摘要:塔式起重機在建筑施工領域中的應用越來越廣泛,這體現了施工過程的機械化程度和建筑市場的先進水平。文章旨在通過將錘頭式塔機起重臂安裝的傳統(tǒng)吊裝方案與抬送法吊裝方案進行比較,在可操作性、技術性及經濟性上分析,突出其優(yōu)勢,從而使其得到推廣應用。
關鍵詞:錘頭式塔機;起重臂安裝;抬送法;塔式起重機;建筑施工;吊裝方案 文獻標識碼:A
中圖分類號:TH213 文章編號:1009-2374(2016)33-0042-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.022
1 思路
當前塔式起重機在建筑施工領域中應用越來越廣泛,體現了施工過程的機械化程度和建筑市場的先進水平。在國內建筑市場中,塔式起重機多為錘頭式塔機,錘頭式塔機其特點為采用拉桿將塔頂與起重臂進行連接,形成穩(wěn)定的三角結構,保障使用過程的穩(wěn)定性。作為起重類的特種設備,塔式起重機由于結構的大型化,從設備的進場開始,安裝的準備也隨之開始。在項目實施前期,在設備的選型和方案的組織設計中安全的可靠性、技術的先進性、經濟的合理性是企業(yè)技術經濟人員首要考慮的幾個因素。
在錘頭式塔式起重機的安裝過程中,起重臂的安裝是安裝過程中的一個重要環(huán)節(jié)。因為起重臂安裝過程是安裝過程中風險較大的一道工序,涉及了大型的吊裝過程,在安裝過程的細節(jié)也較為復雜。一般施工企業(yè)在設備安裝時往往會采用傳統(tǒng)的吊裝方案,傳統(tǒng)吊裝方案上往往采用單臺起重設備進行獨立吊裝,這種方案適用于輕小型塔機,其實用性和經濟性都較高。但隨著新技術、新材料、新設備、新工藝的不斷創(chuàng)新發(fā)展,為滿足工程需要,起重臂設計也越來越長,帶來施工便利的同時,其安裝過程也隨之增加了一定難度及風險。為減輕風險,提高安裝過程的穩(wěn)定性,結合該類塔式起重機的自身特點,提出了抬送法吊裝方案,將其與傳統(tǒng)的吊裝方案進行比較,使其能夠得到有效的推廣應用。
2 方案的比較
2.1 傳統(tǒng)單臺吊裝方案
錘頭式塔式起重機起重臂的傳統(tǒng)單臺吊裝方案是將吊索鋼絲繩以“八”字角綁于塔式起重機起重臂臂節(jié)重心的兩側,維持吊裝過程中的穩(wěn)定性。這種吊裝方案在實踐吊裝中存在諸多的不足,主要表現在由于起重臂較長、較重,單臺起重設備負荷較大,吊索具在選型上要求較高,起吊過程及安裝調節(jié)、控制過程較復雜,從而風險因素也隨之增加。特別是在起重臂根部銷軸連接好后,起仰角安裝起重臂拉桿時,由于單臺汽車吊的吊索鋼絲繩的綁扎角度影響,起升仰角造成鋼絲繩受力單側加大、輔助起重設備負荷加大,對該狀況下的風險易產生忽視,從而形成較大的安全隱患。
如一臺QTZ250(JL7030)塔式起重機,起重臂長70m,重心于起重臂根部28m處,重17.6T,吊索具重0.5T,考慮動載系數1.1,則計算載荷達到19.91T。安裝起重臂時考慮吊索鋼絲繩長度,安裝高度達到了30m左右,根據選型正常工作幅度內安裝該塔機起重機須選用QY100T及以上汽車吊,汽車吊伸臂35.5m,幅度10m,額定起重量24T,負荷率83%,可以滿足吊裝要求。吊索鋼絲繩選用兩根16m長6×37-32鋼絲繩,破斷拉力為564kN,安全系數取8,驗算吊索鋼絲繩單根最大受力為65kN,即65×8=520kN<564kN,可以滿足吊裝要求。
如此,在實例中傳統(tǒng)的吊裝方案需100T的汽車吊,吊索鋼絲繩選用直徑32的鋼絲繩。這種方案中,汽車吊型號大,對應場地需求高,臺班費用高,吊索鋼絲繩直徑粗,剛度大,重量重,起重工操作難度大。
2.2 抬送法吊裝方案
抬送法吊裝方案是利用兩臺輔助起重設備對起重臂進行吊裝,起重臂結構為三角桁架式易于綁扎吊索鋼絲繩,抬吊時采用傾斜式起吊,前端起升高度以根部連接板與塔身連接為宜,后端部脫離地面。根部與塔身的連接形式為采用銷軸鉸接,在垂直方案可自由旋轉,水平方向產生約束。安裝好根部連接銷軸后,卸除前端起重設備,指揮后端起重設備將起重臂繞根部鉸接吊起至與水平形成一定仰角,利用起升機構將拉桿提升至與塔頂連接板處,安裝連接銷軸,指揮后端起重設備緩慢下降,至起重臂拉桿處于受力狀態(tài),卸除吊索鋼絲繩,完成起重臂安裝。
如上述QTZ250(JL7030)塔式起重機,采用抬送法選用一臺50T汽車式起重機和一臺25T汽車式起重機進行抬送。地面起吊時,50T汽車吊于前端距重心14m位置,25T汽車吊于后端距重心28m位置,計算負荷:F25×28=F50×14,F25+F50=17.6,得出F25=5.87T,
