起重機抗傾覆穩定性分析

張永康

摘要：起重機是工程施工建設中重要的設備，其抗傾覆穩定性直接關系到起重機設備的安全運行，也關系到工程施工的安全性和穩定性。隨著我國社會經濟的發展，起重機設備在工業、建筑業以及物流運輸業獲得了廣泛的應用，發揮著巨大的作用。如何確保起重機設備在工作中的抗傾覆穩定性，就成為擺在我們面前的重要問題。接下來，筆者就結合自身的經驗，探討起重機設備的抗傾覆穩定性，僅供相關人士參考。

關鍵詞：起重機;抗顛覆;穩定性

一、前言

起重機是一種特種設備，廣泛應用在工業、建筑行業以及物流運輸行業當，發揮著十分重要的作用。在使用的過程中，該設備的安全性與可靠性直接關系到其能否穩定運行以及發生事故風險的大小，因此，我們必須重點關注起重機設備的抗傾覆穩定性。根據國家質檢總局統計的數據顯示，2017年，全國發生特種設備事故和相關事故238起，死亡251人，受傷145人，其中起重機械事故93起，占事故起數的39.08%，死亡119人，占死亡人數的47.41%。在起重機械事故當中，人員的傷亡大都是因為倒塌、墜落、撞擊和剪切等原因造成的事故。由此可見，起重機設備造成的事故是特種設備安全事故中數量最多、人員傷亡數量最大的一個。因此，我們必須重視起重機械的抗傾覆穩定性，并對其進行科學、嚴謹的安全評價，這樣才能有效降低直到杜絕此類事件的發生，從而避免出現經濟損失以及人身傷亡。

二、我國起重機設備發展的現狀

建國以來，在前蘇聯的援建下，上世紀五十年代我國生產出了第一臺起重機械，直到今天，我國自主生產起重機械已經有六十多年的歷史了。但起重機械生產的前三十年，基本上處于緩慢起步的階段，改革開放以后，中國起重機械行業協會，擬定并頒發了能推動起重機持續發展的規劃，并明確了相關規范標準，這說明我國起重機發展步入一個新的階梯。有統計資料顯示，到2017年年末，我國特種設備總量達1296.52萬臺，其中起重機械的數量是223.75萬臺。而生產起重機械的廠家已經超過上千家，從業人員近四十萬人，每年生產出來近百種起重機械，生產的數量也高達幾十萬臺，年均產值幾千億元。隨著我國大力開展城市化建設，以及大力推行“互聯網+”行動，在今后相當長的一段時間內，電子商務和各項工程施工建設項目都會越來越興盛，因此，起重機械行業仍會處于高速、穩健發展的時期，而且，在“互聯網+”背景下，起重機械也將超著大型化和智能化的方向發展，在信息技術的控制下，起重器械的可靠性能會得到極大的提升，其抗傾覆穩定性越來越好，在運行的安全性方面也將得到有力的保障，從而有效降低起重機械事故的發生，并減少事故造成的人員傷亡以及經濟損失。

三、起重機抗傾覆穩定性

具體是指針對各型號的起重機設備而言，在自體重量及外部負荷等的作用下，抗機械設備翻倒的能力，有大量的生產實踐表明，該能力是起重機械安全運行的前提和基礎，同時也是影響該機械設備安全性能最重要的參數。在實際生活中，起重機械的抗傾覆穩定性應始終貫穿在設計、生產、安裝到試驗的整個過程當中，任何一個環節忽視了起重機械的抗傾覆穩定性能，都會增加起重機械傾覆的風險，影響到起重機械的安全性能。因此，在設計和建造起重機械時，必須保證其具有相當強度的抗傾覆穩定性。

四、國內對起重機抗傾覆穩定性研究的進展

我國對于起重機械抗傾覆穩定性能的研究起步較晚，最初是依據蘇聯的經驗和工藝進行設計并制造的，為了安全起見，造出的起重機械比較粗大傻笨，浪費了大量的能源和鋼材。改革開放以后，我國與德國等西方發達國家加強了聯系，開始逐步引入這些國家在起重機械抗傾覆穩定性能方面的計算方法，根據計算以及校核的方法設計起重機械的抗傾覆穩定性能，生產出了結構比較合理且抗傾覆穩定性能較高的起重機械。步入二十一世紀后，隨著我國信息技術的發展，我國逐漸將計算機技術等現代信息技術引入到了起重機械的抗傾覆穩定性能設計和制造方面，特別是計算機輔助計算、設計、制造以及分析技術，成為起重機械設計和制造過程中必不可少的輔助工具。

五、抗傾覆穩定性的計算方法與公式

塔式起重機、流動式起重機以及門座式起重機等在運行過程中發生傾覆的風險率相對較高。因為塔式起重機的傾覆風險位居首位，故而本位以該類型起重機設備為研究對象，詳細闡述該類型起重機械抗傾覆穩定性能計算的方法。

根據GB3811–83《起重機設計規范》的要求，我們要分別計算無風靜載、有風動載、突然卸裝以及風暴侵襲下的非工作狀態這四種條件下的起重機抗傾覆穩定性能，并采用穩定力矩的力矩法原則進行校核。

塔吊有荷載時，穩定安全系數可按下式驗算：

式中的是塔吊有荷載時穩定安全系數，其最小取值是1.15;G是起重機的自重力，包括配重和壓重，G=400.00kN;c是起重機重心至旋轉中心的距離，c=1.50m;是起重機重心到支撐平面的距離，=5.00m;b是起重機旋轉中心到傾覆邊緣的距離，b=2.50m;Q是最大工作荷載，Q=100.00kN;g是重力加速度，取9.81m/;v是起升速度，取值0.50m/s;t是制動時間，取值20.00s;a是起重機旋轉中心到懸掛物重心的水平距離，取值15.00m;是作用在起重機上的風力，取值4.00kN;是從作用線到傾覆點的垂直距離，取值8.00m;是作用在荷載上的風力，取值是0.30kN;是從作用線到傾覆點的垂直距離，取值是2.50m;h是吊桿端部到支撐平面的垂直距離，取值30.00m;n是起重機的旋轉速度，取值1.0r/min;H是吊桿端部到重物最低位置時的重心距離，取值為28.00m。

六、結束語

綜上，起重機是現代工業中應用較廣泛的設備，其對工業發展起到明顯的推動作用，但傾覆風險及相應事件不能完全規避，若出現就會造成人員傷亡，并造成巨大的經濟損失。因此，我們必須重視起重機械的抗傾覆穩定性能。加強相關參數的研究與分析，進而實施有效的緩解措施。

參考文獻

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