一種內套自升式塔式起重機內爬機構的設計

劉杰海，姜 渭，龍緒登， 祝遠俊，文 強，龐廣勝

LIU Jie-hai, JIANG Wei, LONG Xu-deng, ZHU Yuan-jun, WEN Qiang, PANG Guang-sheng

(廣西建工集團建筑機械制造有限責任公司，廣西 南寧 530299)

隨著社會經濟的快速發展，高層建筑已成為城市建筑的標配。高層建筑的結構多采用核心筒加外鋼梁桁架，核心筒內電梯井是定位內爬塔式起重機最理想的位置。現行常見的內爬塔式起重機，由于爬升框和頂升油缸均設置在塔身外側，因此塔式起重機爬升時，塔身周圍空間要求足夠寬。然而實際工程中，電梯井空間通常很狹窄，這就很大程度上限制了外套內爬塔式起重機安裝在此處，從而不得不另在核心筒外的樓面開口來安裝起重設備。

為了克服空間位置上的限制，科學合理地利用電梯井作為安裝位置，本文介紹一種內套自升式的內爬塔式起重機，將套架及頂升油缸設置在塔身中心，套架和塔身分別通過底座與建筑物相連，通過液壓系統，借助建筑物結構的支撐進行自爬升，并且不需要像常規內爬塔式起重機反復拆裝爬升裝置，操作方便，工作高效。

1 內爬總體結構

內套自升式的內爬塔式起重機的內爬總體結構如圖1所示。塔身底座、套架底座均有可伸縮的支腿，支腿伸出后楔緊在電梯井預留洞口，支撐著整個塔式起重機。將套架底座通過其支腿安裝在建筑墻體的電梯井洞口并楔緊，頂升內套架安裝在套架底座之上；將塔身底座通過其支腿安裝在建筑體的上一層電梯井洞口并楔緊，塔身第一節標準節套在頂升內套架外面且與塔身底座連接牢固，依次再安裝兩節標準節；將頂升橫梁和液壓系統安裝于頂升內套架內部，頂升橫梁通過銷軸將其活動塊與第三節標準節相連接；水平支撐安裝于第三節標準節外圍。水平支撐用于塔式起重機非爬升狀態時穩固塔身。當塔式起重機需要爬升時，上、下兩套底座的支腿相互交替作為支撐，完成塔身及內套架的爬升。

圖1 內爬總體結構

1.1 頂升內套架的組成

頂升內套架如圖2所示，由套架節架、下橫梁、套架底座、套架底座支腿等組成。其中頂升內套架緊固安裝在套架底座上，頂升內套架上的主弦桿上焊接有導向滑塊，下橫梁處安裝頂升活動塊，套架底座安裝可伸縮的套架底座支腿。

圖2 頂升內套架結構

1.2 頂升上橫梁的組成

頂升上橫梁如圖3所示，由活動塊和橫梁組成。其中活動塊通過銷軸連接在橫梁兩端的下部,橫梁中間耳板通過銷軸與頂升油缸上端連接。

圖3 頂升橫梁結構

1.3 塔身的組成

塔身如圖4所示，由水平支撐、塔身標準節、塔身底座、塔身底座支腿組成。其中水平支撐安裝在第三節塔身標準節上，塔身底座緊固在塔身基礎節結構框架下方，塔身底座安裝有可伸縮的塔身底座支腿。

圖4 塔身基礎節結構

2 爬升工作原理

該內爬塔式起重機爬升過程，分為塔身爬升及內套架爬升兩個部分。當周圍建筑物建設到一定高度時，內爬塔式起重機需要爬升。先進行塔身的爬升，此時套架底座支腿伸出并楔緊固定在電梯井預留洞口上，套架底座支腿穩固著內套架，通過上、下橫梁活動塊及油缸，支撐整臺塔式起重機。當塔身爬升到預定高度時，即要進行起重機內套架的爬升，此時塔身底座支腿伸出，楔緊固定在電梯井預留洞口上，由塔身底座支腿支撐穩固著整臺塔式起重機，通過上、下橫梁活動塊及油缸伸縮，實現內套架自動爬升。

