一种内套自升式塔式起重机内爬机构的设计

刘杰海，姜 渭，龙绪登， 祝远俊，文 强，庞广胜

LIU Jie-hai, JIANG Wei, LONG Xu-deng, ZHU Yuan-jun, WEN Qiang, PANG Guang-sheng

(广西建工集团建筑机械制造有限责任公司，广西 南宁 530299)

随着社会经济的快速发展，高层建筑已成为城市建筑的标配。高层建筑的结构多采用核心筒加外钢梁桁架，核心筒内电梯井是定位内爬塔式起重机最理想的位置。现行常见的内爬塔式起重机，由于爬升框和顶升油缸均设置在塔身外侧，因此塔式起重机爬升时，塔身周围空间要求足够宽。然而实际工程中，电梯井空间通常很狭窄，这就很大程度上限制了外套内爬塔式起重机安装在此处，从而不得不另在核心筒外的楼面开口来安装起重设备。

为了克服空间位置上的限制，科学合理地利用电梯井作为安装位置，本文介绍一种内套自升式的内爬塔式起重机，将套架及顶升油缸设置在塔身中心，套架和塔身分别通过底座与建筑物相连，通过液压系统，借助建筑物结构的支撑进行自爬升，并且不需要像常规内爬塔式起重机反复拆装爬升装置，操作方便，工作高效。

1 内爬总体结构

内套自升式的内爬塔式起重机的内爬总体结构如图1所示。塔身底座、套架底座均有可伸缩的支腿，支腿伸出后楔紧在电梯井预留洞口，支撑着整个塔式起重机。将套架底座通过其支腿安装在建筑墙体的电梯井洞口并楔紧，顶升内套架安装在套架底座之上；将塔身底座通过其支腿安装在建筑体的上一层电梯井洞口并楔紧，塔身第一节标准节套在顶升内套架外面且与塔身底座连接牢固，依次再安装两节标准节；将顶升横梁和液压系统安装于顶升内套架内部，顶升横梁通过销轴将其活动块与第三节标准节相连接；水平支撑安装于第三节标准节外围。水平支撑用于塔式起重机非爬升状态时稳固塔身。当塔式起重机需要爬升时，上、下两套底座的支腿相互交替作为支撑，完成塔身及内套架的爬升。

图1 内爬总体结构

1.1 顶升内套架的组成

顶升内套架如图2所示，由套架节架、下横梁、套架底座、套架底座支腿等组成。其中顶升内套架紧固安装在套架底座上，顶升内套架上的主弦杆上焊接有导向滑块，下横梁处安装顶升活动块，套架底座安装可伸缩的套架底座支腿。

图2 顶升内套架结构

1.2 顶升上横梁的组成

顶升上横梁如图3所示，由活动块和横梁组成。其中活动块通过销轴连接在横梁两端的下部,横梁中间耳板通过销轴与顶升油缸上端连接。

图3 顶升横梁结构

1.3 塔身的组成

塔身如图4所示，由水平支撑、塔身标准节、塔身底座、塔身底座支腿组成。其中水平支撑安装在第三节塔身标准节上，塔身底座紧固在塔身基础节结构框架下方，塔身底座安装有可伸缩的塔身底座支腿。

图4 塔身基础节结构

2 爬升工作原理

该内爬塔式起重机爬升过程，分为塔身爬升及内套架爬升两个部分。当周围建筑物建设到一定高度时，内爬塔式起重机需要爬升。先进行塔身的爬升，此时套架底座支腿伸出并楔紧固定在电梯井预留洞口上，套架底座支腿稳固着内套架，通过上、下横梁活动块及油缸，支撑整台塔式起重机。当塔身爬升到预定高度时，即要进行起重机内套架的爬升，此时塔身底座支腿伸出，楔紧固定在电梯井预留洞口上，由塔身底座支腿支撑稳固着整台塔式起重机，通过上、下横梁活动块及油缸伸缩，实现内套架自动爬升。

