提高塔吊起吊荷载的措施

摘要:目前施工现场常用的垂直运输设备主要有三种,塔式起重机(简称塔吊)、龙门架(井字架)物料提升机和施工外用电梯。“由于塔吊的有效工作幅度优越于履带、轮胎式起重机,其工作高度可达100-160m,塔吊优于其它起重机械,再加上其操作方便、变幅简单等特点,是今后建筑业的起重、运输、吊装作业的主导机械”[1]。因此,建筑施工现场塔吊使用非常普遍,我们知道,起吊重量一定时,其臂长和平衡重就相应确定了。本文探讨的是在臂长和平衡重保持不变时,提高塔吊起吊荷载的措施。

Abstract: At present, there are three main kinds of vertical transport equipment in construction site: tower crane, portal frame(ribbed frame) material hoist and construction external elevator. "Due to the effective working range of tower cranes is superior to the crawler and rubber-tyredcranes, its working height can reach 100 to 160m. Tower crane is superior to other hoisting machinery, and its operation is convenient, simple, so tower crane is the dominant mechanical in the future construction crane, transportation, lifting "[1]. Therefore, in the construction site tower crane is used very common. We know, when the lifting weight is certain, the arm length and balance weight is corresponding determined. This paper discusses the measures to improve tower crane lifting load when the arm length and balance weight is constant.

关键词:提高;塔吊;起吊荷载;措施

Key words: raise;tower crane;lifting load;measures

中图分类号:TU73 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0093-02

0引言

塔吊的起吊原理就是力、力臂与力矩之间的关系。塔吊中配重块重量与平衡臂长度是变不了的,那么当起吊小车向前行走时他的力矩就要变大,若要两端平衡则起吊重量就要相应减小,反之则增加。

建筑施工中,目前大量使用的塔吊是t·m单位,即塔吊的远端荷载最大只能承受1t的起吊荷载,这将极大的影响施工速度,如砼、砂浆、钢筋、预制板等材料或构件一次最多只能起吊1t,而一个1.2m宽、水平投影长为2.8m左右的预制楼梯段,重量已经超过1t,需分别预制为两个0.6m宽的楼梯段才能起吊;因此若能增大塔吊的远端起吊荷载,这将极大的提高施工进度和生产效率,缩短塔吊工作时间。

在施工过程中若能保证塔吊的正常使用,也将提高施工生产效率。

1施工案例

1.1 事故经过2005年4月16日13时10分左右,某市中安大厦综合楼工程施工现场,塔吊司机在钢筋班组长(无证)指挥下,将1.5t钢筋(塔吊起吊额定荷载为1.0t)起吊至工地东北方向时,造成塔吊塔帽下转盘处8根高强连接螺栓中4根断裂,前臂倾斜落在正在支模的一层楼面模板上。未造成人员伤亡,直接经济损失人民币3000元。

1.2 事故原因

1.2.1 直接原因一是塔吊司机违章超载作业,而项目部又未配备专业从事塔吊起重作业的指挥人员,钢筋班组长违章指挥。二是塔吊力矩限位器失灵,限位器不能满足力矩限位作用。

1.2.2 间接原因该工程项目部安全生产意识差,施工现场安全管理处于无序、混乱的状态。该工程在2005年4月5日市建管处组织的安全生产大检查中,因存在较多安全隐患,被检查组当场责令停工整改,但该项目部拒不执行,仍然我行我素,继续野蛮施工。

2提高塔吊远端起吊荷载的措施

要想增大塔吊的远端起吊荷载,势必要解决如下几个问题:一是塔身的强度和稳定性,二是起吊臂的强度和刚度,三是平衡重的移动问题。

2.1 塔身的强度和稳定性杆件横截面的大小决定了压杆的强度,相同横截面的两根杆件,因长短不同,可承受的压力也不同。长杆比短杆更易失去稳定,这就是杆件的稳定问题。所以一根杆件的受压承载能力,要由强度和稳定性来决定。

2.1.1 提高塔身的强度随着时代的前进和科学技术的进步,钢材的强度得以进一步提高,要提高塔身的强度,一是可增大目前单一型钢的截面;二是可选用高强度型钢或型钢格栅解决该问题,即塔身的四个角用型钢格栅代替现有的单一型钢,上下两节仍选用柔性较好的高强度螺栓连接。

