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塔机安装拆卸过程中的注意事项


   
山东建筑大学(山东富友有限公司)     王积永
 
    就安装而言我不敢称自己是一个专家,在座的很多才是真正的专家,今天在这里是班门弄斧,希望能起到抛砖引玉的作用,和大家一起交流塔式起重机安装值得注意问题,相信能从你们那里汲取更多的营养。这次交流我重点叙述了安装过程中容易出现问题的地方,希望引起大家的注意。有谈的不足和错误的地方请指正。
1.安装位置选择
    1.1选择安装地点,应注意起重机臂架端部活动范围与别的建筑物及建筑物外围施工设施之间的距离不得小于0.5m。如果不可避免应该采用动臂变幅塔式起重机或在工作状态利用回转限位,非工作状态将吊臂固定,这种办法必需通过计算确保塔式起重机在吊臂固定后,塔式起重机非工作状态的稳定性。无视这种要求,选用小车变幅却不采取措施,造成的事故非常之多,不胜枚举。
    1.2有架空输电线场所(包括架空的索道),起重机和任何部位与输电线的安全距离,应符合下表规定,以避免起重机结构进入输电线的危险区。
离输电线安全距离

         电压(KV)
安全距离
<1
1-15
20-40
60-110
220
沿垂直方向
1.5
3.0
4.0
5.0
6.0
沿水平方向
1.0
1.5
2.0
4.0
6.0

