一种塔机的纠偏方法与流程

【技术领域】

本申请属于塔式起重机的纠偏技术领域，具体涉及一种塔式起重机的塔身纠偏方法。

背景技术：

塔式起重机(以下简称“塔机”)是一种水平垂直输送物料的起重设备，主要用于建筑材料和预制构件的吊运和安装。其以速度快捷、工作范围广的优势广泛应用在建筑施工领域，发挥着重要作用。

但是，塔机属于一台架设在高空中的偏心不平衡力矩装置，大而重的上部结构对支撑其工作的塔身产生较大的倾翻力矩(目前世界上所使用的塔机根据相应的型号最大倾翻力矩限定在400～15000kn.m不等)，因而塔机在施工时对塔身垂直度的要求较高。当塔身垂直度偏差较大时，塔机重心与基础中心的偏移力臂将成几何倍数的增长，相应增加了塔机的倾翻力矩，极易超过其最大倾翻力矩，破坏塔机稳定性，导致塔机倒塌，给人民群众的生命及财产安全带来极大的伤害损失。

由于多种原因(如基础预埋施工或后期基础不稳固定因素)，很多塔机在安装或使用后往往存在倾斜的情况，对塔机的受力状态产生较大的影响，当超出了垂直度4‰的安全使用要求时，容易导致倾翻的事故发生，因此有必要对塔机进行纠偏复位的作业。

目前塔机塔身标准节与基础的连接方式有地脚螺栓固定标准节底板连接和预埋支腿销轴连接标准节两种。其中塔机采用前种连接方式需要纠偏时，可以在其标准节底板与基础地脚螺栓之间加垫钢片方式进行，较为简单。但目前中大型塔机由于倾翻力矩远超中小型塔机，为增强标准节之间连接的稳固性，大多在支腿和标准节之间采用销轴连接的方式(若采用螺栓连接存在螺栓松动和预紧力不足等缺陷，具体为：标准节与四个支腿通过8条销轴连接，每个支腿分配两条销轴，水平方向成90°角分布，在立面错开设置)。当塔身垂直度在某侧方向偏移超标之后，由于销孔连接的配合特点，无法在连接处进行常规纠偏。施工单位往往束手无策，不得已采用将塔机拆卸，把原混凝土预埋支腿基础捣碎重新配制基础安装塔机的方式，极大地增加了成本负担，而且往往在塔机进场一段时间之后，现场已经开挖施工，二次拆卸安装难度极大，相应安全风险较高，对塔机垂直度纠偏极度不利。

同时，由于大型塔机上部结构更大、重量更重、独立高度高的特点，塔身垂直度偏差对倾翻力矩的影响更大。因此研发处一种突破性的塔机纠偏工艺方法意义重大。

技术实现要素：

本申请为了解决现有塔机纠偏步骤复杂、纠偏成本高、纠偏效果差的技术问题，提供了一种塔机的纠偏方法，通过替换预埋支腿与塔身底部的连接销轴，以减小连接销轴的外径，利用替换连接销轴与连接孔之间的上下间隙差，使塔机朝倾斜方向的对侧纠偏，同时采用后续稳固措施固定纠偏后预埋支腿与塔身底部的连接，不仅操作简便、成本低，同时具有很好的稳固效果。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案：

一种塔机的纠偏方法，包括预埋于混凝土基础中的预埋支腿、通过连接销轴连接于预埋支腿上的塔身，以及设于塔身上的起重臂和平衡臂，具体步骤如下：

s1、测量塔身顶部与塔身底部水平位置的偏移量，确定塔身的倾斜方向,并得到塔身垂直度偏差，根据所述偏移量换算出纠偏用替换连接销轴的外径尺寸，并加工所述替换连接销轴待用；

s2、调整塔身的平衡状态，使塔身平衡点落在倾斜方向对侧的塔身底部与预埋支腿间的连接处，以减少倾斜方向侧塔身底部与预埋支腿间连接销轴的受力；

s3、拆卸倾斜方向侧的塔身底部与预埋支腿间的连接销轴，并在卸掉所述连接销轴的连接孔上重新加装所述替换连接销轴，继而使所述替换连接销轴与所述连接孔间存在调节空隙；

s4、再次调整塔身的平衡状态，使塔身平衡点落在倾斜方向对侧上，并在倾斜方向侧的塔身底部与预埋支腿间的间隙处塞入垫片后进行预固定；

s5、重新调整塔身的平衡状态，使塔身平衡点落在塔身的轴心线上，检验测量纠偏后的塔身垂直度偏差，当塔身垂直度偏差符合要求垂直度允差时，则将塔身底部与预埋支腿进行固定；当塔身垂直度偏差超出要求垂直度允差时，则执行上述步骤s1。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s1和步骤s5中，测量所述垂直度偏差为：空载状态下，在沿起重臂延伸方向且离塔身高度1.5倍远的位置架设经纬仪，再将下标尺沿起重臂垂直方向设于塔身底部，且将上标尺沿起重臂垂直方向设于塔身顶部，同时均使下标尺和上标尺的中心位于塔身的轴心线上，随后采用经纬仪测量得出下标尺和上标尺的位置信息，并由以下公式得出，