2.1.2 加强塔身的稳定性塔吊高度与底部支承尺寸的高宽比较大,‘且塔身的重心高、扭矩大、起制动频繁、冲击力大,常因超载、斜吊、塔吊基础不平、地耐力不够、垂直度误差过大’[2]等原因导致塔吊稳定性减少,发生塔吊倾覆事故。因此常采用以下措施加强塔身稳定性:

2.1.2.1 完好与灵敏可靠的安全装置塔机安装时必须具备:起重力矩限制器、起重量限制器、高度限位装置、幅度限位器、回转限位器、吊钩保险装置、卷筒保险装置、风向风速仪、钢丝绳脱槽保险、小车防断绳装置、小车防断轴装置和缓冲器等安全装置。

2.1.2.2 保证电气安全塔吊的电气安全应满足《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)。如‘专用开关箱要满足“一机一闸一漏一箱”、漏电保护器的脱扣额定动作电流应不大于30mA、额定动作时间不超过0.1s、司机室里的配电盘不得裸露在外、电气柜应完好、操作控制机构灵敏可靠、各限位开关性能良好、定期检修等’[3]。

2.1.2.3 按规定固定附墙装置塔机的高度超过独立高度时,须架设附墙装置,增加塔机稳定性。①附着在建筑物时其受力强度必须满足设计要求。②附着时应用经纬仪或全站仪检查塔身垂直度,并进行调整。每道附墙装置的撑杆布置方式、相互间隔以及附墙装置的垂直距离应按照说明书规定。③当由于工程的特殊性需改变附着杆的长度、角度时,应对附墙装置的强度、刚度和稳定性进行验算,确保不低于原设计的安全度。④注意事项。附墙间距和附墙点以上的自由高度不能超长,超长的附墙支撑应另外设计并有计算书,同时进行强度和稳定性的验算。附着框架保持水平、固定牢靠并与附着杆在同一水平面上,与建筑物之间连接牢固,附着后附着点以下塔身的垂直度不大于2‰,附着点以上塔身的垂直度不大于3‰。与建筑物的连接点应选在混凝土柱上或混凝土圈梁上。用预埋件或过墙螺栓与建筑物结构有效连接。不能用膨胀螺栓代替预埋件、用缆风绳代替附着支撑。

当然还有其它诸如塔吊司机须安全操作、定期进行塔吊安全检查等。

2.2 塔吊吊臂的强度和刚度对塔吊的吊臂借鉴架桥机的原理进行改造,改变吊臂原有单一的型钢结构为型钢格栅结构,并在格栅结构中安装齿轮带,原有塔吊的起重移动小车由凸轮式变为齿轮式,齿轮在锯齿形钢带上运行,每一锯齿的峰点装有信息接触点,通过该信息接触点,把移动小车所在位置,即距塔吊中心点的距离传送到计算机处理程序中,以便相应移动塔吊的平衡重,完成两端的力矩平衡问题。

2.3 平衡重的移动问题平衡重由原固定不变的位置,改为把平衡重固定在齿轮式移动小车上,该齿轮式移动小车同样在锯齿形钢带上运行,并在每一锯齿的峰点安装触点,连入计算机,由计算机自动计算并发出指令,移动平衡重。

原理为W1·L1=W2·L2,W1为固定重(即平衡重),W2为可测定的活动重(即起吊重),L2为可知距离,则L1即可算出,并把平衡重移动到相应的位置即可。

3保证塔吊正常使用的措施

3.1 正确选择塔机型号塔机型号需根据工程特点、周边环境、工程量大小、最大起重量、自由高度及起重臂的长短等因素选择。

3.2 正确安装塔机塔机的安装位置和质量是保证塔吊能否正常使用的关键工序,土建和安装单位要紧密配合,在确保安装位置、质量的前提下加快安装进度。

3.2.1 安装位置的选择塔机的安装位置应根据拟建建筑物情况和实际场地条件确定,尽量避开影响塔机运行的障碍物,在起重臂的有效旋转半径内尽量覆盖拟建筑的全部。同时各种材料堆放、搅拌机棚、临时设施或其他设施应围绕拟建平面和塔机布置,并处于有效旋转半径内,减少死角,减少二次搬运。

3.2.2 必须由取得《塔机拆装许可证书》的单位进行安装安装单位的技术负责人首先要查看上建单位提供的塔基施工记录和技术资料。复核有关预埋铁件或螺栓的尺寸、规格和原材料合格证等。