    //1995年6月,在重庆嘉陵岸边的一个工地发生起重臂臂端卡在运行的过江索道车厢上,被拉翻的事故;(p169)
    1.3两台起重机之间的最小架设距离,应保证处于低位的起重机的臂架端部与另一台起重机的塔身之间至少有2m的距离。//两台塔机干涉的情况时有发生,尤其是大风天气;
    1.4固定式塔机的基础不能太靠近边坡,塔机基础边沿离建筑物基础开挖边沿的距离宜取2米以上。以防塔机工作时基础塌方发生倾斜。
    1.5塔机基础上平面要高出现场地面5—10cm,确?;≈芪Р换?。
    1.6安装电源配置合理、方便、安全,总电源距安装场地不宜过远。尽量减少电路损耗。电源应满足装机功率的要求,不得引导起发热或过大的降压。
    1.7考虑好建筑物完工后塔机的拆卸空间;2005年济南纬六路高架桥施工时北侧塔机拆塔下降时与缆索干涉拆不下来,后来请的专业队伍才拆下来;
    1.8安装地点的基土要求土质均匀,塔机整机稳定性和地面压应力。
整机稳定性由基础重量和面积保证,只要在任何工况下保证基础脱开基土的面积小于总面积的一半即可满足要求,但是地耐力是最危险工况下基础对基土的压应力;地面压应力与稳定性有关系,但是两个不同的概念;工程上经常碰到地面压应力达不到图纸要求的情况,比如设计要求的地面压应力为20~25吨/平方米,但是有的工地只能达到8~10吨/平方米。碰到这种情况应该采取措施,比如采用桩式基础、加大塔机基础的面积等。//2007年春天在济南西郊有一台塔机整机倾覆,该机最大幅度35米,端部起重量0.8吨(额定起重力矩于31吨米),基础重量为30吨左右,经计算稳定性能够满足各种工况的要求,计算地耐力为17吨/平方米左右,但是工地基土地耐力仅有8吨/平方米,遇到大风刮倒;
    1.9配筋和地脚螺栓的固定
    设计上基础配筋采用普通碳素结构钢,许多工地上用螺纹钢代替;螺纹钢按照化学成分分为多种,其中有含碳量在0.25℅以下的低碳钢,也有含碳量在0.6~1.4℅的高碳钢;注意的是高碳钢强度提高了但是可焊接性能不好,因此,采用高碳钢配筋时是不允许焊接的,同时也不允许地脚螺栓焊接在配筋上;允许采用铁丝捆绑的方法;地脚螺栓的埋入深度也有一定的要求,理论上地脚螺栓的埋入深度大于直径的20倍,就能保证地脚螺栓不被拔出;
    1.10混凝土的震实;
    基础采用的钢筋混凝土结构利用的是钢筋的抗拉和混凝土的抗压性能,震实的混凝土能将配筋和地脚螺栓粘接在一起,达到设计效果;2006年春天在奥体中心附近工地上出现过塔机的一个埋入节在基础内松动的情况,根据分析,即为混凝土没有震实所致;
2.安装过程中的注意事项:
    2.1混凝土基础的凝固程度:
要求混凝土凝固到达到设计强度的80℅后才允许进行安装作业,因为塔机安装过程的弯矩是比工作状态更大;举个例子;安装时5510,事先安装的两块平衡重、平衡臂起升机构等对塔机后倾66吨米,起重臂和起重臂拉杆对回转中心产生的力矩为前倾126吨米,安装后为前倾66吨米,而该塔机额定起重力矩为71吨米,正常工作时的前倾力矩仅为40吨米左右;因此要求混凝土凝固达一定程度再安装,不要急于求成。
    2.2高强度螺栓的预紧力:
塔机上主要有两个部位需要高强度螺栓连接,一是塔身,二是回转支承;要求施加一定的预紧力预紧螺栓,更要求预紧力均匀;预紧力的作用原理是在任何工作载荷下被连接的两个平面始终处于压紧状态,减小工作载荷引起的螺栓应力幅,延长螺栓的使用寿命;而控制均匀的预紧力对于回转支承的高强度螺栓来讲,能够改善单个螺栓的受力状况,对于塔身来讲,控制均匀的预紧力能够避免单个螺栓受力;如果不施加预紧力或预紧力不均匀,轻则影响塔机的刚性,严重的会造成重大事故;另外如斜撑杆抱箍等处也使用高强度螺栓,安装时一定要按照使用说明书要求施加预紧力。//1992年昆山的一台塔机就是因为回转支承高强度螺栓预紧力不足引起了顶部结构翻落事故;(p148
    2.3顶升横梁就位以及侧弯;
顶升横梁(经常称为元宝梁)在顶升和拆卸过程中是一个重要的部件,现在工地上常用的塔机多是顶升横梁轴头放在半圆形的塔身踏步孔内,如果就位不准确,或轴头卡如踏步槽的宽度不够,极有可能使轴头脱出,引起重大事故;
//2002年夏天西郊锅炉厂工地的塔机事故就是因为踏步间距不均匀,顶升横梁轴头从踏步内侧滑落,造成严重事故;
    从下面这张图片可以看出,轴头并没有落入踏步槽内,而是放在了半圆槽外的小平台上,引起轴头滑落;(圆圈处有明显的擦痕)。
    2.4螺栓安装拆卸先后顺序:
这个问题非常简单,但是往往出现问题;安装时引进一节标准节后,下面的螺栓能连接好,直接顶升时,要求要安装8个螺栓中的4个,并对角安装,但是这个环节往往被人忽视,直接吊起标准节,甚至有回转动作,就有可能发生事故;拆卸时,由于协调不好,下面的螺栓都拆下了,顶上还没有拆卸转台,造成事故;
    2.5冒顶:
现在设计的塔机两次顶升应该引进一节标准节,结构尺寸上都可以避免冒顶,但是由于各种原因也有例外:比如制作误差等,需要第三次顶升,就会带来冒顶的危险,再比如拆卸时,第一步顶升横梁轴头应该落在下一层踏步上,油缸活塞杆深到底,滚轮也不会离开下一个标准节,如果操作不当放到了上一层踏步上,就有冒顶的危险;
    2.6顶升防脱落:
1989年7月在哈尔滨的一个事故就是典型的教训(159页). 由于出现过几次事故,因此国家标准作了修改;新的标准GB5144-2006《塔式起重机安全规程》要求有防止顶升横梁从塔身支承中自行脱出的功能; 但是目前在用的塔机多数不具备该功能,因此在安装过程中一定要细心观察,在顶升爬爪或插销轴就位前,避免顶升横梁轴头脱开塔身踏步板;
    2.7顶升平衡调整:
顶升和下降过程中顶升平衡的调整非常重要,要求先顶起一点距离,调整小车位置,使得导向滚轮的间隙均匀;如果调整不好平衡就开始顶升轻则增加顶升负载,重则引起顶升导向轮严重卡阻,导致套架、滚轮等部件的失效;p166页事故)
3.塔机使用过程中的注意事项:
    3.1超载:
超载对于塔身尤其明显:仍然以上面的例子计算;5510塔机额定力矩为71吨米,超载20℅为85.2吨米,超载数量为15.2吨米;而对于塔身来讲,额定载荷下弯矩为40吨米,超载15.2吨米比率为38℅(15.2/40);也就是说不能以实际超载的比例衡量整机钢结构的超载比例。
    3.2斜拉斜拽:斜拉斜拽对塔机起重臂和塔身的危险最大;继续以独立高度为40米的5510塔机为例用数字进行分析:假设在臂端以45度角度斜拉额定重量1吨,会在40米高的臂端产生1吨的水平力,该水平力对起重臂臂根处产生55吨米的水平面弯矩(在水平面起重臂为悬臂梁结构,而正常情况下,起重臂因为风载荷等原因,臂根设计允许的水平面弯矩仅为22吨米左右);对于塔身来讲就更危险了,首先,55吨米的水平面弯矩会作为扭矩通过塔身传递到基础,另外,1吨水平力作用在40米高度,对塔身底部产生40吨米弯矩。
    3.3突然卸载:
工地有时会碰到吊载脱落后钢丝绳伤人的情况,而对于塔机的钢结构(尤其是对于平头塔机和斜塔帽塔机)来讲也是非常危险的;由于起重臂有一定的刚性,吊载脱落后有上扬的趋势,导致平衡重的下落,反过来,起重臂下落回复到原位,而平衡重仍然是下落趋势,因而会对平衡臂根部产生非常大的冲击,容易造成平衡臂根部失稳而造成事故;因此一定要在吊重捆绑结实后再起吊,避免突然卸载。
    3.4非标准要求的处理:
根据施工情况,要求非标准使用的情况很多,如基础地耐力不足、独立高度不够、附着高度太高,回转空间小限制了起重臂长度、附着距离太远等,碰到这些情况后最好委托生产厂家或我公司作专业的设计,以保证塔机安全。
    3.5关注异常情况:比如机构噪音、钢结构发出的异常声音,有可能就是事故的先兆,发现问题应该及时查找原因,排除问题后继续工作。
    总之,塔机是一个比较危险的设备,而且发生事故的危害性非常大,只要我们控制好采购、安装和使用三个环节,塔机才能够顺利的为我们服务!

 

来源:山东建筑大学(山东富友公司)  作者:王积永  日期:2008/6/11