塔式起重机

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塔式起重机(Tower Crane),简称塔机

目录

什么是塔式起重机

  塔式起重机具有竖直塔身,起重臂安装在塔身的顶部并可回转360°,形成Γ形的工作空间,由于具有较高的有效高度和较大的工作空间,因此,塔式起重机在工业与民用建筑中均得到广泛的应用。目前正沿着轻型多用、快速安装、移动灵活等方向发展。

  塔式起重机可按有无行走机构、变幅方法、回转部位、爬升方式等分类。但有些起重机为多功能的,稍加改装就可以成为另一种类型。[1]

塔式起重机的特点[2]

  根据塔式起重机的基本形式以及它的主要用途,与其他起重机相比,它具有以下主要特点。

  ①起升高度大

  塔机具有一个垂直的塔身,并且有的还能根据施工需要接高或爬升。因而能够很好地适应建筑物高度的需求。一般附着式塔机可利用顶升机构,增加塔身标准节的数量,起升高度可达100m以上,而用于超高建筑的内爬式塔机,可随建筑物施工逐步爬升达到数百米的起升高度。这是其他类别的起重机所不能比拟的。

  ②幅度利用率高

  塔机的垂直塔身除了能适应建筑物的高度外,还能很方便地靠近建筑物。在塔身顶部安装的起重臂,使塔机的整体结构呈T字或Γ形,这样就可以充分地利用幅度。

  ③作业范围大、工作效率高

  由于塔机可利用塔身增加起升高度,而其起重臂的长度不断加大,形成一个以塔身为中心线的较大作业空间,同时通过采用轨道行走方式,可带100%额定载荷沿轨道长度范围形成一个连续的作业带,进一步扩大了作业范围,提高了工作效率

塔式起重机的分类[2]

  塔式起重机属于全回转臂架型起重机,其最明显的特征是具有一个直立的塔身,并在塔身上装有可回转和变幅的起重臂。塔式起重机根据其使用功能和结构形式的不同,可以分为很多类型和品种。主要可按以下几种方式分类。

  (1)按运动方式分

  ①行走式塔机

  根据其工作时的行走方式的不同又可分为轨道式、履带式、轮胎式和汽车式四种。目前在我国建筑工地上应用较多的是轨道式,其他三种行走方式在我国基本上很少应用。轨道式塔机可以带载行走,工作效率高,行走平稳,容易就位,但需铺设专用轨道基础。采用其他辅助装置后,塔机还能沿曲线轨道行走,可适应不同平面形状的建筑物的施工要求。

  ②固定式塔机

  塔机固定在专门制作的基础上进行定点作业。这类塔机不设行走机构,但在实际使用中,也有的塔机将行走台车固定在轨道上,作为固定式塔机使用。

  固定式塔机有的采用整体式基础,将塔身底部与基础中的连接件连接;有些中小型塔机采用分体式基础,将底架四角与四个分体基础连接;有的塔机底架上设置中心压重,有的则不设,这要根据塔机整体抗倾覆稳定性的要求计算确定。在我国建筑工程中使用的塔机,固定式(包括附着式)所占的比重较高。

  (2)按回转方式分

塔式起重机
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塔式起重机

  ①上回转塔机

  回转机构与回转支承安装在塔身顶部,工作时塔身不回转,而上部结构——起重臂、塔帽和平衡臂回转。

  上回转塔机中绝大多数是水平臂、小车变幅的自升式塔机,适用于高层建筑的施工。

  ②下回转塔机

  回转机构和回转支承安装在塔身底部的转台下,工作时塔身与起重臂一起回转。目前下回转塔机朝自身快速安装式塔机方向发展,多采用伸缩式和折叠式塔身,依靠自身的架设机构,在几十分钟时间内,就可以从拖运状态转为工作状态,投入使用。由于下回转塔机的起升高度受塔身长度的限制,只能用于低层和高层建筑施工。

  (3)按变幅方式分

  ①动臂变幅式

  通过改变起重臂俯仰角度而改变幅度。这种塔机在塔身高度相同的情况下,可以获得较大的起升高度,但其最小幅度约为最大幅度的30%左右,吊钩或建筑物不能靠近塔身,幅度利用率低,而且重物一般不能实现水平移动,有的不允许带载变幅,安装就位不方便。

  ②小车变幅式

  载重小车沿塔机起重臂移动而改变幅度。这种塔机可带载变幅,功率小、速度快;吊重可水平移动,安装就位方便;载重小车可靠近塔身,幅度利用率高。但小车变幅式塔机的起重臂结构较复杂、自重大。

  目前我国塔机以小车变幅式为多数,动臂式塔机较少。近年来国内已开发出动臂式自升塔机,这种塔机尾部回转半径小,适用在施工场地狭窄的工地,可在塔式高层建筑的施工中发挥优势;其起重量相对较大,适合钢结构高层建筑施工的需要。

