塔式起重机超长距离附墙技术探讨

苏国栋

（中环建（厦门）建设集团股份有限公司，福建 厦门 361000）

塔式起重机也叫作塔吊、塔机，是高层建筑施工的必要机械设备之一。新时期高层建筑发展迅速，越来越多的高层、超高层就建筑任务涌现。若部分建筑物建设高度高出塔机工作高度，就需要对塔身进一步加长，需要利用附墙技术辅助，确保塔身稳定、安全。

1 关于塔式起重机

塔式起重机构成：（1）电气系统为信号照明装置、连接线路、配电柜、电动机、控制器。（2）工作机构包含行走、回转、变幅、起升四部分。（3）金属结构为塔身、动臂及底座。

塔式起重机自身幅度直接影响实际起重重量，而塔机载荷力矩是塔机重要参数注意，其通过计算重量及幅度乘积，得到载荷力矩。塔式起重机通过回转机构和支撑机构，确保其可以起升到施工各个位置，并且在具体的起升转化操作中，将产生较大的惯性，需塔机科学调速，有良好的起升系统，控制好物品起重的稳定性和个性化要求。

一般的塔式起重机，其附着架由三附墙杆、一整套环梁组成，通过这种设计，可以将塔式起重机稳定的置于建筑结构位置。塔式起重机的运行，需在标准节设置上套环，之后将三根附墙杆通过耳环和建筑物附着处铰接，确保各个附墙杆处于同一平面。

塔机高度及底部的支撑尺寸比值大，且塔身的重心较高，工作中需多次起动、制动，故应保证塔机本身质量稳定，以此确保施工安全、施工人员安全。起重机设计施工需考虑到施工实际需求，科学安装、使用、管理，以此确保实际施工过程中塔机运行可靠。

2 塔式起重机超长距离附墙技术的作用

处于国家经济发展城建需要，我国自主生产大量塔式起重机，而在塔式起重机运行工作中出现问题的概率也就与之俱增。当下，我国可自主生产100～52000kN的塔式起重机，但是，我国由于塔机事故导致的损失及人员伤亡达到国外发达国家近3倍之多。

2．1 附墙位置定位不准

附墙位置定位以50°为最佳定位标准。但是，在工程测量中发现，一些附墙的水平角度高于50°，已经达到60°及以上，导致各个附墙点不处于同一位置，塔机存在严重的受力不均，塔机运行中就会出现严重摇晃。

2．2 附墙部件尺寸误差

附墙部件尺寸误差主要是在具体测量工作中发现附墙框螺栓不同心，腹腔杆及附墙也没有准确匹配连接，这就导致安装和预设方案存在出入。

2．3 测量误差未及时修正

对案例工程现场调查发现的，其附墙测量存在明显误差，且误差数据在后续工程中未及时修正。塔机运行过程中，对被测的基准点位于塔身标准节旁，引入楼层，运行中的塔机存在稍微抖动，故导致测量出现误差，而测量误差并未及时修正，导致尺寸出现偏差。

3 实例验证

3．1 工程概况

以某综合性住宅小区为例进行分析，该小区为多层、小高层建筑，其中，19、20号楼为16层建筑，两楼相距35m，结构最大高度为48.8m。按照现场情况，选择QTZ63塔式起重机建设，额定起重力矩为630kN·m，最大回转半径为50m，起重量达到1300kg。为节约成本，施工方决定以一台塔机完成两楼垂直运输。施工现场，塔机位于19号楼主体结构位置，塔机回转中心距墙15.32m，其平面图如图1。

图1 案例建筑物位置及塔机附着状态示意图

3．2 附着架方案

改进过后附着架方案，其附墙杆加长，19号楼塔机中心到连接点的距离达到8.57m，以I22和I16焊接成网架，网架及附墙杆以耳环连接，网架及建筑以M30螺栓连接。

3．3 附墙杆截面设计

假设三种方案：常规3.5m距离、15.32m距离及改进的8.57m距离，其外力相同，按照最恶劣受力状态对其分析，三种方案压杆取弦杆（∠75×75×8），腹杆（直径为20的圆钢），如图2所示。

图2 计算简图

附墙杆结构，弦杆型钢重量为9.03kg/m，腹杆圆钢重2.466kg/m，附墙杆截面为46cm2，惯性矩为7595.635cm4，抗弯模量为506.376cm3。选择Q235钢材，控制允许应力在177MPa，对受压构件结构强度、稳定性、单肢稳定性计算发现，在相同外力影响下，选择相同界面，附墙杆结构强度及单肢稳定性均可满足安全施工要求。但是对整体稳定性计算，发现长距离15.32m受压杆会出现失稳现象，需增加附着杆截面、重量，这就导致塔机安装出现诸多不便。而适当增加附墙杆到7～8m，则附墙杆及主体结构增加网架，确保截面及构件不变，又达到要求强度及稳定性要求，也便于安装。

4 对强化塔式起重机超长距离附墙技术的一些建议

4．1 提高定位准确率

塔式起重机的定位需考虑两方面因素，一方面，是安装的便捷性和安全性；另一方面，是考虑到后续的便捷性及安全性。考虑到塔式起重机动臂回转的实际范围，确保邻近的塔式起重机不会受到其影响，两台塔式起重机保持安全的距离。安装附墙，应考虑到附墙安装的准确性和快捷性。塔机应和所施工建筑最外端保持水平6m以上的距离，此外，要注意附墙杆水平角度，将其角度控制在50°。在塔机安装工作落实之前，应观察塔机和周围施工设备、建筑物是否保持安全距离，要绘制专门的安装平面图，在水平、垂直方向保证塔机和建筑物、施工设备保持安全距离（2m）。两个相邻的塔机也需要保持一定距离，以各个塔身及动臂都不互相影响为判定标准。

4．2 控制附墙组件质量

安装应先安装行走机构，安装底架，之后安装基础节、外套架、回转机构、驾驶室，最后安装平衡块，起升机构及电器，安装完毕后，还需要对安装质量检查分析，确保其安装符合设计要求，质量满足使用要求后，才可投入使用。

塔式起重机对支撑杆进行吊装，先固定好主要塔身，固定完毕后再考虑另一端的固定处理。实际施工需使用专业经纬仪对塔身垂直度精确测量，得到准确数据，分析数据符合垂直度相关要求后，将节点耳板焊接到结构埋件位置。各个位置固定完成后，可对吊索实施安装。为确保超长距离附墙定位的准确，要求塔机定位准确，控制附墙杆水平角度最佳为50°，若施工周围条件复杂，还需对附墙杆受力及强度计算，结合结构图纸，确保水平角度在规定范围内，安装之前，设备和相邻设备、建筑保持2m以上安全距离，基础混凝土密实，地面平整夯实，保证基础范围无积水。

5 结语

综上所述，塔式起重机自身重心较高，起动及制动频繁，属特殊的大型设备，为避免其出现安全事故，需确保其稳定性，通过适当增加附墙杆长度，在附墙杆及主体结构位置设置网架，则可以适应现代建筑超长离墙距离塔机安装，也可以提高定位准确率、控制附墙组件质量，以此控制塔机稳定性。