塔式起重机整机稳定性的综合检验检测

杨智荣

（怒江州质量技术监督综合检测中心 673100）

摘要：塔式起重机是工程建设、房屋建筑工地等场所普遍使用的一种起重设备，塔机的抗倾翻能力（稳定性）是塔机的关键安全性能之一，是塔机抗强风袭击、各种工况下安全吊载运行的基本保障，塔机的稳定性综合检验检测是预防塔机坠臂、整机倾翻等安全事故所采取的必要技术手段。

关键词：塔式起重机；整机稳定性；综合检验

1.引言

塔式起重机整机稳定性检验，是指起重机在工作状态下和非工作状态下整机抗倾翻能力的检验，是塔式起重机安全技术检验的一个重要方面。本文以普通塔式起重机为例，从起重机基础、金属结构、塔架的垂直度、安全保護装置以及载荷试验等与起重机整体稳定性相关的几个方面来探讨检验检测的内容、方法，以期全面、准确的掌握所检验塔机的稳定性能。

2.检验依据

（1）GB 6067-2010《起重机械安全规程》；（2）GB3811-2008《起重机械制造技术规程》；（3）GB 5144-2006《塔式起重机安全规程》；（4）JGJ/T187-2009《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》；（5）TSG Q7016-2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》等相关标准、规范。

3.起重机基础检验

3.1 基础强度：塔机基础强度达不到标准的要求，承载力不够可能会造成塔机基础不均匀沉降，甚至还会使塔身发生倾斜，如果该倾斜使得塔身的垂直度远不能满足有关标准，塔身在强大的外力作用下便可能发生倒塔事故。一般塔式起重机安装基础是由土建单位根据起重机制造单位提供的安装使用说明书的要求设计施工，安装单位现场确认，由安装单位向检验部门提供基础验收合格证明。如果检验人员对基础有怀疑，可查阅基础施工图以及混凝土强度检测报告等相关技术资料，并按以下方法进行计算校验：作用在混凝土基础形心上的稳定力矩Md若大于作用在混凝土基础形心的倾覆力矩Mq，即Md>Mq，则塔机的基础稳定性符合要求，否则不符合要求。

3.2 塔机底架：塔式起重机的底架常用的有十字梁式、预埋牛腿式。底架十字梁和预埋螺栓配合固定，浇注基础前一定要用水准仪测好基础标高，放好垫钢板，保证八块钢板在同一水平面内，可以采取临时点焊的方法和基础钢筋固定，保证最大水平偏差≤20mm。混凝土浇注时会对垫板产生影响，所以十字梁安装前必须进行二次调整，底架的水平和调整是个繁琐的过程，往往要反复拆卸、反复调整多次，它是塔机安装垂直度控制的关键项目，也是对塔机垂直度产生影响最重要的环节。

4.金属结构检验、检查

4.1基础节与底梁的连接：检查基础节与底梁的连接螺栓是否松动，连接螺栓是否是高强螺栓，基础节底部加强处是否存水等。

4.2斜撑以上加强节或标准节的主肢或耳套处焊缝：此处是塔机使用过程中受弯矩最大，而且受交变载荷作用，如果主肢的材料使用不当或者焊接耳套时，焊接工艺、焊接技术等存在缺陷或高强螺栓预紧力不一致时，在内部残余应力的共同作用下，容易出现严重裂纹、开焊到重大隐患，应重点检查。

4.3塔身变截面处：塔身变截面处主要是指塔身加强节和标准节的连接处，由于塔身加强节和标准节的用材发生了变化（一般是材料厚度不同），在相同的扭矩作用下，加强节和标准节的扭转变形程度不一样，容易从该截面发生螺栓松动或造成截面上部整体失稳，倒塔。

4.4塔身标准节与下转台连接处：该连接部位处于塔身的最高端，安装工和塔机司机容易忽视对该部位的检查，同时下转台在该截面的加强版比较多，焊缝比较集中，容易在此处出现裂纹或者焊缝开裂。

4.5上转台的支座处：该截面受交变载荷严重，此处使用的销轴容易脱出，高强螺栓容易松动。

4.6回转塔身：承受交变载荷，容易出现脱焊和变形。

4.7塔顶下部主肢或耳板：（塔顶主肢即塔帽部分）一般在塔机设计时，将该处设计为塔机最薄弱的部位，如塔机发生超载时，首先是塔帽损坏，塔身完好，这样不容易造成整机倾覆的重大事故。因该处薄弱，容易出现裂纹、脱焊。

4.8臂架各节之间的销轴或螺栓：臂架在使用过程中受力较复杂，与吊载情况和司机操作习惯关系密切；使用过程中不容易检查，但是，吊臂各节之间的销轴、螺栓至关重要，不能出现任何问题。在拉杆无定向力作用下，容易出现折臂。

4.9吊臂、平衡臂拉杆的连接销轴：该销轴都经过热处理，不能用一般销轴代替，使用中容易脱出，必须用锁销锁住，否则容易出现坠臂事故。

4.10顶升套架及附件：顶升套架只在塔机顶升时使用，塔机工作状态时不起作用。所以，检查时容易忽视，如果存在裂纹、变形、脱焊，在塔机的顶升过程中，会发生塔机顶升部分整体失稳的大事故。另外，液压顶升系统，也是塔机顶升时起作用，塔机工作时不用，在正常检查过程中，不易发现问题。

