塔式起重机金属结构损坏原因、修复及保养

梁有清

（大兴安岭技工学校，黑龙江 大兴安岭 165000）

1 金属结构的损坏形式及原因

1.1 表面锈蚀。塔机的工作环境比较恶劣，经常在含酸碱等腐蚀性气体灰尘下作业，加上运行过程中的碰撞及防锈油漆的自然老化、脱落，使表面失去保护，加上维护保养工作不及时，造成局部腐蚀氧化，不同程度地出现表面锈蚀现象，降低钢结构强度，久而久之使塔机的金属结构变形。

1.2 裂纹。实践证明，虽然裂纹不一定导致断裂，发现裂纹不及时修复，塔机长期带患工作，往往是断裂的初期阶段，尤其是过渡性及危险性裂纹，具有进一步扩展的危险，及时发现并处理是很重要的。一般裂纹主要产生在焊接部位及应力集中的地方，如塔身下部、下支座、回转塔身、塔顶联接耳板等，通常在复合受力最大处。如果机构启动和制动过猛、越级换速、反车作紧急制动，使塔机钢结构增大冲击力，过大的惯性可导致塔机钢结构的焊缝开裂，处理不及时，会引发较大的危险事故。

1.3 变形。包括局部弯曲变形和扭曲、偏心。根据金属结构检验要求，杆件沿全长纵向轴线的直线度公差为1／750；使用中主弦杆变形量应不大于3‰～5‰；腹杆变形量不大于2～4mm；杆件连接螺栓孔距误差不超过装配间隙的1／2；且螺孔的圆度误差不超过装配间隙的l／2；当超过上述范围即视为变形。变形原因有：（1）等原因，造成钢结构局部弯曲变形；（2）栓松动，使得螺孔磨损成椭圆，造成各节臂、杆件之间偏心产生附加弯曲力矩；（3）造成钢结构意外碰撞变形.如操作机构失灵使吊臂失控后仰，与塔身相撞会引起严重变形；（4）超载使用，使钢结构产生屈服变形(永久变形)。如顶升时不注意调整上部结构的平衡，没有将顶起部份的重心落在顶升油缸上，使顶部结构失去平衡乃至重心偏移较大，爬升架的导轮对标准节主弦杆的压力太大，使塔身主弦杆发生弯曲变形，塔机钢结构产生失稳而造成事故。

1.4 断裂。金属结构的断裂，尤其是使用中突然断裂将产生非常严重的后果。断裂的原因有以下几点：（1)超载资料表明因超载而造成起重设备发生的事故很多。有时是操作者或指挥者为赶速度，抱着侥幸心理盲目超载。有的建筑施工项目经理为赶超工期，人为使安全装置失效或拆除安全保护装置，特别是力矩限制器失灵，长期超载荷运行，导致塔机钢结构提前产生疲劳破损，缩短了塔机的使用寿命，并且易造成重大事故。塔机在拆除旧设备或其它障碍物及附着装置时，由于未清理完各种联结件(如预埋件未割断等)，使得起吊后负荷加大、吊臂折断。有时是因对起吊物重量估计不足而超载，大幅度起吊不明重量大小的物件，造成起重力矩失控，极容易导致臂架、臂架拉杆及塔身主弦杆失稳和拉伸断裂。（2)基础不坚实塔机最大幅度提升额定载荷时，其倾翻力矩会引起不坚实基础下沉，产生冲击载荷而造成整体倾翻或折臂。如吴江某工地新安装的一台塔机，由于施工单位选用的基础在河浜填土上，对塔机基础下面不进行加固处理，没有按说明书中的规定要求，未达到地耐力就制作塔机基础，安装后造成塔机和基础整体倾翻。（3)疲劳破坏塔机钢结构件受力复杂，承受不稳定交变应力，随着工作次数的增加，疲劳强度逐步降低。违章作业，斜拉、斜吊重物，导致塔机钢结构疲劳破坏，特别是大幅度斜拉、斜吊重物，除了承受起重力矩外，臂架还要受到一个水平横向力矩，这两个力矩叠加，就有可能使臂架弦杆失稳弯曲，严重疲劳破损，导致侧向折臂。

1.5 爬爪不到位。塔机顶升加节作业时，由于操作人员疏忽，爬爪单爪爬在塔身踏板上，另一爬爪不到位，单爪承受塔机上部结构重量，如果顶空上部整体下落，下落冲击引起钢结构(平衡臂、起重臂等)损坏变形，严重时导致塔机倾覆及安全伤亡事故。

1.6 钢丝绳断裂。在日常检修过程中，检修人员粗心大意，起升钢丝绳断丝、断股等没有检查出，以致塔机起吊物件时，钢丝绳突然断裂，引起物件、吊钩下坠，摆动轻则损坏局部钢结构，重则塔机反弹引起倾翻。

2 金属结构的修复

2.1 修补裂纹对于有迅速扩大趋向的裂纹以及焊缝上的裂纹、主要受力部位(如吊臂上下弦杆、塔身主弦杆、塔顶联接耳板)的裂纹，必须及时修复。通常采用现场补焊，焊条应与母材相近，同时须将母材裂纹处打磨后再补焊。焊缝上的裂纹须将原有的焊缝清除干净，打磨后才可施焊。

2.2 修复弯曲构件采用冷压或局部加热顶压法可将变形构件校正。因钢结构塑性变形后强度下降，因此对于主要受力杆件如主弦杆的修复应慎重进行。

2.3 更换钢结构受力杆件 (如平衡臂拉杆、起重臂拉杆等)严重锈蚀或扭曲变形、起重臂臂节接头销轴孔重磨损、拉杆销轴孔磨损成椭圆、联接法兰盘严重磨损、法兰螺孔磨损超限等，当已无价值或修复后达不到使用要求时应个别更换乃至全部重新制作。

2.4 补强。对于某些强度薄弱环节，如杆件两端主弦杆与法兰板的联接焊缝应采用加强肋板补强；腹杆与主弦杆的焊接应采用搭接，并尽可能增加焊缝长度。为避免不同材质焊后收缩不一致，选材应尽可能一致。

3 金属结构件的日常保养

3.1 严格执行起重机钢结构件报废标准。

3.2 对主要受力的结构件应检查金属疲劳强度、焊缝裂纹、结构变形、破损等情况，对主要受力结构件的关键焊缝及焊接热影响区的母材应进行检查，若发现异常，应进行处理。结构件的检查应按下列程序进行。（1）日常检查：塔机每工作80小时应进行一次日常检查。塔机司机在交接班时，应检查各连接部位螺栓的紧固情况，如有松动应及时紧固。（2）当塔机出现异常声响，或出现过误操作，或发现塔机安全保护装置失灵等情况时，应进行检查，并作好记录。（3）当一个工程完成，塔机拆卸后，应由工程技术人员和专业维修人员进行详细检查，并作好记录。

3.3 在运输过程中应尽量设法防止结构件变形和碰撞损坏。

3.4 每半年至一年喷刷油漆一次。油漆前应除尽金属表面的锈斑、油污及其它污物。

3.5 钢丝绳及其维护保养。（1）钢丝绳在使用过程中，应防止钢丝绳打环、扭结、弯折或粘上杂物，防止与机械或其他杂物相摩擦。（2）塔机安装完毕（使用前）应对钢丝绳进行润滑，用石墨润滑脂涂抹一遍，以后对钢丝绳的润滑按“起重机润滑表”进行。（3）塔机的总体设计不允许钢丝绳具有无限期的寿命.

[1]《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33－2001

[2]施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91