塔式起重機安全性研究與展望

李達+李正堅

摘 要：塔式起重機由于其施工的高效率逐漸成為現(xiàn)代建筑施工的必備機械，具有施工強度大，操作方便、運轉(zhuǎn)靈活等特點，但是其在高空中調(diào)運貨物，因此具有很大的危險性，為了避免安全事故的發(fā)生，我們對塔式起重機的安全性研究就顯得十分必要。本文首先對塔式起重機的發(fā)展歷程做了簡要介紹，然后對塔式起重機的安全性進行了全面分析，并且對未來塔式起重機的安全技術(shù)的發(fā)展做了展望。

關(guān)鍵詞：塔式起重機；安全性；展望

中圖分類號：TH213 文獻標識碼：A

隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建筑業(yè)也得到了很大的發(fā)展，建筑施工向著現(xiàn)代化發(fā)展，塔式起重機作為現(xiàn)代建筑施工重要的機械設(shè)備，它對施工起著非常重要的作用。但是由于其屬于高空危險作業(yè)，因此近年來，塔式起重機發(fā)生安全事故非常多，如何解決塔式起重機的安全性問題是整個建筑行業(yè)急需解決的問題。

對塔式起重機的安全性研究就是要在保證其施工效率的基礎(chǔ)上最大程度地降低其發(fā)生安全事故的可能性。對塔式起重機的安全性分析主要可考慮以下兩個方面：塔式起重機自身的設(shè)計和操作人員的操作技術(shù)。

1.塔式起重機的發(fā)展歷程

我國的塔式起重機有40多年的發(fā)展歷史，從20世紀50年代從國外引進的塔式起重機進行仿制到20世紀60年代我國自主設(shè)計了第一臺塔式起重機——紅旗二號，這其中付出了的努力是非常大的。從此以后，我國的塔機制造設(shè)計開始進入一個飛速發(fā)展的時期，80年代，我國從法國、德國引進塔機制造技術(shù)，經(jīng)過一段時間的學(xué)習和研究，90年代，我國對引進的技術(shù)完成國產(chǎn)化改造，整個90年代，我國的塔機制造技術(shù)得到了一個質(zhì)的提升，塔機行業(yè)進入蓬勃發(fā)展的階段，出現(xiàn)了一大批塔機制造廠家，如四川建機廠、沈陽建機廠、哈爾濱工程機械廠等等。不僅這些大廠制造塔機，甚至一些小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也開始跟隨潮流制造一些小型化的塔機。就是在這種背景下，我國的塔機制造技術(shù)開始逐漸跟上世界的水平，但是我國的塔機制造技術(shù)和世界上其他發(fā)達國家的制造技術(shù)相比還是有差距的，在故障率、質(zhì)量、安全性等方面還需要提高。

2.塔式起重機安全性分析

2.1塔機設(shè)計制造安全性

塔機由于設(shè)計制造上的不足導(dǎo)致的事故比例是很大的，由設(shè)計因素導(dǎo)致的事故約占10%，制造因素導(dǎo)致的事故約占20%，因此對塔機的設(shè)計制造應(yīng)該給予足夠的重視。塔機設(shè)計制造安全性需要從塔機的各個方面考慮，包括塔機的運轉(zhuǎn)、操作、維修、保養(yǎng)等，如果塔機這些方面自身的設(shè)計制造存在缺陷，那么從它出廠之日起，它就已經(jīng)帶著安全隱患，就像帶著一顆隨時都會爆炸的定時炸彈。

塔機的設(shè)計制造安全性應(yīng)該從以下這幾個方面著手考慮：用材、防腐、鋼結(jié)構(gòu)的焊接與連接、機構(gòu)與安全裝置、附著裝置、變幅小車結(jié)構(gòu)。塔機制造對所用的鋼材要求是比較高的，塔機工作時承受的力是很大的，如果選用不達標的鋼材，那么很可能造成塔機構(gòu)件的損壞，危及整個塔機以及操作人員的安全。由于塔機都是露天作業(yè)，塔機自身的防腐要求就比較高，而塔機在制造是必然會破壞鋼材已有的防腐材料，因此還需要對塔機再一次進行防腐處理，防止塔機在長時間被侵蝕后塔身鋼結(jié)構(gòu)被破壞出現(xiàn)安全事故。在鋼結(jié)構(gòu)的焊接與連接方面，需要做到精準、牢固、合理，保證塔機的鋼結(jié)構(gòu)在長期的荷載作用下不會出現(xiàn)較大變形和結(jié)構(gòu)松散。對機構(gòu)與安全裝置而言，要做到機構(gòu)與平衡臂、起重臂的連接，平衡臂、起重臂與塔帽的連接既方便組裝，又要確保操作者的安全，對限制器要采取嚴格的防護措施，防止它在雨水的侵蝕下生銹而不能工作，造成塔機性能的不穩(wěn)定、不可控。附著裝置在實際工程中的受力狀態(tài)是各不相同的，從市場上買的標準附著裝置往往不能起到很好的作用，甚至完全無用，這就需要在塔機出廠時配套一組組合式的附著裝置，以應(yīng)對各種情況下的施工要求，保證塔機的安全。塔機的小車大多數(shù)都是結(jié)構(gòu)固定的，不能應(yīng)付小車的變形問題，同時給小車的維修也帶來許多麻煩，如果能將小車設(shè)計制造成幅度可變的變幅小車，不僅增加了小車的靈活性，同時也增加了小車應(yīng)對變形的能力，保證了小車在使用過程中的安全性。

