塔式起重機(jī)的垂直度測量及控制

吳波 張華文

摘要：隨著城市建設(shè)快速發(fā)展，高層建筑越來越多的出現(xiàn)在城市里，塔式起重機(jī)機(jī)作為重要建筑機(jī)械得到廣泛使用。垂直度是塔身重要監(jiān)控指標(biāo)，本文重點(diǎn)闡述了塔式起重機(jī)塔身的垂直度測量及控制。

關(guān)鍵詞：塔式起重機(jī);垂直度

1引言

塔式起重機(jī)屬于臂架型起重機(jī)的一種，由起重臂、拉桿、塔帽、塔身組成，起重臂鉸接在較高的塔身上，可自由回轉(zhuǎn)，臂架長度較大、采用桿件連接，易于安裝拆卸運(yùn)輸，且用于露天作業(yè)，多數(shù)用于工業(yè)與民用建筑及安裝施工，通常被稱為建筑用塔式起重機(jī)。現(xiàn)今在建筑工程施工領(lǐng)域，塔式起重機(jī)是應(yīng)用極為頻繁的一種搬運(yùn)機(jī)械，具有起升高度大、載重量大、作業(yè)幅度廣的顯著優(yōu)點(diǎn)，在建筑施工中應(yīng)用愈加頻繁。目前廣泛使用的塔式起重機(jī)多為上回轉(zhuǎn)、小車變幅、固定自升式。塔式起重機(jī)的塔身隨著建筑物升高而升高，中間會有幾次頂升加節(jié)，塔身的垂直度比較容易受到影響，同時(shí)也會影響塔機(jī)的安全作業(yè)。如果塔機(jī)的垂直度出現(xiàn)超出標(biāo)準(zhǔn)的偏差，再加上受外力作用，在使用過程程中，極易發(fā)生失穩(wěn)、倒塌、傾翻、斷臂等較嚴(yán)重的事故，這不僅造成工作人員傷亡損害，也會給施工企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。

2塔式起重機(jī)垂直度的技術(shù)要求

在BG/T5031-2019《塔式起重機(jī)》中，塔式起重機(jī)垂直度的定義為：空載、風(fēng)速不大于3m/s狀態(tài)下，獨(dú)立狀態(tài)塔身（或附著狀態(tài)下最高附著點(diǎn)以上塔身）軸心線的側(cè)向垂直度誤差不大于4/1000，最高附著點(diǎn)一下塔身軸心線的垂直度誤差不大于2/1000。[1]塔身垂直度的定義為塔機(jī)安裝后塔頂處于平衡狀態(tài)下，塔身實(shí)際軸心線在被測高度上、被測平面內(nèi)對理論軸心線的最大水平誤差。它是塔機(jī)各零部件制造、裝配和安裝在整機(jī)上綜合誤差的反映。這里必須強(qiáng)調(diào)的是在塔頂無載荷的前提下進(jìn)行測量：同時(shí)必須使平衡臂與起重臂軸線垂直于被測塔身平面（見圖1）。這樣，分別作用于大臂和平衡臂的不平衡力矩的影響就不會反映到所測平面。[2]

在圖1所示方位中，X軸方向分別為起重臂—平衡臂軸線。這條軸心線由于存在著大臂（包括自重和起重小車）產(chǎn)生的向東旋轉(zhuǎn)的力矩及平衡臂（包括自重和平衡塊重）產(chǎn)生的向西旋轉(zhuǎn)的力矩，一般狀況下是不平衡的。故檢測時(shí)，不應(yīng)沿Y軸方向測試，而只能沿X軸方向測試。