其中δl为垂直度偏差；

l1为上标尺水平位置读数；

l2为下标尺水平位置读数；

δh为下标尺和上标尺间的高度差。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s1中，所述偏移量＝|l1-l2|。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s1中，所述替换连接销轴的外径尺寸换算公式为，

其中ф2为所述替换连接销轴的外径尺寸；

ф1为被替换的塔身底部与预埋支腿间连接销轴的外径尺寸；

δx为塔身顶部与塔身底部水平位置的偏移量；

m为塔身底部的宽度；

l为塔身顶部和塔身底部间的直线距离。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s2中，所述调整塔身的平衡状态是先将起重臂旋转至倾斜方向对侧上，再通过调整起重臂上的变幅小车位置，以使塔身平衡点落在倾斜方向对侧的塔身底部与预埋支腿间的连接处，从而使位于倾斜方向侧的塔身底部与预埋支腿间的倾斜连接处不受力。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s3中，拆卸所述连接销轴后，重新加装所述替换连接销轴应连贯进行。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s4中，所述再次调整塔身的平衡状态是通过调整起重臂上的变幅小车位置或在起重臂上起吊荷载。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s4中，所述垫片的厚度为，

其中d为所述垫片的厚度；

△x为塔身顶部与塔身底部水平位置的偏移量；

m为塔身底部的宽度；

l为塔身顶部和塔身底部间的直线距离；

步骤s4中，所述预固定还包括将所述垫片与预埋支腿进行点焊固定。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s5中，所述重新调整塔身的平衡状态为空载状态下，通过调整起重臂上的变幅小车位置；

步骤s5中，所述要求垂直度允差为4‰。

如上所述的一种塔机的纠偏方法，步骤s5中，所述固定方式为采用混凝土浇筑固定方式将塔身底部与预埋支腿固定。

与现有技术相比，本申请的有益效果如下：

本申请的一种塔机的纠偏方法，通过替换预埋支腿与塔身底部的连接销轴，以减小连接销轴的外径，利用替换连接销轴与连接孔之间的上下间隙差，使塔机朝倾斜方向的对侧纠偏，同时采用后续稳固措施固定纠偏后预埋支腿与塔身底部的连接，其具体步骤为：先测量塔身垂直度偏差，确定塔身的倾斜方向，并设计用于替换的销轴，之后调整塔身的平衡状态使其落在塔身底部与预埋支腿间的连接处，再将倾斜方向侧的连接销轴卸掉，在卸掉连接销轴的连接孔上重新加装上替换连接销轴，继而使替换连接销轴与连接孔之间存在调节空隙，接着再次调整塔身的平衡状态，使塔身平衡点落在倾斜方向对侧上，利用替换连接销轴与连接孔间的调节空隙对塔身进行纠偏，而后在倾斜方向侧的塔身底部与预埋支腿间的间隙处塞入垫片进行预固定，最后将塔身底部与下埋于地下的预埋支腿进行固定，完成纠偏作业，本申请的纠偏方法不仅操作简便、纠偏效果明显，仅3人左右即可在不拆除塔机的前提下进行施工操作，节约了大量的物力人力(如汽车吊、场地平整、工期耽误、大量的装拆人工)，且降低了安全风险，同时还具有很好的稳固效果，适用于塔机的纠偏作业。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请塔机的结构示意图。

图2是未拆卸所述连接销轴10塔身底部24与预埋支腿1的结构示意图。

图3是更换所述替换链接销轴20后塔身底部24与预埋支腿1的结构示意图。

图4是图2中ⅰ部分的放大示意图。

图5是图3中ⅱ部分的放大示意图。

图6是图3中f-f方向的剖面示意图。

图7是图6中ⅲ部分的局部放大示意图。

图8是步骤s1和步骤s5中用经纬仪3测量垂直度偏差的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图1～8，对本发明技术作进一步描述：

