一种塔式起重机安装自检评估方法与流程

本发明涉及综合体建筑塔式起重机技术领域，具体涉及一种塔式起重机安装自检评估方法。

背景技术：

随着建筑规模的不断扩大，城市综合体工程将在今后的建筑发展中不断涌现。在超高层及大型商业建筑施工过程中，塔式起重机起到至关重要的作用，塔式起重机为动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。主要结构由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。其优势为作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由于塔式起重机结构重量巨大，往往有几十吨重，各类零部件非常多，重要部件往往有十几吨重，在施工过程中如果发生事故，所造成的危害是难以估量的。因此安装后需要进行严格而详细的安全自检与调试，保证塔式起重机的各方面符合国家或行业的相关安全规范以及施工规范，并保证具有一定的安全余量。同时由于塔式起重机往往为长时间、连续施工，使用过程中各部分的状况均会发生不同程度的老化。目前已有相关文件，对塔式起重机安装后和施工过程中的安全检查方面进行了规定，但均为对各部件各自的安全情况进行的检测，缺少对塔式起重机整体安全情况的检测与评估方法。

技术实现要素：

为了至少部分的解决上述已有技术存在的不足，本发明提供一种塔式起重机安装自检评估方法。

本发明完整的技术方案包括：

一种塔式起重机安装自检评估方法，包括如下步骤：

1.对塔式起重机的塔身、动臂和底座等金属结构分别进行安检，对涉及到的每个金属结构中的金属部件进行分解并分别编号，检查并测量其裂纹或变形情况，并利用如下方法进行计算：

式中：n为部件个数，i表示第i个部件，xi为部件裂纹或变形情况，当有裂纹或变形时取值为1，没有时取值为0；yi为部件裂纹面积占部件总面积的比值，zi为部件变形量与部件尺寸的比值；mi为部件的变形类型指数，当变形为拉伸变形时取值为1.6，当变形为压缩变形时取值为0.9；fi为部件的承力指数，为该部件的承力与所有部件的承力总和的比值。

根据计算结果，当a＞0.3且b＞0.02时，对该金属结构整体进行更换，其余情况则对发生裂纹或变形的部件进行更换。

2.钢丝绳与配重检查：检查钢丝绳的型号、规格和长度，以及配重的数量和重量是否符合设计要求。

3.塔式起重机安装：对金属结构安检结束后，开始对塔式起重机的安装，塔式起重机的安装按照如下流程进行：安装三节标准节→安装套架→安装回转总成→安装塔头及司机室→平衡臂分段安装→起重臂分段安装→安装一块平衡重→安装剩余起重臂→补足平衡重→穿绕起升钢丝绳→安装通道及平台。

4.塔式起重机的其余安检：对塔式起重机安装完成后，需要对其其余状况进行安全自检，包括：

4.1对塔式起重机的所有高强度螺栓分别进行安检，如果松动和缺损的螺栓数量与螺栓总数量的比值小于0.1，则对松动和缺损的部分进行紧固和补装，如果松动和缺损的螺栓数量与螺栓总数量的比值大于0.1，则对该结构的所有螺栓重新进行安装紧固。

4.2对塔式起重机的所有销轴、立销、开口销的安装到位情况进行安检，标准参见螺栓的检查标准。

4.3检查各工作机构的运转是否正常，以及重量、力矩限位器，起升高度、幅度、回转限位器是否灵敏，各保险是否有效。

本发明的有益效果：本发明的塔式起重机安装自检评估方法，综合考虑了裂纹变形出现的数量和程度。从两个方面对金属结构的整体情况进行综合评定，并进行针对性处理，提高了安全程度，通过合理的安装工序和方法，以及其余的安全检查工序，节省了施工成本，最大程度的提高塔式起重机稳定性与利用率，有效延长塔式起重机的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为根据本申请的安装标准节、套架示意图，自左往右分别为安装地脚、三节标准节、套架示意图。

图2为根据本申请的安装回转总成、塔头示意图。

图3为根据本申请的变幅钢丝绳拉紧示意图。

图4为根据本申请的附着杆结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。

对塔式起重机安装完成后，需要对其进行安全自检，特别是经过长时间连续施工的塔式起重机，使用过程中各部分的状况均会发生不同程度的老化。因此本发明提供了一种塔式起重机安装自检评估方法，用以对塔式起重机的整体安全情况进行评估，具体包括：

1.对塔式起重机的塔身、动臂和底座等金属结构分别进行安检，对涉及到的每个金属结构中的金属部件进行分解并分别编号，检查并测量其裂纹或变形情况，并利用如下方法进行计算：