  (4)按自升方式分

  一般当建筑物高度超过50m时,自立式塔机已不能满足施工的要求,需要采用自身升高的方式,按照塔机设置的地点和自升方式,可以分为以下两类。

  ①附着式

  塔机安装在建筑物一侧,底座固定在专门的基础上或将行走台车固定在轨道上,塔身间隔一定高度用杆件与建筑物连接,依附在建筑物上。附着式塔机是我国目前应用最广泛的一种安装形式。

  ②内爬式

  塔机安装在建筑物内部,支承在建筑物电梯井内或某一开间内,依靠安装在塔身底部的爬升机构,使整机沿建筑物内通道上升。

  内爬式塔机主要应用于超高建筑的施工,具有固定高度的塔身,塔机自重较轻,利用建筑物的楼层进行爬升,在塔机起升卷筒的容绳量内,其爬升高度不受限制。但塔机全部重量支承在建筑物上,建筑结构需作局部加强,施工结束后,需用特设的屋面起重机或辅助起重设备将塔机逐一解体卸至地面。

  (5)其他类型

  ①组合式塔机

  为了满足建筑施工中不断变化的要求,进一步扩展塔机的使用范围,凡属同一类构造形式,起重能力介于一定范围内的各个型号塔机,其主要组成模块均可互换,并加以组合使用,从而构成可以适应不同工程对象特定需求的“特制”塔机,这就是组合式塔机的基本概念。

  ②多功能塔机

  近年来为了扩展塔机的用途,适应不同施工的需要,出现了多功能塔机——起重和混合凝土布料两用塔机。

我国塔式起重机发展[3]

  我国塔式起重机的生产与应用已有50多年的历史,经历了一个从测绘仿制到自行设计制造的过程。

德国LIEBHERR厂450-900kN·m级经济城市塔机概示图
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德国LIEBHERR厂450-900kN·m级经济城市塔机概示图

  20世纪50年代,为满足国家经济建设的需要,引进了前苏联以及东欧一些国家的塔式起重机,并进行仿制。1954年仿制前民主德国设计的建筑师一工型塔式起重机,在抚顺试制成功了我国第一台TQ2-6型塔式起重机。随后又仿照前苏联样机,研制了15t与25t塔式起重机,这个时期我国生产与使用的塔式起重机的数量都较少。

  到了20世纪60年代,我国开始进入自行设计制造塔式起重机的阶段。1961年首先在北京试制成功了红旗-Ⅱ型塔式起重机,它也是我国最早自行设计的塔式起重机。随后,我国又自行设计制造了TQ-6型等塔式起重机,至1965年全国已有生产厂10余家,生产塔式起重机360多台。这些塔式起重机都是下回转动臂式,可整体拖运,能满足六层以下民用建筑施工的需要。

  从20世纪70年代起,由于建筑施工的需要,我国塔式起重机进入了技术提高、品种增多的新阶段。1972年我国第一台下回转的轻型轮胎式轨道两用起重机问世;同年,我国又自行设计制造了QT4-10型自升式塔式起重机,该机的起重力矩为1600kN·m。这一时期还先后开发了ZTl00、ZTl20、Z80型等小车变幅自升式塔式起重机、QT4-20小车变幅内爬式塔式起重机,QTLl6、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、OTG60下回转动臂自行架设快装塔式起重机等,其年产量最高超过900台,标志着我国塔式起重机行业进入一个新的阶段。

  进入20世纪80年代,我国塔式起重机相继出现了不少新产品,主要有QTSOA、QTZl00、QTZl20等自升式塔式起重机,QT60、OTK60、OT25HK等下回转快装塔式起重机和OT90上回转动臂下顶升接高塔式起重机等。这些产品在性能方面已接近国外70年代水平。这一时期的最高年产量达1400台。与此同时,随着改革开放和国际技术交流的增多,为满足建筑施工的需要,也从国外引进了一些塔式起重机,其中有前联邦德国的Liebherr、法国的Potain以及意大利的Edilmac等公司产品。由于这些塔式起重机制造质量较好,技术性能比较先进,极大地促进了我国塔式起重机产品的设计与制造技术的进步。

  进入20世纪90年代以后,我国塔式起重机行业随着全国范围内建筑任务的增加而进入了一个新的兴盛时期,年产量连年猛增,而且有部分产品出口到国外。全国塔式起重机的总拥有量也从20世纪50年代的几十台增加到2000年的大约6万台。至此,无论从生产规模、应用范围还是塔式起重机总量等角度来衡量,我国均堪称塔式起重机大国。

参考文献

  1. 建筑工程施工实用技术手册.江苏科学技术出版社,2009.05
  2. 2.0 2.1 崔政斌,武凤银.建筑施工安全技术.化学工业出版社,2009.08
  3. 张青,张瑞军.工程起重机结构与设计.化学工业出版社,2008.9
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