塔机附着的一些错误做法

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塔式起重机 (以下称塔机)是建筑施工中最为常见的建筑起重机械，主要是在建筑工程中承担着物料的垂直及水平的吊运输送工作。当塔身高度超过独立高度后，必须使用附着将塔身与建筑物相连接，附着的制作是否正确直接影响到塔身的安全使用↑年来，由于随意制作附着而导致塔身失稳的倒塔事故多有发生。

规范设计和制作附着是保证塔机安全使用的主要手段之-。现以四杆附着为例简单介绍其结构 (图 1)。附着框安装在塔身标准节上，通过撑杆与建筑物相连，撑杆的两端各装有 1根调节螺杆并利用销轴与建筑物或附着框实现铰接。

图1 四杆附着结构示意图1-撑杆 ；2-调节螺杆；3-销轴4-附着框；5-支座为保证塔机的安全使用 ， 建筑起重机械安全监督管理规定》(建设部第 166号令)中明确禁止擅自在建筑起重机械上安装非原制造厂制造的标准节和附着装置”。然而笔者在对塔机作专项检查时经常发现 ，塔机架设附着时 ，很多使用单位和安装单位未请专业人员设计，未进行理论计算，也未制定具体方案 ，只凭经验自行制作 ，附着形式千奇百怪，有些严重违背力学原理 ，这给塔机使用埋下很多安全事故隐患。

1 撑杆的长细比严重超过相关规定图2是发生在浙江某工地 的-起倒塔事故照片。图中附着为四杆形式，撑杆为格构式，材 料 规 格 如 下：主 支 角 钢 为 L40×4，/o4.6cm ，A 3.086cm ，缀 条 为 圆 钢 QIO，图2 倒塔事故现场建筑机械化201 3(06)45Design&Research 设计研究撑杆截面为方形边长为 180ram，四根撑杆的长度 分 别 为 16 020ram、14 510ram、14 010ram和 15 490ram。经计算 4根撑杆的长细比 分别为 201、182、176和 195。计算长细比均超过了GB/T13752 塔式起重机设计规范 所规定的结构件许用长细比 ]150。当塔机承受到较大的弯矩和扭矩时，撑杆由于刚性不足无法起到有效的支撑作用，导致倒塔事故发生。

无独有偶，在浙江的另-工地，有 2幢在建楼房共用 1台QTZ60塔机。楼房的间距 38m，施工单位将塔机安装在 2幢楼房 中间，采用O108×6的钢管做附着撑杆，最长的撑杆长度为21m，计算可得该撑杆的长细比为 581(该附着设计没有经过计算)。由于撑杆长细比严重超过许用长细比 ]150，撑杆几乎不能承受任何的压力，塔机附着安装没多久就发生了倒塔事故。

对于格构式撑杆厂---- - √ 40蠢 州 50式中 --换算长细比；- - 撑杆截面的毛截面面积，cm ，-般取主肢截面面积之和；- - 缀条截面面积，cm ；- - 计算长细比，ZL/i，f，fi-/A；I4[IoA0( /2-Zo) ，Ci2 ，- - 撑杆的长度，cm；Jn--主肢型钢惯性矩，cm ；- - 主肢截面面积 ，cm ；厂 撑杆截面边长，cm；Zn--主肢重心距离，cm。

，(1、 。、 均可在材料手册中方便查到，因此计算并不困难。

对于钢管撑杆：兀×D × ≤[ ]150O H"其中， d/D，d为钢管内径，D为钢管外径。

当然在附着设计时 ，对附着撑杆还需进行强度、整体稳定性和分肢稳定性等计算，这些计算46 2013(06)建筑机械化在各类建筑机械相关的刊物中有较多的介绍 ，本文不再重复。

2 撑杆的两端采用焊接图3和图4是两种较为典型的撑杆两端采用焊接的做法。其中图3工人在安装附着撑杆时，由于撑杆的长度原因无法与附着框用销轴连接，而自作主张将撑杆头部的耳板与附着框的耳板焊接起来。而图4在设计时就做成撑杆在安装现场去头 (气割头部)后与建筑物的预埋件配焊的形式。这两种错误做法均是将撑杆两端应该采用铰接的形式变成了焊接形式。事实上，按规范设计制作的塔机附着撑杆是二力杆，工作中只受拉力或压力。但将撑杆的端部制作成焊接形式后，撑杆不但受拉力或压力，同时受到了弯矩。

- - 图3 撑杆与附着框焊接 图4 撑杆与预埋件焊接首先，由于连接方式发生了根本性的改变，即由铰接变成了焊接，撑杆就不能看成是二力杆了；其次，每道附着的结构变成了超静定结构，计算变得复杂；再次，塔机在工作时塔身会产生-定的扭转和摆动，这会对撑杆产生较大的弯矩，特别是最后-道附着，将受到很大的弯矩，极易引起焊接部位破坏和撑杆失稳，进而发生倒塔事故。当撑杆与附着预埋件焊接后，预埋件的受力情况尧生了变化 ，容易发生破坏。图 4清楚地显示，在安装后的第二天即在预埋件的左侧出现了混凝土被破坏的情况。同时撑杆与预埋件的由于强度不足也很容易发生破坏，图5是撑杆(钢管)与预埋件焊缝被破坏的照片。

3 附着支座设计不正确图6中附着支座存在 2个明显错误：-是耳板高度太高；二是耳板与底板焊缝长度太短。图7是 2种较为典型的附着支座结构，左侧为双耳图5 预埋件被破坏图6 错误的附着支座- - Hr 图7 正确的附着支座结构、右侧为单耳结构。支座设计强度必须满足撑杆对其作用力，且结构尽量简单紧凑〖虑耳板的高度 时，应在保证撑杆节头能自由转动的前提下尺寸尽量小；耳板与底板的焊缝强度应经过设计计算，保证焊缝的有效长度和高度满足强度要求。

在设计塔机附着时，我们发现附着撑杆对支座的作用力-般均不通过耳板焊缝截面的形心，使焊缝受轴力 Ⅳ、剪力 V和弯矩， 属于角焊缝受的轴力、剪力和弯矩共同作用的情形，如图8图8 支座受力示意图设计研究 Design&Research所示，图中 N-PsinO，VPcosO，MNl。

轴力JV作用下的应力 剪力 作用下的应力丁 弯矩 作用下的应力 Ⅳ、 和 共同作用下，焊缝上或下端最危险处应满足√( )" ≤式中 --角焊缝计算厚度；， --角焊缝计算长度，厂-正面角焊缝的强度设计值增大系数，对直接承受动力荷载的结构取1.0，对承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构取 1.22，对斜角焊缝取 1.0；- 悍缝强度设计值，根据相关规范查龋从以上算式中可以看出，耳板销孔到焊缝的高度日越小，焊缝有效长度越长，越容易满足强度要求；反之则容易导致焊缝破坏。笔者在已知撑杆拉力的情况下，用以上方法对图6的焊缝强度进行验算，结果计算应力为 315N/mm：，大于Q235钢常用的焊条 E43型的 160N/mm 近- 倍 ，因此可以判定图6支座的设计强度不足。

4 小 结以上 3种错误做法均严重影响着塔机的使用安全，塔机的使用单位和监管单位应引起足够的重视，务必使用原制造厂制造或具有相应资质的厂家制造的附着装置。非标设计的附着装置应有设计计算书。 圈(编辑 贾泽辉)[中图分类号]TH212；TH213.3[文献标识码]B[文章编号]1 001-1 366(201 3)06-0045-03[收稿日期]201 3-03-28建筑机械化 201 3(06)47薛