塔式起重機附著技術的探討

林淯丹

（廣東省特種設備檢測研究院，廣東廣州 510655）

1 技術要求

塔式起重機（以下簡稱塔機）在建筑施工生產中所承擔的主要任務是垂直運輸工作，是施工中重要的機械設備。隨著建筑業的飛速發展，高層、超高層的結構日益增多，塔機設計的標準高度已不能滿足施工的要求，這就需要采取附著措施。即在塔機的某一位置將塔機和建筑物進行拉接，增加塔身剛度，增強其穩定性，增加塔機的自升高度，保證塔機在穩定狀態下安全工作，滿足生產需要[1]。

塔式起重機附著技術應從兩方面考慮：

（1）附著方案編制。做任何事情都離不開理論指導實踐，優秀方案的編制對實際安裝起著重要的指導作用。首先從了解現場概況，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、附墻節點受力計算、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梁、墻座，再安附著桿等工藝流程，而是突出關鍵點或容易忽視的步驟，如：平臺的搭設、垂直度的校正和應注意的安全事項、標準等。

2 附著方案編寫[2]

2.1 現場概況

現場概況包括塔機型號、該型號塔機的附著要求（與外墻夾角、水平面允許角度）、建筑物高度、塔機基礎位置、周圍環境（建筑物、多塔機作業）等。

2.2 確定附著垂直位置

參考塔與建筑物相對位置、相對標高、外墻結構作業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、現場最高被吊物的高度、砼強度養護時間、工程進度等，要求在定好位置的平面內，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

參考附著一側外墻（柱）情況、附著墻座的結構形式等。下面舉一例說明附著定位。某工地在用的兩臺塔機檢驗中發現H3/36B塔機（固定式），附著前高50.5 m，說明書中規定標準高度為50.5 m（即實際該塔已到標準高度），附著在第11個標準節中心（即附著位置至塔機吊鉤的有效距離為12.55 m），建議與外墻夾角45°～60°之間，水平面允許角度±1.5°，該工地要求塔機實現的吊裝高度為43.5 m。

現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《塔式起重機安全規程》（GB 5144-2006）中“兩臺起重機之間的最小架設距離應保證處于低位的起重機的臂架端部與另一臺起重機的塔身之間至少有2 m的距離；處于高位的起重機的最低位置的部件（吊鉤升至最高點或平衡重的最低部位）與低位起重機中處于最高位置部件之間的垂直距離不應小于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 塔式起重機架設位置圖

根據現場外墻作業用雙排腳手架，其自由端要高于作業面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，附著部位砼強度達到90%以上（說明書中要求）需要7～14天，工程進度7天1層，層高2.8 m，這樣計算附著位置至塔機吊鉤的有效距離要在13.3～25.6 m之間，通常取18 m。

工地提供塔機基礎定位，基礎上表面標高-6.25 m，附著一側樓立面建筑圖，結構高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澆的空調機板。

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層標高20.9 m處，塔吊的第7個標準節中心。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確導致加工出附著桿不合格現象的發生。

2.4 附著桿受力分析

以最常用的平面內3根不交于一點的附著桿所構成的靜定結構形式的附著裝置為例[4]。

2.4.1 塔機受力分析

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

圖3 塔機受力分析圖

2.4.2 附著桿內力計算

（1） R沿Y軸線的分量單獨作用時，受力狀態如圖4所示，由∑MB＝0得：

圖4 附著桿沿Y軸受力圖

（2）R沿X軸線的分量單獨作用時，受力狀態如圖5所示，可解得：

圖5 附著桿沿X軸受力圖

圖6 M n單獨作用附著桿受力圖

2.5 附墻節點受力計算

根據已算出的附著桿內力即可得出的附墻點所受的拉（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，現舉兩種常見例子，一種為桁架結構形式，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的范圍內可以承受內力為400～600 kN；另一種為16＃槽鋼對焊的附著桿，在6 m長范圍內可以承受最大內力為400 kN[5]。

附著墻座形式雖不統一，但均為“Π”形，只是座板留出的穿墻螺栓孔的數量和大小不同。在選用時，墻座通常由廠家提供，其強度均滿足受力要求，但選用的穿墻螺栓要分析、計算抗拉和剪切受力情況，以確保安全。一旦選定后，將外墻預留孔位置圖交給工地。這種用螺桿將墻座與結構連接是較普遍的一種形式；也有預埋鋼板，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生產廠家提供，也有按廠家提供的圖紙加工，應將附著桿和墻座視為塔機基件的一部分，作給予足夠的重視。

3 塔機附著裝置安裝[7]

（1）施工單位提前在塔機附著位置與下一標準節的連接處及與附著墻座預留孔下1 m處打設操作平臺，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，應將臺車用軌鉗卡緊，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，應根據塔機的最終高度與廠家聯系解決。

（3）在結構預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側無約束形式時，要將其安置靠近標準節與標準節聯接處；遇到框架對塔身主桿內側有約束形式時，只要結構空間允許即可。

②在塔機操作平臺上應有3人以上作業，先將兩外側附著框架分別吊至塔身附近點處并固定在塔身上，再用兩短梁將其聯接成一體，要調整框架處于水平位置。

（5）吊裝附著桿。

①將附著桿在地面調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處，對準附著框架的銷軸孔打入連接軸銷，然后再對準墻座銷軸孔打入連接銷。銷軸孔不好對時，建議采取轉平衡臂的辦法。

（6）校正垂直度。用經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的標準即可[8]。

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

2 結束語

通過對塔式起重機附著技術的論述，加強了大家對塔機性能的掌握，行業里應對附著重視起來，一方面在各檢驗單位檢驗時能合格通過，另一方面也確實保證了塔式起重機施工的安全。