具體測試方法有兩種，而兩種檢測方式都要選擇空載無風(fēng)天氣，盡量減小其他因素的影響。第一種方法僅需一臺經(jīng)緯儀。利用經(jīng)緯儀測量時(shí)，在塔身上部（一般在臂根鉸點(diǎn)高度平面）及最下端分別貼水平方向標(biāo)尺（或在塔身鋼構(gòu)件上仔細(xì)刻畫出標(biāo)尺，線體一定要細(xì)、準(zhǔn)確），標(biāo)尺座標(biāo)原點(diǎn)位于塔身幾何中心線上，兩原點(diǎn)連線即為塔身實(shí)際軸心，將經(jīng)緯儀沿東西方向（Ⅰ-Ⅰ）架設(shè)，并使大臂—平衡臂軸線與Ⅰ-Ⅰ線重合，所測出的偏差即為塔身在X軸方向的偏差（設(shè)為бx）;同理，將經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)移到Y(jié)軸方向沿Ⅱ—Ⅱ軸線重合，測出的偏差即為塔身在Y軸方向的偏差（бy）。

第二種方法是采用全站儀，全站儀應(yīng)布置在X軸方向，在塔身基礎(chǔ)節(jié)主弦桿外側(cè)和塔身頂部標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿外側(cè)各選取兩點(diǎn)，應(yīng)用全站儀測試這兩點(diǎn)之間的水平距離就是塔身在X軸方向的偏差（設(shè)為бx），同理，將全站儀移到Y(jié)軸方向沿Ⅱ—Ⅱ軸線重合，測出的偏差即為塔身在Y軸方向的偏差（бy）

根據(jù)兩個(gè)方向的偏差бx、бy可算出塔身的側(cè)向偏差δ= ，根據(jù)塔身高度即可算出其垂直度偏差即塔頂水平變位。

3塔式起重機(jī)垂直度控制

塔機(jī)由于制造和安裝誤差，垂直度是必然存在的，只有誤差值在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，是允許塔機(jī)繼續(xù)工作和使用的，只是必須加強(qiáng)觀察、監(jiān)督、定期測量，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。當(dāng)垂直偏差產(chǎn)生并有發(fā)展趨勢時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，分析實(shí)際情況，可采取一些補(bǔ)救措施。如：

（1）提前進(jìn)行附墻裝置。一般80tm塔機(jī)自由高度在40m左右，第一道附墻設(shè)在30m左右位置，盡早在塔機(jī)附墻立面上埋置鐵件，盡早附墻，并在附墻上做些校正，減少誤差值。以后每增加一道附墻都要進(jìn)行校正。

（2）沒有條件設(shè)置固定附墻者，線臨時(shí)設(shè)鋼絲繩纜風(fēng)，減少垂直度偏差的進(jìn)一步發(fā)展。

（3）對傾斜度較大的，誤差在極限值附近的塔機(jī)，應(yīng)采用墊高底座或基礎(chǔ)節(jié)側(cè)的方法來糾正部分偏差，對防止進(jìn)一步擴(kuò)大傾斜有明顯作用。具體步驟應(yīng)將平衡臂轉(zhuǎn)至偏向方的反面，查看力矩曲線在吊臂20m幅度的重物作為保險(xiǎn)，放松起升鋼絲繩。松平衡臂側(cè)8個(gè)高強(qiáng)度螺栓1—2 mm并打入相應(yīng)的墊鐵，緊固螺栓并校驗(yàn)垂直度。

4總結(jié)

垂直度誤差是塔身一個(gè)很重要的參數(shù)，它是分析解決塔身變形、剛度的重要指標(biāo)。塔機(jī)使用過程經(jīng)常伴隨頂升、加節(jié)立、附著等改變垂直度的操縱，所以應(yīng)定期監(jiān)控塔式垂直度，才能保證塔機(jī)平穩(wěn)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T5031-2019 《塔式起重機(jī)》

[2]江文 ，塔式起重機(jī)垂直度之我見， 建筑安全2001年第1期

作者簡介： 吳波，1979年4月出生，男、漢族，遼寧沈陽市，工程師，從事特種設(shè)備檢驗(yàn)工作。

遼寧省檢驗(yàn)檢測認(rèn)證中心（遼寧省安全科學(xué)研究院） 沈陽 110004