塔式起重机的垂直度测量及控制

2021-09-10吴波张华文

科技研究 2021年7期

吴波张华文

摘要：随着城市建设快速发展，高层建筑越来越多的出现在城市里，塔式起重机机作为重要建筑机械得到广泛使用。垂直度是塔身重要监控指标，本文重点阐述了塔式起重机塔身的垂直度测量及控制。

关键词：塔式起重机;垂直度

1引言

塔式起重机属于臂架型起重机的一种，由起重臂、拉杆、塔帽、塔身组成，起重臂铰接在较高的塔身上，可自由回转，臂架长度较大、采用杆件连接，易于安装拆卸运输，且用于露天作业，多数用于工业与民用建筑及安装施工，通常被称为建筑用塔式起重机。现今在建筑工程施工领域，塔式起重机是应用极为频繁的一种搬运机械，具有起升高度大、载重量大、作业幅度广的显著优点，在建筑施工中应用愈加频繁。目前广泛使用的塔式起重机多为上回转、小车变幅、固定自升式。塔式起重机的塔身随着建筑物升高而升高，中间会有几次顶升加节，塔身的垂直度比较容易受到影响，同时也会影响塔机的安全作业。如果塔机的垂直度出现超出标准的偏差，再加上受外力作用，在使用过程程中，极易发生失稳、倒塌、倾翻、断臂等较严重的事故，这不仅造成工作人员伤亡损害，也会给施工企业造成极大的经济损失。

2塔式起重机垂直度的技术要求

在BG/T5031-2019《塔式起重机》中，塔式起重机垂直度的定义为：空载、风速不大于3m/s状态下，独立状态塔身（或附着状态下最高附着点以上塔身）轴心线的侧向垂直度误差不大于4/1000，最高附着点一下塔身轴心线的垂直度误差不大于2/1000。[1]塔身垂直度的定义为塔机安装后塔顶处于平衡状态下，塔身实际轴心线在被测高度上、被测平面内对理论轴心线的最大水平误差。它是塔机各零部件制造、装配和安装在整机上综合误差的反映。这里必须强调的是在塔顶无载荷的前提下进行测量：同时必须使平衡臂与起重臂轴线垂直于被测塔身平面（见图1）。这样，分别作用于大臂和平衡臂的不平衡力矩的影响就不会反映到所测平面。[2]

在图1所示方位中，X轴方向分别为起重臂—平衡臂轴线。这条轴心线由于存在着大臂（包括自重和起重小车）产生的向东旋转的力矩及平衡臂（包括自重和平衡块重）产生的向西旋转的力矩，一般状况下是不平衡的。故检测时，不应沿Y轴方向测试，而只能沿X轴方向测试。

具体测试方法有两种，而两种检测方式都要选择空载无风天气，尽量减小其他因素的影响。第一种方法仅需一台经纬仪。利用经纬仪测量时，在塔身上部（一般在臂根铰点高度平面）及最下端分别贴水平方向标尺（或在塔身钢构件上仔细刻画出标尺，线体一定要细、准确），标尺座标原点位于塔身几何中心线上，两原点连线即为塔身实际轴心，将经纬仪沿东西方向（Ⅰ-Ⅰ）架设，并使大臂—平衡臂轴线与Ⅰ-Ⅰ线重合，所测出的偏差即为塔身在X轴方向的偏差（设为бx）;同理，将经纬仪转移到Y轴方向沿Ⅱ—Ⅱ轴线重合，测出的偏差即为塔身在Y轴方向的偏差（бy）。

第二种方法是采用全站仪，全站仪应布置在X轴方向，在塔身基础节主弦杆外侧和塔身顶部标准节主弦杆外侧各选取两点，应用全站仪测试这两点之间的水平距离就是塔身在X轴方向的偏差（设为бx），同理，将全站仪移到Y轴方向沿Ⅱ—Ⅱ轴线重合，测出的偏差即为塔身在Y轴方向的偏差（бy）

根据两个方向的偏差бx、бy可算出塔身的側向偏差δ= ，根据塔身高度即可算出其垂直度偏差即塔顶水平变位。

3塔式起重机垂直度控制

塔机由于制造和安装误差，垂直度是必然存在的，只有误差值在标准规定的范围内，是允许塔机继续工作和使用的，只是必须加强观察、监督、定期测量，将数据进行分析判断。当垂直偏差产生并有发展趋势时，根据经验，分析实际情况，可采取一些补救措施。如：

（1）提前进行附墙装置。一般80tm塔机自由高度在40m左右，第一道附墙设在30m左右位置，尽早在塔机附墙立面上埋置铁件，尽早附墙，并在附墙上做些校正，减少误差值。以后每增加一道附墙都要进行校正。

（2）没有条件设置固定附墙者，线临时设钢丝绳缆风，减少垂直度偏差的进一步发展。

（3）对倾斜度较大的，误差在极限值附近的塔机，应采用垫高底座或基础节侧的方法来纠正部分偏差，对防止进一步扩大倾斜有明显作用。具体步骤应将平衡臂转至偏向方的反面，查看力矩曲线在吊臂20m幅度的重物作为保险，放松起升钢丝绳。松平衡臂侧8个高强度螺栓1—2 mm并打入相应的垫铁，紧固螺栓并校验垂直度。

4总结

垂直度误差是塔身一个很重要的参数，它是分析解决塔身变形、刚度的重要指标。塔机使用过程经常伴随顶升、加节立、附着等改变垂直度的操纵，所以应定期监控塔式垂直度，才能保证塔机平稳安全运行。

参考文献：

[1]GB/T5031-2019 《塔式起重机》

[2]江文，塔式起重机垂直度之我见，建筑安全2001年第1期