式中：n为部件个数，i表示第i个部件，xi为部件裂纹或变形情况，当有裂纹或变形时取值为1，没有时取值为0；yi为部件裂纹面积占部件总面积的比值，zi为部件变形量与部件尺寸的比值；mi为部件的变形类型指数，当变形为拉伸变形时取值为1.6，当变形为压缩变形时取值为0.9；fi为部件的承力指数，为该部件的承力与所有部件的承力总和的比值。

根据计算结果，当a>0.3且b>0.02时，对该金属结构整体进行更换，其余情况则对发生裂纹或变形的部件进行更换。

在塔式起重机安装过程中，金属结构件出现裂纹或者变形都是不允许的情况，由于使用的延续性，各部件的强度或寿命有一定的相关性，因此上述方法综合考虑了裂纹变形缺陷出现的数量和程度。从两个方面对金属结构的整体情况进行综合评定，如果各部件的出现频率较高，且总的累计程度达到一定数值，则可认为该金属结构整体已经达到或接近使用寿命，此时未检查出缺陷的其余部件还可能存在潜在的缺陷风险，因此为了提高安全系数，则需要对该金属结构进行整体更换。反之，则认为是个别部件的质量问题，仅需对该部件进行更换即可，节省了施工成本。在考虑相关缺陷权重时，由于裂纹对部件的强度影响更大，因此经过实际验证和计算，对裂纹选择0.8的权重，而变形选择0.2的权重。而在实际中发现，拉伸变形往往对部件安全的影响更大，因此对拉伸变形选择更高的权重。

2.钢丝绳与配重检查：检查钢丝绳的型号、规格和长度，以及配重的数量和重量是否符合设计要求。

3.塔式起重机安装：对金属结构安检结束后，开始对塔式起重机的安装，在大型建筑的实际施工过程中，塔式起重机的安装是一个庞大而复杂的工程，需要考虑到各方因素，需要保证施工的安全余量，符合国家或行业的相关安全规范，并进行合理的设计和流程安排，以提高整个施工过程的效率、节省成本。本发明中，塔式起重机的安装按照如下流程进行：安装三节标准节→安装套架→安装回转总成→安装塔头及司机室→平衡臂分段安装→起重臂分段安装→安装一块平衡重→安装剩余起重臂→补足平衡重→穿绕起升钢丝绳→安装通道及平台。各环节的具体安装方式如下：

(1)安装3节标准节：如图1所示，安装前首先测量预埋支腿顶面水平，使其误差不超过1‰，然后安装塔身基础节、标准节，并用销轴打紧，用立销连接。

(2)安装套架：将外套架装在下塔身的外面，并装好液压油缸和液压系统，且使外套架的支腿支撑在塔身标准节架的最下一个踏板上。

(3)安装回转总成、塔头及驾驶室等：如图2所示，首先检查回转上支座、回转支撑、下支座所用高强螺栓预紧力是否达到要求，再逐步将塔头、驾驶室、回转机构等装到外套架上，并用销轴将其与标准节、套架连接。回转安装时应注意回转引进梁与塔身节踏步之间的关系。

(4)分段安装平衡臂：在地面上将平衡臂护栏组装好，吊起平衡臂第一节，用定轴架和销轴将平衡臂与回转塔身固定联接好；吊起平衡臂第三节(第三节上有四个吊耳)，用定轴架和销轴将平衡臂第三节与第一节固定联接好；与将第三节平衡臂逐渐抬高至适当的位置，用销轴将平衡臂拉杆与塔顶上平衡臂拉杆相连，穿好并张开开口销；缓慢下放平衡臂，除去吊装用钢丝绳；将起升机构吊起安装到固定位置，至此平衡臂安装完毕。回转机构接上临时电源，将回转支撑以上部分回转到便于安装起重臂的方位。

