塔式起重机附着技术的探讨

林淯丹

（广东省特种设备检测研究院，广东广州 510655）

1 技术要求

塔式起重机（以下简称塔机）在建筑施工生产中所承担的主要任务是垂直运输工作，是施工中重要的机械设备。随着建筑业的飞速发展，高层、超高层的结构日益增多，塔机设计的标准高度已不能满足施工的要求，这就需要采取附着措施。即在塔机的某一位置将塔机和建筑物进行拉接，增加塔身刚度，增强其稳定性，增加塔机的自升高度，保证塔机在稳定状态下安全工作，满足生产需要[1]。

塔式起重机附着技术应从两方面考虑：

（1）附着方案编制。做任何事情都离不开理论指导实践，优秀方案的编制对实际安装起着重要的指导作用。首先从了解现场概况，确定附着垂直位置、水平位置及附着杆长度形式、杆件的受力分析、附墙节点受力计算、选用合适的附着杆和附着墙座。

（2）附着的正确安装。这里所讲的正确安装不是指先安环梁、墙座，再安附着杆等工艺流程，而是突出关键点或容易忽视的步骤，如：平台的搭设、垂直度的校正和应注意的安全事项、标准等。

2 附着方案编写[2]

2.1 现场概况

现场概况包括塔机型号、该型号塔机的附着要求（与外墙夹角、水平面允许角度）、建筑物高度、塔机基础位置、周围环境（建筑物、多塔机作业）等。

2.2 确定附着垂直位置

参考塔与建筑物相对位置、相对标高、外墙结构作业是搭双排脚手架还是用提升架、吊索具及钢丝绳的最小距离、现场最高被吊物的高度、砼强度养护时间、工程进度等，要求在定好位置的平面内，平面度不超1/1000允许范围。

2.3 确定附着水平位置及附着杆长度、形式

参考附着一侧外墙（柱）情况、附着墙座的结构形式等。下面举一例说明附着定位。某工地在用的两台塔机检验中发现H3/36B塔机（固定式），附着前高50.5 m，说明书中规定标准高度为50.5 m（即实际该塔已到标准高度），附着在第11个标准节中心（即附着位置至塔机吊钩的有效距离为12.55 m），建议与外墙夹角45°～60°之间，水平面允许角度±1.5°，该工地要求塔机实现的吊装高度为43.5 m。

现场除该塔外另有一台F0/23B，两塔间直线距离76 m，而两塔起重臂长分别是50 m和60 m，为避免两塔起重臂相撞，满足《塔式起重机安全规程》（GB 5144-2006）中“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2 m的距离；处于高位的起重机的最低位置的部件（吊钩升至最高点或平衡重的最低部位）与低位起重机中处于最高位置部件之间的垂直距离不应小于2 m”的要求[3]，故起重臂不能在同一高度上，而错开的高差要保证两起重臂不相撞、起重臂与拉杆不相撞（要考虑带载和不带载情况），如图1所示，此为确定附着位置的重要参考因素。

图1 塔式起重机架设位置图

根据现场外墙作业用双排脚手架，其自由端要高于作业面1.5～6 m，吊索具及钢丝绳长度3～8 m，布料杆（其为所吊物体中最高部件）高6 m，附着部位砼强度达到90%以上（说明书中要求）需要7～14天，工程进度7天1层，层高2.8 m，这样计算附着位置至塔机吊钩的有效距离要在13.3～25.6 m之间，通常取18 m。

工地提供塔机基础定位，基础上表面标高-6.25 m，附着一侧楼立面建筑图，结构高9层，为满足附着位置墙座承载力，墙体钢筋加密从第7层底生根，直到第9层顶，故最高只能定在第8层墙体上，且需要避让开外墙上现浇的空调机板。

综合上述因素，附着位置确定如下（共一道）：垂直方向定在建筑物第8层标高20.9 m处，塔吊的第7个标准节中心。水平方向定在2－14轴向西1 000 mm与2－S轴相交处为双拉杆墙座中心，2－16轴向东1 000 mm与2－S轴相交处为单拉杆墙座中心。如图2所示。

