塔式起重機選型與定位

王俊國，姜正壽，白潔，陳鏡宇，成磊

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 深圳 518005）

1 引言

在現階段工程施工中，塔式起重機作為一類重要的垂直運輸設備，在各種類型的工程建設中是不可或缺的，其作用也是巨大的。而在工程施工部署中，塔式起重機的選型及定位是項目施工組織設計的一項重要工作，選型與定位的正確與否直接關系到項目施工是否順利、進度是否得到保證等。塔式起重機選型及定位，看似是兩個步驟，但兩者是息息相關的，塔機的位置直接關系到塔機具體型號的選擇。本文對塔機選型與定位進行分析，從工程的結構形式、塔機的性能等方面提供要點，以避免塔機選型與定位的過程中出現錯誤。

2 塔機的選型

目前，建筑起重機械租賃市場上塔機型號較多，按其最大起重量有6 t 機構、8 t 機構、10 t 機構、12 t 機構、16 t 機構、24 t機構等。

不同型號的塔機的最大起重量與最大高度不同，當然租賃價格也是千差萬別，選型時要根據工程的規模、吊次、建筑物的高度、工期要求、吊物重量、覆蓋范圍、當地市場的資源等進行統籌考慮。

2.1 工程規模和吊次

當工程規模較小時，一般對吊次要求不高，可選擇小型塔吊；當工程規模較大時，一般所需吊次較多，可選擇中型以上塔吊。

2.2 建筑物高度和吊物重量

當建筑物高度較低、吊物重量較小時，可選擇小型塔吊；當吊物重量較大時，則需選擇大中型塔吊。

2.3 覆蓋范圍

塔機的型號決定了塔機的覆蓋范圍，塔機選型和布置時應避免覆蓋盲區，但這不是絕對的。一項工程一般包括主樓、裙樓，其中，主樓高度較大，必須全部覆蓋，裙樓應全部覆蓋，但當裙樓的邊、角等位置出現難以覆蓋的情況時，可臨時租用汽車吊解決垂直運輸問題，不能盲目加大型號。

圖1 為某項目部分平面圖，選用60 m 臂的塔機型號時，由于定位有限制要求，導致左側塔樓有一角不能全部覆蓋；且兩棟塔樓共用1 臺塔機，吊裝效率較低。

圖1 某項目部分平面圖

2.4 吊物重量

當對塔機一定幅度處的起重量有要求時，應按實際需求進行選型，并應考慮一定的安全系數。隨著塔機高度的增加，塔機的實際起重量會有所折扣，選型時應提前考慮。

圖2 為某項目結構平面圖，結構形式為核心筒-鋼桁架，塔機不僅要完成核心筒的施工，還需同時吊裝結構外側的鋼柱，為滿足吊裝需求以及所有結構的全覆蓋，選用1 臺ZSL750 動臂塔吊，1 臺ZSL500 動臂塔吊進行施工。

圖2 某使用動臂塔機項目的平面圖

2.5 工期要求

如某一工程，塔樓間距較近時，通過合理定位，1 臺塔機可覆蓋兩棟塔樓，當工期要求不高時，可按此種方案；但當工期比較緊湊時，則需每棟塔樓布置1 臺塔機，以滿足工期需求。

2.6 當地市場的資源

塔機選型時，應根據當地市場現有的型號進行選擇，不能只憑空想，導致在當地無法找到相應型號的塔機。

3 塔機的定位

3.1 塔機的性能

塔機的定位，首先應考慮塔機的覆蓋范圍和起重能力，要能保證塔機盡可能地覆蓋全場，核對塔機在構件吊裝位置處的起重能力，堆場位置等。

3.2 基礎條件

塔機定位時，應考慮基礎位置條件，如地基承載力、坑中坑、電梯井、后澆帶等。

塔機的基礎設計施工一般由施工單位按國家現行標準和使用說明書所規定的要求進行。根據地質勘察報告確認施工現場的地基承載力，可類比選用塔機使用說明書所推薦的基礎形式及做法。當塔機使用說明書所推薦的基礎做法無法匹配現場時，可由施工單位土建工程師根據相應標準規范對塔機基礎進行設計和計算，以適應現場需求[1-2]。