5.塔机的垂直度检验

在塔机安装过程中，一定要精确把握好塔机的垂直度，要在这一期间随机、不定时的检查测量、修正。塔机垂直度的控制应做好以下几点：1）进行第一个标准节安装前的基准面调整工作、附墙杆件安装的调整，如果混凝土浇筑工作中的预埋牛腿环节受到影响，就会影响塔机安装的水平度，塔机安装单位还要配备调整垫铁，保证基准面以及节间调整的质量，将安装的基准面的水平误差控制在1/1000以内。 2）在加节顶升过程中，要经常检查塔机的垂直度，使垂直度保持在4/1000的范围内，及时修正加节中发生的误差。检验方法：主要使用的工具是两台经纬仪和两把刻度直尺，将标尺固定在被测高度上，与地面平行，座标原点位于塔身中心线，将臂架旋转到使其纵向轴线与塔身截面中心线 重合的位置，经纬仪镜筒轴线与臂架纵向轴线重合，经纬仪对准塔身底部中心，向上仰起镜筒到标尺位置，经线与标尺座标原点在纬线上的距离，即垂直度误差；对此误差，还要用塔身支承面坡度去修正，以排除坡度的影响。

6. 安全保护装置

塔机的安全保护装置很多，这里探讨与塔机稳定性关系紧密的几种主要安全保护装置的检验。

6.1 起升高度限位： 主要作用是防止吊钩在起升过程中的过卷扬，吊钩撞坏吊臂或拉断钢丝绳而发生坠落事故。检验方法：在空载状态下将吊钩上升到最高位置进行验证起升高度限位器动作是否有效，重复进行两次。

6.2 力矩限制器： 该装置是防止塔机超力矩工作倒塔的重要安全装置。塔机安装完毕后，要用载荷对力矩限制器进行试验、调整。

6.3幅度限制器： 也称变幅限位或幅度指示器，一般的动臂起重机的起重臂上都挂有一个幅度指示器。它是由一个固定的圆形指示盘，在盘的中心装一个铅垂的活动指针；当变幅时，指针指示出各种幅度下的额定起重量。检查当臂杆运行到上下两个极限位置时，是否分别压下限位开关，切断主控电路，变幅电机停车，达到限位的作用。

6.4回转限位器： 最常用的回转限位器是由带有减速装置的限位开关和小齿轮组成，限位器固定在塔吊回转上支座结构上，小齿轮与回转支承的大齿轮齿合。当回转机构电动机驱动塔吊上部移动时，通过大齿圈带动回转限位器的小齿轮转动，塔吊的回转圈数即被记录下来，限位器的减速装置带动凸轮，凸轮上的凸块压下微动开关，从而切断相应的回转控制回路，停止回转运动。检验方法：塔机空载全范围回转，左右各两次，检查限位器的动作情况。

7.载荷试验

新安装或移装的塔式起重机，在投入使用前按规定必须进行载荷试验，试验包括空载、额载、静载和动载荷试验，试验的目的是检验塔机的钢结构、各机构的强度、刚度和制动可靠性以及塔机的静态稳定性；试验的顺序是：空载——额载——静载——动载。

7.1额定载荷试验： 在进行额定载荷试验之前应先进行空载试验，空载试验符合要求后再进行。试验方法：起升、下降三次，在起升、下降過程中各进行一次制动；负载左右全方位回转一次，各制动一次；不同的幅度、不同的额定载荷各做一次。在额载试验的同时可测量吊臂的下挠度，确认吊臂的强度、静刚度是否达到方标准要求。试验要达到以下要求：（1）制动下滑量在允许的范围内；（2）挠度符合标准要求；（3）主要机构、零部件无损坏。

7.2静载荷试验： 在额载试验合格的基础上再做静载试验，试验方法：首先短接起重量限制器，起吊125%的载荷，离地100mm-200mm，悬停10min，然后卸载。检查起升机构、制动器等部件的状况，检测塔身的倾斜度。静载荷试验要达到以下要求：（1）主要受力结构件无明显裂纹、永久变形、油漆剥落；（2）主要机构连接处未出现松动或者损坏；（3）无影响性能和安全的其他损坏。

7.3动载荷试验： 动载荷试验方法与额载试验相同，只是载荷不同，动载要求110%的载荷，在试验之前应先做静载试验，试验时要短接起重量限制器。试验要符合以下要求：（1）机构、零部件等工作正常：（2）机构、结构件无损坏，连接处无松动。

8.结论

通过上述塔机的安装基础、金属结构、主要部件的综合检验检测和功能试验，基本可以了解一台塔机的整体稳定性能是否符合要求，起重机的制造、安装过程是否存在缺陷。检验过程中若发现存在问题隐患的应出具整改意见通知书，要求安装单位及相关方及时整改，消除隐患，确保塔机的运行安全和非工作状态下的整体稳定性要求。

参考文献：

[1]《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》（TSG Q7016-2016）

[2]《固定塔式起重机整体稳定性》湖北宜昌 陈敢泽

[3]《塔式起重机垂直度检测与控制》中铁十四局 张光良