台⻛天⼯地停⼯,塔吊为什么还在转?

作者: 蔡颖佶

来源: 上海科技馆

发布日期: 2023-08-08 13:00:18

本文详细介绍了塔吊在台风天气中的操作规范、结构组成、工作原理、安全施工要求以及塔吊操作员如何进入操作室等内容。

送⾛了“杜苏芮”,⼜来了“卡努”,最近台⻛接踵⽽⾄,我国多个地区都开启了防台⻛模式。船舶回港避⻛,排查户外⼴告牌,巡查重要基站,排查⾼空设备设施……说到⾼空设备设施,也许有不少⼩伙伴刷到过,或者亲眼看过台⻛中,随⻛旋转的塔吊。⼯地不是停⼯了吗?为什么塔吊还在转?是被吹坏了吗?

其实根据操作规范,塔吊在遇到⼤⻛时,要松开回转机构的制动器,让吊臂能够随⻛转动,以便最⼤程度释放⻛载荷动能,增强抗⻛能⼒,抵御强台⻛袭击。塔吊,⼜称塔机,是将动臂装在塔身上部的塔式旋转起重机。塔吊作为建筑⼯地上最常⽤的⼀种起重设备,主要⽤于多层和⾼层建筑施⼯中,钢筋、⽊楞、混凝⼟等物料的垂直和⽔平输送。塔吊由⾦属结构、⼯作机构和电⽓系统三部分组成。其中,⾦属结构包括塔身、动臂、底座、附着杆等。

⼯作机构有起升、变幅、回转和⾏⾛四个部分。电⽓系统则包括电动机、控制器、配电框、信号及照明装置等。根据动臂形式,塔吊可以分为⽔平式和压杆式两种。⽔平式动臂的塔吊,载重⼩⻋沿⽔平动臂滑⾏,动臂较⻓,变幅运动相对平衡,但动臂⾃重较⼤。压杆式动臂的塔吊,由变幅机构牵引着动臂产⽣仰俯变幅,因此变幅运动不如⽔平式动臂吊机平稳,但动臂⾃重较⼩。这两种⽅式各有千秋,通常按照建筑⼯程的特点及场地条件进⾏选择。

按能否移动,塔吊可以分为⾏⾛式和固定式。⾏⾛式塔吊根据⾏⾛装置的不同可分为轨道式、轮胎式、汽⻋式、履带式等。其中轨道式塔吊,塔身固定在⾏⾛底架上,可以在特殊设计的轨道上带载⾏⾛。轮胎式、汽⻋式和履带式塔吊采⽤⽆轨装置,移动更⽅便,但稳定差。固定式塔吊安装在混凝⼟基础上,塔身固定不转。在建设⼯程施⼯中,采⽤较多的是轨道式塔吊和固定式塔吊。

以常⻅的⾃升式塔吊为例,塔吊底部有固定于钢筋混凝⼟底板上的底座和基础节。在基础节之上安装有标准节,使得塔吊可以达到建筑设计所需的⾼度,与建筑主体相连的是附着装置。顶升套架上是能使得塔吊⾃由旋转的回转平台和司机驾驶室。过渡节⽤于安装塔吊最重要的构件——起重臂和保持平衡⽤的平衡臂。与塔顶相连的拉杆可以保证起重臂及平衡臂的安全使⽤。

挂钩在起重臂的前端,可以承受以吨为单位的集中荷载,从建筑⼒学的⻆度分析,这运⽤了⼒臂与⼒矩的关系。塔吊⼯作时,起重臂可以旋转到控制台指定的⽅位,吊钩可以沿着动臂⽔平滑动并将物料升降到所需⾼度,平衡臂及配重(通常由多块混凝⼟板组成)可以保证以塔身为⽀点的⼒矩平衡。简单来说,我们可以把塔吊顶部看成⼀个不等臂的动态平衡的天平。

钢制的臂架拉绳及平衡臂拉绳将动荷载传递到塔吊尖,塔吊尖再将承受的载荷传递给塔身结构。塔吊能够升⾼的原因⾮常简单,因为塔吊像⼤家玩的乐⾼⼀样,可以组装,增加⼀节⼀节的标准节,就可以让塔吊⻓⾼!装配式的标准节⽤⾼强螺栓固定,它们就像钢铁脊梁⼀样,是塔吊能变⾼的关键。

塔吊爬升过程通常为:起始安装时,塔吊布置于塔楼基础底板;施⼯若⼲层后,安装内爬⽀撑框(规范要求间距不超过18⽶),塔吊通过液压系统开始向⾼处爬升,逐渐爬升直⾄满⾜⼯程建设需求的⾼度。以总⾼度438余⽶的超⾼层建筑——⻢来⻄亚吉隆坡标志塔为例,在这个钢框架-混凝⼟核⼼筒结构的建筑施⼯过程中,主塔楼采⽤了2台塔吊附着于核⼼筒外侧,并采⽤1台塔吊设置于楼梯井内配合主楼施⼯。

塔吊通过设在楼梯井内的钢⽀承架在建筑物内部爬升。不过要注意的是,塔吊标准节受到的内⼒和塔吊吊臂的⽅位有关,所以实际⼯程中通常要利⽤结构分析软件进⾏建模计算以确保安全,精⼼设计构件之间的节点是⽀撑架吊杆在空中保持稳定不散架的保障。可能有⼈会好奇,那么⾼的塔吊,操作员是如何上去的呢?这要分两种情况。如果地⾯建筑还没有建造,⼯地只有塔吊,操作员得从塔吊基础出发,从塔吊内部的爬梯⼀直爬到驾驶室。

如果地⾯建筑建造起来了,操作员可以搭乘建筑外附着的施⼯梯或者从楼梯上到建筑物的楼⾯,通过设在塔吊和建筑物之间的临时通道来到塔吊⼯作区,这样操作员可以少爬⼀些爬梯,上到驾驶室。作为建筑施⼯现场重要的施⼯机械,塔吊的安全施⼯⾮常重要,所以针对塔吊不仅有明确的操作规程,⽽且对操作员、检查制度、故障排除等都有明确规定。

例如斜吊、超载都不能吊,散装物装得太满或捆扎不牢不能吊,埋在地下的构件不能吊,六级以上强⻛不能吊等。这其中超载不吊是⾮常重要的规矩。那⼀般塔吊能承受多少重量呢?这要根据塔吊的具体型号来判断,因为塔吊有不同的规格,所以能够吊的吨数也会不⼀样,最⼩型号的塔吊,最多只能吊2吨的物品,最⼤型号的塔吊,能够吊重达240吨的物品。

在使⽤塔吊吊重物时,不可以超过该塔吊的起重量,若超载应⽴即卸货,不然可能会导致塔吊的⼤臂出现折断的现象,严重时还会导致塔吊倒塌,造成现场施⼯⼈员的伤亡。塔吊的各种⼯况都要经过缜密的计算分析,在施⼯现场更要严格注意安全施⼯的各项检查及操作规程。随着城市建设的⽇益发展,我国已成为世界⺠⽤塔吊的⽣产⼤国,也是世界塔吊主要需求市场之⼀。

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