QTZ250塔吊增加独立自由高度的研究

刘海彬;徐铁军;李瑞

【摘 要】在建筑施工中常因施工现场狭小、施工现场外存在较高的已建建筑物或其它障碍物以及土方基坑开挖深度和群塔施工的影响,使塔吊独立自由高度常常不能满足要求.针对这种情况,以实际工程为例,对塔吊增加独立自由高度进行了详细分析和计算,并提出了相关建议,在类似情况下亦具有参考作用. 【期刊名称】《建筑施工》 【年(卷),期】2014(036)001 【总页数】3页(P69-71)

【关键词】QTZ250塔吊;自由高度;计算分析;施工安全 【作 者】刘海彬;徐铁军;李瑞

【作者单位】中建二局第三建筑工程有限公司 北京100070;中建二局第三建筑工程有限公司 北京100070;中建二局第三建筑工程有限公司 北京100070 【正文语种】中 文 【中图分类】TU61

1 工程概况

某工程方案设计共需安装4 台塔吊，安装形式均为固定式，基础采用预埋固定支腿的方式。其中1#、3#塔吊型号为QTZ125，安装起重臂长度为50 m，2#、4#塔吊为QTZ250，安装起重臂长度均为60 m。4 台塔吊基础均位于基坑内。1#、

3#、4#塔吊基础顶标高为－5.5 m，2#塔吊基础顶标高为－14.41 m。 1#、2#塔吊北侧有已建建筑物，高度为38.6 m，要求这2 台塔吊首次安装高度超过实验楼的高度并至少留有2 m的垂直安全距离。1#塔吊QTZ125独立自由高度为59.8 m，可满足要求。2#塔吊QTZ250独立自由高度为51.7 m，已建实验楼高度加上塔吊负标高后总高度为53.01 m，超出塔吊最大自由高度，不能满足现场施工安全要求。如果采取限制塔吊回转范围的方法，具有极大地安全隐患，同时吊次也不能满足施工进度的要求，因此将2#塔吊在自由高度的基础上增加2 节高3 m的加强节，这样塔吊安装标准节数可增加至第16 节，钩底标高为57.7 m，超出已建实验楼4.69 m，满足塔吊安全运转距离要求。 2 受力分析计算

塔吊受力情况分析如图1与表1所示。 整机稳定性条件[1,2]：

图1 塔吊受力分析示意

表1 塔吊受力分析表工作状态 非工作状态M：作用在基础上的弯矩/N·m 3 811 650 5 642 790 Fv：作用在基础上的垂直载荷/N 1 327 400 1 167 400 Fh：作用在基础上的水平载荷/N 48 750 154 430 Fg：作用在基础上的重力/N 1 690 000 1 690 000塔吊基础形式 M169N：6.45 m×6.45 m×1.7 m

其中：h=1.7 m，b=6.45 m，则=2.15 m；地面许用压应力：[PB]=300 kPa；Fg：混凝土基础的重力为1 690 000 N。 3 整机倾翻稳定性计算[3-5] 3.1 工作状态

3.2 非工作状态

3.3 暴风侵袭稳定性

非工作状态，考虑风载荷对整机稳定性的影响，风载荷取为1.2倍。M=4 506 532.2 N·m，Fh=171 594 N，Fv=1 110 000 N，则：

3.4 突然卸载稳定性

工作状态，有风，考虑自重载荷及吊重对整机稳定性的影响，起升载荷取为-0.2 倍。M=－3 433 873 N·m，Fh=－42 034 N，Fv=1 072 000 N，则：

3.5 安装拆卸稳定性

非工作状态，有风，考虑吊具对整机稳定性的影响，起升载荷取为吊具质量的1.25 倍。M=－2 883 112 N·m，Fh= －42 034 N，Fv=1 104 160 N，则：

综上所述，在5 种工况计算中，稳定力矩的代数和均大于其倾翻力矩代数和，因此，塔机是稳定的。 4 塔身计算

原塔身节配置为1+14节，现改为1+16节，且1、2两节标准节主肢内侧焊Φ50 mm的圆钢。则其截面特性为：面积A=96.03 cm2，稳定性系数φ=0.91。 由图2所示，分析可知A面为最危险面，只校核A面即可。

原始参数为整机质量110 t，由自重产生不平衡力矩Mfz= －1 382 800 N·m。 4.1 非工作状态

此工况风压取值H＜20 m，取P=800 Pa；H＞20 m，取P=1 100 Pa。 经计算，风载荷产生的对A面的弯矩为：Mff =4 768 216 N·m，总弯矩为M1= Mあ +Mfz =3 385 416 N·m。

图2 塔身受力分析

主肢应力NA=G/4+M1/2.666=1 544 848 N，，满足校核强度。 4.2 工作状态

有风动载，风压为P=250 Pa，起升载荷按1.25 倍计算。

计算得风载产生的对A面的弯矩Mgf=1 424 617 N·m，由吊重产生的对A面的弯矩Md=140 000×1.25×19.67=3 442 250 N·m。回转惯性弯矩nx=473 668 N·m。

则总弯矩为：M2=Mgf+Md+nx+Mfz=3 957 735 N·m，主肢应力NAA=（G+1.25Q）/4+M2/2.666=1 803 272 N，，满足校核强度。 5 实施效果与分析

（a）本塔吊独立高度增加后，其安装高度高于已有建筑物，塔吊的使用效率得到较大的提高，保证了项目施工进度的要求。

（b）本塔吊独立高度增加后，其余3台塔吊的安装高度可做相应增加，为后期塔吊的附墙作业提供了更有利的施工便利条件，同时减少了塔吊的附墙次数。 （c）通过垂直度监测和对塔吊各组成结构的安全检查，各项数据均在国标要求的范围内，符合安全作业要求。

（d）独立高度增加后，塔吊起重臂的旋转范围避开了已有建筑物的阻挡，消除了相互碰撞的安全事故隐患。 参考文献

【相关文献】

[1] 朱森林.塔机的稳定性计算浅析[J].建筑安全,2002(8):13-15.

[2] 王莉,赵鹏华.塔机稳定性校核的探讨[J].农业与技术,2008(2):157-161.

[3] 吕承斌,黎新龙,滕彬.塔式起重机塔身的合理设计[J].科技信息,2009(20):66,264. [4] 田广范.塔式起重机刚体稳定性、钢结构验算、电气和安全等方面的比较[J].建筑机械,2012(7):38-43,6.

[5] 刘佩衡.塔式起重机设计手册[M].北京:机械工业出版社,2002.