一种塔机的纠偏方法，其工艺施工涉及件包括预埋于混凝土基础中的预埋支腿1、通过连接销轴10连接于预埋支腿1上的塔身2，以及设于塔身2上的起重臂21和平衡臂22，具体步骤如下：

s1、测量塔身顶部23与塔身底部24水平位置的偏移量，确定塔身2的倾斜方向,并得到塔身2垂直度偏差，根据所述偏移量换算出纠偏用替换连接销轴20的外径尺寸，并加工所述替换连接销轴20待用；

s2、调整塔身2的平衡状态，使塔身2平衡点落在倾斜方向对侧的塔身底部24与预埋支腿1间的连接处30，以减少倾斜方向侧塔身底部24与预埋支腿1间连接销轴10的受力，方便后续拆卸连接销轴10；

s3、拆卸倾斜方向侧的塔身底部24与预埋支腿1间的连接销轴10，并在卸掉所述连接销轴10的连接孔50上重新加装所述替换连接销轴20，继而使所述替换连接销轴20与所述连接孔50间存在调节空隙；

s4、再次调整塔身2的平衡状态，使塔身2平衡点落在倾斜方向对侧上，并在倾斜方向侧的塔身底部24与预埋支腿1间的间隙处塞入垫片4后进行预固定；

s5、重新调整塔身2的平衡状态，使塔身2平衡点落在塔身2的轴心线a-a＇上，检验测量纠偏后的塔身2垂直度偏差，当塔身2垂直度偏差符合要求垂直度允差时，则将塔身底部24与预埋支腿1进行固定；当塔身2垂直度偏差超出要求垂直度允差时，则执行上述步骤s1。

本申请的一种塔机的纠偏方法，其具体步骤为：先测量塔身垂直度偏差，确定塔身2的倾斜方向，并通过测量得到塔身顶部23与塔身底部24水平位置的偏移量，计算出替换连接销轴20的外径规格，之后调整塔身2的平衡状态使其落在塔身底部24与预埋支腿1间的连接处30，再将倾斜方向侧的连接销轴10卸掉，重新加装上加工好的替换连接销轴20，继而使所述替换连接销轴20与所述连接孔50之间存在调节空隙，接着再次调整塔身2的平衡状态，使塔身2平衡点落在倾斜方向对侧上，利用所述替换连接销轴20与所述连接孔50间的调节空隙对塔身2进行纠偏，而后在倾斜方向侧的塔身底部24与预埋支腿1间的间隙处塞入所述垫片4进行预固定，再接着对塔身2的垂直度偏差进行测量，当塔身2垂直度偏差不符合要求的垂直度允差时，再次重复上述步骤，当所述垂直度偏差符合要求的垂直度允差时，最后将塔身底部24与预埋支腿1进行固定，完成纠偏作业，本申请的纠偏方法不仅操作简便、纠偏效果明显，仅3人左右即可在不拆除塔机的前提下进行施工操作，节约了大量的物力人力，同时还具有很好的稳固效果，适用于塔机的纠偏作业。

步骤s1和步骤s5中，测量所述垂直度偏差为：空载状态下，在沿起重臂21延伸方向且离塔身2高度1.5倍远的位置架设经纬仪3，再将下标尺沿起重臂21垂直方向设于塔身底部24，且将上标尺沿起重臂21垂直方向设于塔身顶部23，同时均使下标尺和上标尺的中心位于塔身2的轴心线上，随后采用经纬仪3测量得出下标尺和上标尺的位置信息，并由以下公式得出，其中δl为垂直度偏差，l1为上标尺水平位置读数，l2为下标尺水平位置读数，δh为下标尺和上标尺间的高度差。将经纬仪3设置在沿起重臂21延伸方向的目的是让起重臂21和平衡臂22之间的不平衡力矩不起作用，避免测量数据的不准确，通过测量塔身顶部22与塔身底部21的水平位置偏差可直观反映塔身2的倾斜程度，以使塔机达到安全使用的标准，优选的测量环境风速不大于3m/s，同时通过经纬仪3测量得到数据可得到清楚反应塔身倾斜方向，方便后续对塔身进行纠偏。

步骤s1中，所述偏移量＝|l1-l2|。通过测量得到塔身顶部23与塔身底部24水平方向的偏移量，即可换算出替换连接销轴20的外径尺寸，利用替换连接销轴20与连接孔50之间的上下间隙差，使塔机朝倾斜方向的对侧纠偏。

步骤s1中，所述替换连接销轴20的外径尺寸换算公式为，其中φ2为所述替换连接销轴20的外径尺寸，φ1为被替换的塔身底部24与预埋支腿1间连接销轴10的外径尺寸，△x为塔身顶部23与塔身底部24水平位置的偏移量，m为塔身底部24的宽度；l为塔身顶部23和塔身底部24间的直线距离。通过三角关系函数计算得出倾斜方向侧纠偏需抬高的高度，即所述替换连接销轴20与被替换的所述连接销轴10的外径差值。