F50=11.73T。
由于抬送法采用傾斜式起吊,吊裝過程汽車吊伸臂不需伸出過長,根據現場工況和作圖計算,50T汽車吊伸臂24.6m,幅度8m,額定起重量15.8T,考慮吊索具0.5T,負荷率(11.73+0.5)/15.8=77.4%<80%,可以滿足抬吊規(guī)范要求。25T汽車吊伸臂19.5m,幅度8m,額定起重量11T,考慮吊索具0.5T,負荷率(5.87+0.5)/
11=%<57.9%,可以滿足抬吊規(guī)范要求,且(17.6+0.5+0.5)/(15.8+11)=69.4%,可以滿足抬吊規(guī)范要求。
利用50T汽車吊和25T汽車吊采用抬送法將起重臂根部與塔身連接耳板進行連接好后,此時根部為垂直方向自由的鉸接。緩慢卸除50T汽車吊吊索鋼絲繩,此時25T汽車吊單獨負荷起重臂,計算載荷為F`25=17.6/2+0.5=9.3T,負荷率9.3/11=84.5%,可滿足吊裝要求。
將50T汽車吊移至起重臂端部,吊點距根部鉸點60m位置,緩慢起升使吊索鋼絲繩受力,此時25T汽車吊吊索鋼絲繩松弛,由50T汽車吊單獨受力,計算50T汽車吊載荷為17.6×28/60+0.5=8.72T,為滿足起升仰角的高度,此時50T汽車吊伸臂36.2m,幅度8m,額定起重量為11.8T,負荷率8.72/11.8=73.9%,可滿足吊裝要求。指揮50T汽車吊起升至與水平方向承一定仰角,以滿足起重臂拉桿以塔頂連接板連接為宜。
至此完成抬送法方案的起重臂的吊裝作業(yè)。
驗算吊索鋼絲繩,吊索鋼絲繩選用兩根16m長6×37-22鋼絲繩,破斷拉力為267kN,安全系數取8,驗算吊索鋼絲繩最大受力為50T汽車吊抬送時負荷11.73T,即117.3kN,鋼絲繩為4倍率穿繞,單根受力為29.3kN,即29.3×8=234.4kN<267kN,可以滿足吊裝要求。
如此,在實例中采用抬送法吊裝方案,需選用一臺50T的汽車吊與一臺25T汽車吊,吊索鋼絲繩為直徑22的鋼絲繩。這種方案可操作性較強,汽車吊在市場中較常見,臺班租賃較低。吊索鋼絲繩易綁扎、操作簡單,直徑適宜起重工的實際操作。
3 抬送法吊裝的推廣應用
錘頭式塔機起重臂抬送法是針對該設備結構特點是在傳統(tǒng)意義的抬吊方法中進行的優(yōu)化方案,實踐應用中有較好的可操作性,經濟性上也有其較強的優(yōu)勢。可操作性上,抬送法吊裝解決了較長、較重的起重臂單臺吊裝的弊端,改進吊裝方案,提高安裝過程的穩(wěn)定性,實現推廣的可操作性。抬送法吊裝過程中利用“挑扁擔”和“換扁擔”原理對汽車吊負荷進行驗算,原理清晰,驗算簡化。在抬送過程中采用傾斜式起吊,初步連接根部銷軸時起吊高度不需要達到水平高度,因此輔助起重設備負荷率減小,對起重設備及起重吊索具選型要求相對降低,實踐應用中較為普及。操作中,抬送法采用吊索鋼絲繩直接穿繞起重臂桁架綁扎,避免“八”字綁扎的角度,綁扎操作簡化,受力負荷簡化,鋼絲繩也易于驗算,并且減小了鋼絲繩直徑,便于作業(yè)人員在實踐中的操作。經濟上,由于傳統(tǒng)吊裝方案使用的大型輔助起重設備一般較為缺乏,機械臺班使用費較高。大型起重設備在塔機安裝過程中也只針對于起重臂的大件吊裝,對其他部件的吊裝可選用小型起重設備,而市場中大型起重設備租賃臺班往往至少以日臺班量為結算,進場完成起重臂安裝后在其余小型部件的吊裝中造成了成本的增加。對中小型起重設備,使用率較高,市場較普遍,除建筑工地自有包月租賃外,市場租賃臺班使用也常見于以半日臺班或計時臺班計費,抬送法吊裝在完成起重機臂安裝后,其中一臺起重設備即可撤場,節(jié)約了使用成本。
4 結語
綜上所述,錘頭式塔機起重臂抬送法有著其推廣應用的優(yōu)勢,保障該類設備安裝過程中的安全,降低了風險,提高了經濟效益。具體應用中應充分考察作業(yè)現場環(huán)境,組織方案的驗證,作業(yè)前進行安全技術交底,辦理作業(yè)票,做好過程中的安全監(jiān)護。
由于塔式起重機的拆除與安裝是個逆向過程,在該類塔機的起重臂拆除過程中,利用抬送法同樣也能體現出其優(yōu)越性和應用推廣。
參考文獻
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作者簡介:宋軍(1981-),男,江西南昌人,江西省水電工程局工程師。
(責任編輯:蔣建華)