要根據(jù)不同型號塔機(jī)的說明書要求適當(dāng)放松其中幾道，以減少由于多點(diǎn)附著所造成的附加應(yīng)力，且相鄰兩道附著桿布置應(yīng)交叉錯開。

2 結(jié)束語

通過對塔式起重機(jī)附著技術(shù)的論述，加強(qiáng)了大家對塔機(jī)性能的掌握，行業(yè)里應(yīng)對附著重視起來，一方面在各檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)時能合格通過，另一方面也確實(shí)保證了塔式起重機(jī)施工的安全。