2.2塔機基礎(chǔ)安全性

塔機的基礎(chǔ)是塔機的主要受力部位之一，它的穩(wěn)定性和牢固性對塔機工作時的安全性影響很大，很多塔機的基礎(chǔ)設(shè)計都存在著許多缺陷，設(shè)計單一，不能應(yīng)付各種地形、地質(zhì)，造成許多施工單位由于不能采取有效的措施解決這一問題而造成安全事故，因此塔機制造時應(yīng)該充分考慮各種情況，并且對各種情況下塔機基礎(chǔ)安全性問題要做出詳細的說明，防止安全事故的發(fā)生。

由于地形地質(zhì)條件的影響，塔機施工之前需要對塔機基礎(chǔ)進行適當?shù)男薷模蛘咦鱿鄳?yīng)的施工處理，而一旦用戶沒有完全解決掉這些問題，就會發(fā)生重大安全事故。這就要求塔機基礎(chǔ)的設(shè)計者根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范，從各個方面對塔機基礎(chǔ)設(shè)計中的問題進行考慮，充分解決這些問題給塔機帶來的安全隱患。

2.3塔機維修安全性

塔機在使用過程中難免會出現(xiàn)各種各樣的問題需要進行及時維修，不管是起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、拉升機構(gòu)等在維修時都具有一定的危險性，在維修過程中鋼材、鐵絲、螺絲等都可能對維修人員造成傷害，這是需要塔機設(shè)計制造者考慮的問題，如何對容易傷人的部件做很好的處理，如何減輕維修人員的維修難度等等。

2.4塔機使用安全性

塔機的使用安全性主要考慮操作人員的技術(shù)水平，一個高水平的操作人員能最大程度地保證塔機運行的安全性，除此之外，要有一個科學(xué)的使用管理體制和監(jiān)督體制。

在施工過程中，塌方、吊物沖擊等可能會對塔身造成沖擊，導(dǎo)致塔身破壞，這種情況一般采用給塔機砌維護墻來解決，維護能有效地保護塔身免受這些外部沖擊，但維護墻在使用過程中也會出現(xiàn)倒塌的情況，因此，在對塔身的保護上，要采取更為有效的方法來解決這些問題。除此之外，塔機的布局也很重要，幾臺塔機之間的距離如何控制，塔機群各塔機之間如何配合，這需要塔機研究人員研究出一種“智能防碰撞系統(tǒng)”，這樣能有效地解決塔機之間發(fā)生碰撞的安全性問題。

2.5塔機運輸安全性

塔機進行的是高空調(diào)運工作，在運輸貨物過程中，塔機的相關(guān)構(gòu)件時常發(fā)生損壞，這可能由多種原因造成，如調(diào)運工程中不小心，吊臂結(jié)構(gòu)承載力不足，操作失誤等等。因此，在制造塔機時，不僅要考慮塔機的承載能力，充分拓寬塔機操作人員的觀察視野，對塔機關(guān)鍵部位進行標識，以利于操作人員觀察等等。

結(jié)論與展望

塔機的安全性受到多方面因素的影響，除了設(shè)計制造的技術(shù)水平外，還與操作者技術(shù)、周圍環(huán)境、管理技術(shù)等有關(guān)，因此塔機安全性需要從多方面來保障，需要我們設(shè)計制造人員、操作人員、技術(shù)維修人員的不斷努力來實現(xiàn)。未來的塔式起重機將會朝著更先進的水平發(fā)展，不管是設(shè)計、制造還是運行和管理都會上一個臺階，未來的塔機安全性將會得到巨大的提升，未來的塔機行業(yè)將會更加蓬勃的發(fā)展。

參考文獻

[1]潘友杰.塔式起重機安全性分析研究[J].建筑機械化，2016（7）：17-19.

[2]花園，鞏朝冬.基于ANSYS的塔式起重機安全性分析[J].施工技術(shù)，2015（S1）：799-801.

[3]崔萍.在用塔式起重機安全性評估的量化研究[D].西南交通大學(xué)，2012.

[4]楊華平.QTZ100平頭式塔式起重機結(jié)構(gòu)安全性研究[D].湘潭大學(xué)，2011.

[5]呂明.基于特殊風載的非工作狀態(tài)塔式起重機安全性分析[D].重慶大學(xué)，2008.

[6]黃洪鐘，姚新勝.塔式起重機安全性研究與展望[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2001（3）：1-6.