图2 附着位置图

利用CAD绘图软件，很容易的将附着杆的长度精确地表示出来（图中AB段表示附着杆），省去了以往爬塔用尺子测量的种种不便，避免了因测量尺寸不准确导致加工出附着杆不合格现象的发生。

2.4 附着杆受力分析

以最常用的平面内3根不交于一点的附着杆所构成的静定结构形式的附着装置为例[4]。

2.4.1 塔机受力分析

塔机受力分析如图3所示，其中R为外载荷在附着杆上的合力，M n为回转惯性力矩。

图3 塔机受力分析图

2.4.2 附着杆内力计算

（1） R沿Y轴线的分量单独作用时，受力状态如图4所示，由∑MB＝0得：

图4 附着杆沿Y轴受力图

（2）R沿X轴线的分量单独作用时，受力状态如图5所示，可解得：

图5 附着杆沿X轴受力图

图6 M n单独作用附着杆受力图

2.5 附墙节点受力计算

根据已算出的附着杆内力即可得出的附墙点所受的拉（压）力及剪切力。

2.6 选用合适的附着杆和附着墙座

附着杆的制作方式多种多样，现举两种常见例子，一种为桁架结构形式，如某附着杆，其截面为350×350，主支采用16Mn 80×80×8的角钢，缀条采用Q235 40×40×4的角钢，在3～15 m的范围内可以承受内力为400～600 kN；另一种为16＃槽钢对焊的附着杆，在6 m长范围内可以承受最大内力为400 kN[5]。

附着墙座形式虽不统一，但均为“Π”形，只是座板留出的穿墙螺栓孔的数量和大小不同。在选用时，墙座通常由厂家提供，其强度均满足受力要求，但选用的穿墙螺栓要分析、计算抗拉和剪切受力情况，以确保安全。一旦选定后，将外墙预留孔位置图交给工地。这种用螺杆将墙座与结构连接是较普遍的一种形式；也有预埋钢板，将墙座与钢板焊接的；还有抱柱形式的、水平地脚形式的等等[6]。

附着杆和墙座绝大部分由塔机生产厂家提供，也有按厂家提供的图纸加工，应将附着杆和墙座视为塔机基件的一部分，作给予足够的重视。

3 塔机附着装置安装[7]

（1）施工单位提前在塔机附着位置与下一标准节的连接处及与附着墙座预留孔下1 m处打设操作平台，并提供能够满足最大支撑载荷的证明。

（2）如果是行走式基础，应将台车用轨钳卡紧，行走轮用楔子卡住，电源线拆除；井字架下面是否需要加支撑，应根据塔机的最终高度与厂家联系解决。

（3）在结构预留孔处安装附着墙座，穿墙螺栓要用双螺母。

（4）吊装附着框架。

①遇到框架对塔身主杆内侧无约束形式时，要将其安置靠近标准节与标准节联接处；遇到框架对塔身主杆内侧有约束形式时，只要结构空间允许即可。

②在塔机操作平台上应有3人以上作业，先将两外侧附着框架分别吊至塔身附近点处并固定在塔身上，再用两短梁将其联接成一体，要调整框架处于水平位置。

（5）吊装附着杆。

①将附着杆在地面调整到方案中给出所需长度。

②分别将附着杆吊至塔身附着点处，对准附着框架的销轴孔打入连接轴销，然后再对准墙座销轴孔打入连接销。销轴孔不好对时，建议采取转平衡臂的办法。

（6）校正垂直度。用经纬仪从互相垂直的两个方向测量塔身垂直度，核对符合附着位置以下不超附着高度的2/1000、附着以上的悬空部分不超其高度的4/1000的标准即可[8]。

（7）遇到三道（含）以上附着时，要根据不同型号塔机的说明书要求适当放松其中几道，以减少由于多点附着所造成的附加应力，且相邻两道附着杆布置应交叉错开。

2 结束语

通过对塔式起重机附着技术的论述，加强了大家对塔机性能的掌握，行业里应对附着重视起来，一方面在各检验单位检验时能合格通过，另一方面也确实保证了塔式起重机施工的安全。