步骤s2中，所述调整塔身2的平衡状态是先将起重臂21旋转至倾斜方向对侧上，再通过调整起重臂21上的变幅小车211位置，以使塔身2平衡点落在倾斜方向对侧的塔身底部24与预埋支腿1间的连接处30，从而使位于倾斜方向侧的塔身底部24与预埋支腿1间的倾斜连接处40不受力。调整塔身2的平衡状态目的是为了使塔身2的重心落在倾斜方向对侧的塔身底部24与预埋支腿1间的连接处30，使倾斜方向侧的塔身底部24与预埋支腿1间的倾斜连接处40不受力，继而能轻松拆除倾斜方向侧的塔身底部24与预埋支腿1间的所述连接销轴10。

步骤s3中，拆卸所述连接销轴10后，重新加装所述替换连接销轴20应连贯进行。拆卸时应同一角的两个所述连接销轴10逐一进行更换，严禁同时拆除全部销轴，且换销时间间隔不宜过长，应不超过5分钟，其目的是防止塔身2倾翻造成危害。本申请替换倾斜方向侧的连接销轴，应逐步替换倾斜方向侧两个角的四个销轴，当然如果替换倾斜方向侧一个角的两个销轴即可实现纠偏效果，无须替换倾斜方向侧另一个角的两个销轴。同时为了防止替换后的所述替换连接销轴20由于松动造成跑动，优选的在同一倾斜角相邻的两个所述替换连接销轴20上插上定位销60，以防止所述替换连接销轴20用于松动而移动。

步骤s4中，所述再次调整塔身2的平衡状态是通过调整起重臂21上的变幅小车211位置或在起重臂21上起吊荷载。步骤s4调整塔身2的平衡状态目的使塔身往倾斜方向对侧倾斜，利用所述替换连接销轴20与所述连接孔50间存在的调节空隙，继而使塔身2往倾斜方向对侧进行纠正。

步骤s4中，所述垫片4的厚度为其中d为所述垫片4的厚度，△x为塔身顶部23与塔身底部24水平位置的偏移量，m为塔身底部24的宽度，l为塔身顶部23和塔身底部24间的直线距离。步骤s4中，所述预固定还包括将所述垫片4与预埋支腿1进行点焊固定。由于塔身纠正后，塔身底部24与预埋支腿1间存在间隙，将所述垫片4垫入间隙后，再与预埋支腿1进行点焊固定，可将矫正后的塔身2进行预固定。

步骤s5中，所述重新调整塔身2的平衡状态为空载状态下，通过调整起重臂21上的变幅小车211位置。步骤s5中重新调整塔身2的平衡状态的目的是使塔身2重心落在中心线上，便于测量垂直度偏差。步骤s5中，所述要求垂直度允差为4‰，按国标gb/t5031-2008规定,塔身2轴心线侧向垂直度偏差允差为4‰的安全使用要求。

步骤s5中，所述固定方式为采用混凝土浇筑固定方式将塔身底部24与预埋支腿1固定。其具体步骤为：具体为：在将原有塔机混凝土基础保护层表层清除，进行配筋植筋，并加装模板浇筑混凝土承台，新加混凝土承台高度应超过原预埋支腿与标准节连接处500以上，水平方向浇筑尺寸大于或等于塔身底部24外表面300mm。

本申请的一种塔机的纠偏方法，通过替换预埋支腿与塔身底部的连接销轴，以减小连接销轴的外径，利用替换连接销轴与连接孔之间的上下间隙差，使塔机朝倾斜方向的对侧纠偏，同时采用后续稳固措施固定纠偏后预埋支腿与塔身底部的连接。其具体步骤为：先测量塔身垂直度偏差，确定塔身2的倾斜方向，并通过测量得到塔身顶部23与塔身底部24水平位置的偏移量，计算出替换连接销轴20的外径规格，之后调整塔身2的平衡状态使其落在塔身底部24与预埋支腿1间的连接处30，再将倾斜方向侧的连接销轴10卸掉，重新加装上加工好的替换连接销轴20，继而使所述替换连接销轴20与所述连接孔50之间存在调节空隙，接着再次调整塔身2的平衡状态，使塔身2平衡点落在倾斜方向对侧上，利用所述替换连接销轴20与所述连接孔50间的调节空隙对塔身2进行纠偏，而后在倾斜方向侧的塔身底部24与预埋支腿1间的间隙处塞入所述垫片4进行预固定，再接着对塔身2的垂直度偏差进行测量，当塔身2垂直度偏差不符合要求的垂直度允差时，再次重复上述步骤，当所述垂直度偏差符合要求的垂直度允差时，最后将塔身底部24与预埋支腿1进行固定，完成纠偏作业，本申请的纠偏方法不仅操作简便、纠偏效果明显，仅3人左右即可在不拆除塔机的前提下进行施工操作，节约了大量的物力人力(如汽车吊、场地平整、工期耽误、大量的装拆人工)，且降低了安全风险，同时还具有很好的稳固效果，适用于塔机的纠偏作业。