3.2.3 编制塔机安装方案根据《建筑施工安全检查标准》(JCJ59—99),塔吊安装拆卸必须编制包括:“工程概况、塔吊概况、人员组织、安装过程和顺序、安全技术措施”及编制说明等要求的施工方案。

3.2.4 方案审批方案必须经企业设备、安全、技术部门审核,企业总工程师批准后方可实施安装。

3.2.5 方案交底安装前由塔机拆装、土建施工技术负责人共同召集安装技术负责人、安全负责人、质量负责人、安装人员和塔机操作人员,进行技术交流、学习操作规程、本机安装工艺。做好方案交底工作,使每个相关人员明白自己的职责和安装操作要领,交底人和被交底人要在交底资料上签字,交底资料由交底人和被交底人各执一份,备案一份,以便追溯检查。

3.3 按规范检查验收塔吊的安装塔吊使用前必须对塔吊的机械性能、安装质量、操作人员水平及上岗证等进行认真检查验收。验收时应执行<建筑机械使用安全技术规程)(JGJ33—2001)和<建筑施工安全检查标准)(JGJ5—99)。

具体验收项目为:路基与轨道、接地装置、金属构件、吊钩、钢丝绳、滑轮、制动器、垂直度、电气装置、传动系统、安装过程记录和超载试验等。

安装自检和验收合格,经安装单位试运转合格后,由企业设备(动力)部门组织使用方(土建单位)、安装单位的技术负责人和安全管理人员、本机操作人员共同按照标准进行复核验收。验收合格后,由企业总工程师批准才能投入使用。

3.4 重视第一次附墙埋件的设置施工现场的施工人员往往会疏忽、遗忘第一次附墙铁件的埋设。埋件的位置大都选择在梁板,也就是楼层处。每个规定的埋件位置不允许漏埋。

塔机的独立高度是指塔吊在不增加附助装置时能承受的由起吊、自重、风荷载等引起的弯矩、轴向力和水平力的最大高度,是由塔机设计单位和生产厂家经周密计算确定的。若塔基座落在独立柱上,基坑内的桩(柱)高度应视同塔机标准节,此时塔机的独立高度要相应降低。

3.5 塔机在加节顶升前,施工现场要用经纬仪、全站仪和线锤检测塔身的垂直度,如误差大于标准限值时可在附墙时慢慢调正,保证在工作时倾斜度不超标。

3.6 作为塔机运行动力的电源,电流和电压应在允许的偏差之内,施工现场的电工不得随意移动电源。如施工某厂房使用的JGJ60塔机,驾驶人员下班前按操作规程进行了所有操作程序,第二天起动电机降下吊钩,突然听到异常声音,吊钩摔到了地面,万幸的是末造成连带伤亡。经查,晚上电工加班移动了配电盘,重新接线时,三根进出相线连接时倒相,结果造成电动机反转。

3.7 塔机上的各联接销、轴和塔身联接螺栓是塔机的重要零部件,使用中常遇到销轴磨损,螺栓丢失或损坏需更换,不准随便就近采购和配制,必须事先在原塔机生产厂家购买贮备以备用。

3.8 塔机操作人员和维修人员要经常对易损件和丢失件进行检查、更换、维修、刷油润滑,减少故障修理,最大限度地减少对工程施工影响。

3.9 遇有六级以上的大风,应停止一切与塔机有关的作业。

3.10 控制塔吊超载所谓塔吊超载就是指工作荷载超过起重机本身的额定荷载。塔吊因类型、高度、起重臂长度及仰角不同,其起吊重量也不同,可从塔吊说明书中查取起吊重量。除了以上的可变条件外,施工中如果不按说明书规定的使用条件工作(如轨道高低差过大、不按说明书规定施工、施工中斜拉重物问题),也将造成塔吊超载。

4结束语

通过改变塔机的构造、选用高强材料制造和加强塔机的安全管理,就能提高塔机的远端起吊荷载,有效预防塔机使用过程中各种事故的发生,起到防患于未然的目的,提高生产效率。

参考文献:

[1]http://wenku.baidu.com/.

[2]2010全国安全评价师职业资格考试用书[M].北京:中国建材工业出版社,2010.

[3]《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99).

[4]建设工程监理规范(GB50319-2000)主编单位:中国工程监理协会.批准部门:中华人民共和国建设部.