2.1 塔身的爬升過程

如圖5所示，塔身進行爬升時，內套架底座支腿楔緊固定在電梯井預留洞口上，支撐穩固著整個內爬塔式起重機，塔身水平支撐收緊，使其螺桿與電梯井墻面分離，檢查塔身周圍，確保塔身與建筑物無任何干涉或卡阻，確認一切準備就緒后，按以下步驟操作頂升。

圖5 塔身爬升簡圖

1）操作液壓系統，使油缸上橫梁的支腿上平面對準塔身標準節架主角鋼內相應的一對支承踏板的下平面，塔身爬升時，須正確安裝上、下橫梁的活動塊承重銷軸，操縱液壓頂升油缸，稍微頂起塔身，檢查確認塔身底座支腿已全部縮進后再繼續頂升作業。液壓頂升油缸的行程為1m，需要經過三次或四次的頂升操作方可到達3m高的上一個預留孔。因此，每當頂升油缸完成頂起1m的行程后，需要操作設置在內套架上的頂升下橫梁活動塊，使之支承著塔式起重機所有已頂起部分，以便于操縱液壓系統收縮油缸，使頂升油缸上橫梁頂升活動塊的上平面對準塔身標準節架主角鋼內的下一對支承踏板的下平面，繼而進行下一個頂升行程的操作。

2）繼續操縱液壓油缸將塔身頂起到達上一個預留孔后，伸出塔身底座支腿，擱置在建筑物的預留孔上，并在支腿和預留洞口之間打入鋼楔塊和堅硬木楔塊固定好支腿。

3）在塔身水平支撐的撐腳處旋動撐腳的左右調節螺母，使8個撐腳撐緊在電梯井道或特制橫梁的四周上。

2.2 起重機內套架頂升過程

當塔身底座支腿爬升到上一層高度的電梯井預留洞口，即要進行起重機內套架的爬升。如圖6所示，此時塔身底座支腿伸出，楔緊固定在電梯井預留洞口上，由塔身底座支腿支撐穩固著整臺塔式起重機，通過上、下橫梁活動塊及油缸伸縮，實現內套架自動爬升，檢查內套架周圍，確保建筑物無任何干涉或卡阻，一切準備就緒后，按以下步驟操作頂升。

圖6 塔身爬升簡圖

1）人工操作將套架底座支腿已全部縮進。

2）把內套架頂升下橫梁活動塊內端的支承軸裝在支承板下面的銷孔內。

3）把頂升油缸上橫梁活動塊內端的支承軸裝在支承板下面的銷孔內。

4）操縱液壓系統伸出油缸，使油缸頂升上橫梁的活動塊下平面擱置在塔身標準節架主角鋼內相應的一對支承踏板的上平面，操縱液壓頂升油缸稍微提起套架，確認套架底座支腿已全部縮進后再繼續提起套架。操作設置在內套架上的頂升下橫梁活動塊，使之支承著塔式起重機已提起的內套架，再操縱液壓系統收縮油缸，使頂升油缸上橫梁的活動塊的下平面擱置在塔身標準節架主角鋼內的上一對相應的支承踏板的上平面。

5）重復步驟4，直到將內套架提起到達上一個電梯井預留洞口后，伸出套架底座支腿擱置在電梯井預留洞口上，并在支腿和預留洞口之間打入鋼楔塊和堅硬木楔塊，固定好套架底座支腿。

3 結 語

本文介紹的內套自升式的內爬塔式起重機，其內套架、液壓頂升系統均設置在塔身中心，受建筑施工項目作業空間的限制小。塔身底座支腿、套架底座支腿均可以伸縮且能楔緊固定在電梯井預留洞口上，起到支撐作用。頂升內套架自動爬升，不需要反復拆裝，達到節約資源，提高工效的目的。該內套自升式的內爬塔式起重機，非常適合安裝在電梯井內，利用建筑物有利位置，最大限度地使用塔式起重機所設定的起重性能參數。該類型塔式起重機特別適合在高層建筑施工中應用推廣。

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