(5)安装第一节起重臂：将第一节起重臂吊起，用销轴把起重臂上弦与塔头固定连接好，用螺栓将起重臂下弦与塔头连接好。

(6)安装平衡重：安装1块4.6t重的平衡重安装在平衡臂最前面的安装位置上。

(7)安装剩余起重臂：组装剩余大臂，在地面上组装好整条起重臂，然后整体吊起安装到前面的起重臂上，用销轴和螺栓固定连接好。

(8)安装平衡重：50米配重总重24.67吨。再吊装3块4.6吨、1块3.3吨和1块2.97吨的配重。用销轴加以固定后。

(9)穿绕变幅、起升钢丝绳：按照要求分别穿绕变幅和起升钢丝绳，钢丝绳末端采用马牙卡固定绳头时，马牙卡螺栓必须拧紧，以钢丝绳压扁到1/3为限。其中：

1)变幅钢丝绳的安装如图3所示，包括：

①先将后绳固定在变幅小车上面。

②将前绳经过起重臂上滑轮拉至起重臂前端并拉回固定在变幅小车紧绳器上面，前绳后绳都要穿过断绳保险。

③用紧绳装置将变幅钢丝绳拉紧。具体为事先在起重臂下玹杆横杆上预先绑扎铁丝环，每5-8米一个，可充当导绳轮使用，减轻人工牵拉时产生拉力，便于人工在起重臂上拖着钢丝绳行走。

2)起升钢丝绳的安装

①将变幅小车跑至起重臂前端，驾驶室司机操作下钩，此时要有专人看管卷筒上钢丝绳，一人拿住钢丝绳绕过起重臂上的滑轮经过臂端滑轮后放下，并将吊钩穿上，人工将钢丝绳拉上。

②并将钢丝绳用u型卡固定在变幅钢丝绳上面，司机操作将变幅小车收回，收回过程中要随时下钩。

③将起升钢丝绳固定在塔头下面的楔套上，并穿好开口销。

④将固定起升钢丝绳和变幅钢丝绳的u型卡解下。

(10)安装通道及平台：将套架下平台的前后平台装在外套架的前后两侧上；将套架下平台的左右平台装在相应的位置上；用螺栓将四个平台连接起来，并装上护栏；在后平台上装液压油箱等；在套架上端装套架的上平台，步骤同上，套架上平台没有前平台。当整机按前面的步骤安装完毕后，在无风状态下，检查塔身轴心线对支承面的垂直度，允差为4/1000；再按电路图的要求接通所有电路的电源，试开动各机构进行运转。

(11)塔式起重机的附着：本发明中塔式起重机的附着规划，共有9道，自由高度为36～48米，由于附着杆较长，因此采用变截面桁架式设计，如图4所示，具体包括位于主体段，主体段包括截面形状相同但尺寸由中央向两侧逐渐缩小的三部分，主体段采用平行弦杆桁架，即内部采用多个与上下弦杆垂直的竖腹杆，同时在相邻垂直腹杆之间设置个斜腹杆；以及位于主体段相邻部分之间，截面尺寸逐步缩小的收缩段，收缩段共有三段，均采用坡面桁架结构，即在每段设置与弦杆大致平行的横腹杆，同时在横腹杆和弦杆之间设有斜腹杆，最后一截收缩段两侧分别设有连接段。能充分利用材料的强度、节省材料、减轻自重和增大刚度，附着杆材料为q345钢材。使用过程中，超长附着三道更替往上安装，原位置用正常附着替换。附着杆之间设有支撑杆，支撑杆均采用带有一定的变形余量的结构，具体可以包括位于中部的套杆和两侧的杆，其中杆上带有两个限位块，可以使杆部在筒内有一定的双向活动自由度。

最后，检查各机构运转是否正确，同时检查各处钢丝绳是否处于正常工作状态，是否与结构件有摩擦，所有不正常情况均应予以排除。如果安装完毕就要使用塔式起重机工作，则必须按要求调整好安全装置。

本发明的塔式起重机安装，是在实际施工过程中，对现有技术以及相关行业规范进行参考，并结合实际安装情况进行灵活采用，安装的各个环节出发，对涉及到的重要因素进行合理设计，既符合国家安全规范，又满足提高效率、节省施工成本，提高了塔式起重机稳定性与利用率，有效延长塔式起重机的使用寿命。

4.塔式起重机的其余安检：对塔式起重机安装完成后，需要对其其余状况进行安全自检，包括：

(1)对塔式起重机的所有高强度螺栓分别进行安检，如果松动和缺损的螺栓数量与螺栓总数量的比值小于0.1，则对松动和缺损的部分进行紧固和补装，如果松动和缺损的螺栓数量与螺栓总数量的比值大于0.1，则对该结构的所有螺栓重新进行安装紧固。

(2)对塔式起重机的所有销轴、立销、开口销的安装到位情况进行安检，标准参见螺栓的检查标准。

(3)检查各工作机构的运转是否正常，以及重量、力矩限位器，起升高度、幅度、回转限位器是否灵敏，各保险是否有效。

以上申请的仅为本申请的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。