2.1 塔身的爬升过程

如图5所示，塔身进行爬升时，内套架底座支腿楔紧固定在电梯井预留洞口上，支撑稳固着整个内爬塔式起重机，塔身水平支撑收紧，使其螺杆与电梯井墙面分离，检查塔身周围，确保塔身与建筑物无任何干涉或卡阻，确认一切准备就绪后，按以下步骤操作顶升。

图5 塔身爬升简图

1）操作液压系统，使油缸上横梁的支腿上平面对准塔身标准节架主角钢内相应的一对支承踏板的下平面，塔身爬升时，须正确安装上、下横梁的活动块承重销轴，操纵液压顶升油缸，稍微顶起塔身，检查确认塔身底座支腿已全部缩进后再继续顶升作业。液压顶升油缸的行程为1m，需要经过三次或四次的顶升操作方可到达3m高的上一个预留孔。因此，每当顶升油缸完成顶起1m的行程后，需要操作设置在内套架上的顶升下横梁活动块，使之支承着塔式起重机所有已顶起部分，以便于操纵液压系统收缩油缸，使顶升油缸上横梁顶升活动块的上平面对准塔身标准节架主角钢内的下一对支承踏板的下平面，继而进行下一个顶升行程的操作。

2）继续操纵液压油缸将塔身顶起到达上一个预留孔后，伸出塔身底座支腿，搁置在建筑物的预留孔上，并在支腿和预留洞口之间打入钢楔块和坚硬木楔块固定好支腿。

3）在塔身水平支撑的撑脚处旋动撑脚的左右调节螺母，使8个撑脚撑紧在电梯井道或特制横梁的四周上。

2.2 起重机内套架顶升过程

当塔身底座支腿爬升到上一层高度的电梯井预留洞口，即要进行起重机内套架的爬升。如图6所示，此时塔身底座支腿伸出，楔紧固定在电梯井预留洞口上，由塔身底座支腿支撑稳固着整台塔式起重机，通过上、下横梁活动块及油缸伸缩，实现内套架自动爬升，检查内套架周围，确保建筑物无任何干涉或卡阻，一切准备就绪后，按以下步骤操作顶升。

图6 塔身爬升简图

1）人工操作将套架底座支腿已全部缩进。

2）把内套架顶升下横梁活动块内端的支承轴装在支承板下面的销孔内。

3）把顶升油缸上横梁活动块内端的支承轴装在支承板下面的销孔内。

4）操纵液压系统伸出油缸，使油缸顶升上横梁的活动块下平面搁置在塔身标准节架主角钢内相应的一对支承踏板的上平面，操纵液压顶升油缸稍微提起套架，确认套架底座支腿已全部缩进后再继续提起套架。操作设置在内套架上的顶升下横梁活动块，使之支承着塔式起重机已提起的内套架，再操纵液压系统收缩油缸，使顶升油缸上横梁的活动块的下平面搁置在塔身标准节架主角钢内的上一对相应的支承踏板的上平面。

5）重复步骤4，直到将内套架提起到达上一个电梯井预留洞口后，伸出套架底座支腿搁置在电梯井预留洞口上，并在支腿和预留洞口之间打入钢楔块和坚硬木楔块，固定好套架底座支腿。

3 结 语

本文介绍的内套自升式的内爬塔式起重机，其内套架、液压顶升系统均设置在塔身中心，受建筑施工项目作业空间的限制小。塔身底座支腿、套架底座支腿均可以伸缩且能楔紧固定在电梯井预留洞口上，起到支撑作用。顶升内套架自动爬升，不需要反复拆装，达到节约资源，提高工效的目的。该内套自升式的内爬塔式起重机，非常适合安装在电梯井内，利用建筑物有利位置，最大限度地使用塔式起重机所设定的起重性能参数。该类型塔式起重机特别适合在高层建筑施工中应用推广。

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