2023年《安全技术》之塔机附墙技术探讨.docx

塔机附墙技术探讨 　　（作者　王晓霞）我公司深圳某工地安装一台四川xx厂QT80A型塔吊，安装高度超过使用说明书规定的最大独立高度，需进行附墙锚固，塔机最大安装高度达120m，在该工地的安装总高度为107m（吊钩高度），有5道附墙。生产厂家在使用说明书中标明了建筑物外墙与塔吊中心的距离在3.5～4.5m之间，与外墙的夹角在40°～60°之间，但由于该工程建筑物外表结构及工程施工工艺等因素的影响，塔吊安装后，塔吊中心距离建筑物外墙7m，所采用的附墙杆件的长度以及与建筑物间的夹角，与原说明书的规定有所不同。为了保证塔吊平安使用，我们对附墙杆件及其连接件作了稳定性及强度验算。 　　在做塔机附着时，应按使用说明书的要求设置附着高度（见图1）。该塔吊的第一道设置在24m高处，每道间距应不超过20m，为了附着框安装方便，从第二道附墙起，每道间距定为15m。最后一道附墙以上塔机高约为30m。 　　 　　图1　塔机附着示意图 　　所有附墙杆件均采用[16槽钢对置而成，具体摆放位置如图4所示。由连接耳板通过销钉与附墙框（2.4m×2.4m）铰接，另一端焊接在建筑物的预埋件上。 　　1.附着式塔机的计算工况： 　　根据附着式塔机所受荷载、塔身内力及支反力的计算分析，对于附着装置来讲，应考虑以下两种情况，如图示：（1）塔机满载工作，起重臂顺x－x轴或y－y轴方向，风向垂直于臂架（见图2a）；（2）塔机非工作工况，起重臂处于塔身对角线方向，风由平衡臂吹向起重臂（根据塔式起重机设计标准GB/T13752－92）。 　　 　　图2　塔机不同工况附着杆受力计算图 　　2.风荷载的计算见表1： 　　根据塔式起重机设计标准（GB/T13752－92）F＝Cw·PW·A,　　q=F/L 　　F：作用在塔机上（包括物品）的风荷载；q：单位长度的风荷载；Cw风力系数：Pw：计算风压；A：迎风面积；L：塔身高度。 　　风荷载计算表　表1 　　 　　3.塔机工作状态和非工作状态时有关技术参数表（最大独立高度时）： 　　塔机最大荷载表 　　 　　4.计算附墙架对塔身的支反力： 　　假设塔身为一连续梁结钩（见图3），以此进行结构的受力分析，可用力矩分配法、力法求出附墙受力。实际使用中，塔机最上面一道附墙受力最大，因为该道附墙节点力除由M引起的附墙受力外，还有承受由塔机悬臂端风载及旋转转件的离心水平惯性力在悬根部引起的水平切力Fw及下部塔身的水平风载。在此参照建筑机械2023第2期：当塔机有≥三道附墙时，最上一道附墙的支反力为P＝（1.23M/L）+Fw+(qL/2) 　　 　　图3　塔机附着计算简图 　　(1)工作状态： 　　①x方向由工作弯矩和水平惯性性力引起的支座反力： 　　Px=(1.23×1256/15)+18.6=122kN 　　②y方向风荷载引起的支反力，将风荷载简化： 　　Fw=35kN　M风=734kN.m　扭矩M风扭=396kN.m 　　Py=(1.23×734/15)+35+(0.44×15/2)=98kN 　　（2）非工作状态：P非=(1.23×2023/15)+108.9+(2.75×15/2)=295kN 　　5.附墙杆的内力计算： 　　扭矩Mk=M工k+M风k=728kNm 　　选取附墙结构为受力分析对象，由静力平衡可求出前述两种工况下杆件的最大轴向内力。 　　得杆1、杆4内力：N拉max=N压max＝320kN 　　杆2、杆3内力：N拉max=N压max=422kN 　　6.受压杆件稳定性验算： 　　杆件采用[16，材料Q235钢，两根槽钢如图4布置 　　杆件3： 　　 　　7.验算杆件铰接处连接件的强度（见图4）： 　　（1）对销轴的验算，以杆件3计算（轴力最大）： 　　①销轴的剪切强度验算：材料Q235钢（计算略） 　　②挤压强度：（计算略） 　　（2）支杆耳板的强度验算：材料Q235钢（计算略） 　　8.对焊缝的验算： 　　 　　焊缝满足强度要求，再适当加强。 　　 　　塔吊采用这一附墙结构型式，在整个施工过程中，一直处于平安稳定状态，现该工程工程已顺利竣工。 　　　　　　　　　　信息来源：建筑平安2023.1 （责任编辑：邓昌煌）