常用的基礎形式有樁基承臺式混凝土基礎（見圖3）和組合式基礎（見圖4）。

圖3 樁基承臺式混凝土基礎實物圖

圖4 組合式基礎實物圖

板式基礎設計應進行抗傾覆穩定性和地基承載力驗算。樁基承臺式混凝土基礎的設計，應對樁基單樁豎向承載力和抗拔承載力；承臺的抗彎、抗剪進行驗算[3]。

3.3 結構立面形式

該點主要是考慮塔機是否與建筑物干涉，尤其是建筑物的凸出部分、空間造型如凸窗、陽臺等，如只有個別或者少數樓層有凸出部分，可考慮結構預留。

3.4 塔機附著條件

附著條件主要考慮附著距離和附著點的布置，所謂附著距離，即塔機中心到附著點平面的垂直距離，它和附著點的布置共同決定著附墻桿的角度。附著點一般設置在框架梁、框架柱、剪力墻等位置，對于下大上小、逐步收縮的結構，應著重考慮上部結構的附著位置。附著點確定后應根據附墻荷載進行結構承載復核，不滿足的應提前進行加固處理[4]。

3.5 塔機安拆條件

塔機安裝必須依靠汽車起重機、履帶式起重機等起重設備輔助，安裝作業需有構件堆放、拼接場地和吊車就位場地，其中起重臂長度較大，其拼接場地的選擇尤為重要，吊車就位場地應保證地基承載力足夠、平整、穩固，防止吊車發生傾覆事故。

塔機定位必須考慮的還有工程施工完成后塔機的拆除，必須保證塔機能順利降塔，尤其是塔機解體時吊車需在地下室頂板站位的，必須保證塔機能降塔至最小高度，所以，要求塔機塔身與建筑物或構筑物均無干涉，塔機頂升方向的起重臂與平衡臂覆蓋范圍內不應有建筑物或構筑物等障礙。

圖5 為某項目塔吊拆除時的現場部分平面圖，該塔機在頂升方向時，起重臂方向有一主體結構，與起重臂干涉范圍約為26 m，導致該塔機無法正常降塔至地面。

圖5 某項目塔吊拆除時的現場部分平面圖

圖6 為某項目塔吊拆除時的現場部分平面圖，該塔機下部塔身位于標高45 m 的裙樓內，且頂升方向均為裙樓和連廊，汽車吊無站位點，最終另外安裝一臺ZSL120 屋面吊，與現場原有的一臺塔吊配合拆除。

圖6 某項目塔吊拆除時的現場部分平面圖

3.6 群塔防碰撞

當工程項目體量較大時，1 臺塔機往往無法覆蓋全場或無法保證正常施工的進行，此時需要布置多臺塔機。當多臺塔機進行定位布置時，必須考慮塔機防碰撞的要求。

關于塔機的多本規范均明確規定：處于低位的塔機，臂架端部結構與其存在大臂交叉范圍內其余塔機的塔身之間的水平距離不應小于2 m；處于高位的塔機，最低位置的部件與其存在大臂交叉范圍內其余塔機的最高位置的部件之間的垂直距離不應小于2 m。

此時當考慮低位塔機與高位塔機防碰撞時，應注意低位塔機的起重臂端到塔身結構最外側（即套架平臺）的間距；當考慮高位塔機與低位塔機防碰撞時，應考慮低位塔機的起重臂拉桿、塔頭、高位塔機的平衡重、吊鉤等部位。如圖7 和圖8所示。

圖7 某項目平臂塔吊防碰撞立面圖

圖8 某項目動臂塔吊防碰撞立面圖

3.7 環境因素

此時的環境因素主要指與高壓線水平和垂直距離等。塔機定位時，必須考慮周邊高壓線的影響，提前了解清楚高壓線電壓、高壓線走向、架設高度以及具體的實際位置，塔機與高壓線的距離必須符合表1 所示要求[5]。

表1 塔機與輸電線安全距離表

4 結語

通過總結工程施工過程中塔式起重機選型定位的注意要點，對7 個方面的注意事項進行了說明和分析，根據這7 個方面的說明進行各類工程塔式起重機選型與布置，能有效避免選型與定位錯誤對工程施工造成的影響，希望為塔式起重機選型與定位提供借鑒。