塔式起重機

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塔式起重機(Tower Crane),簡稱塔機

目錄

什麼是塔式起重機

  塔式起重機具有豎直塔身,起重臂安裝在塔身的頂部並可迴轉360°,形成Γ形的工作空間,由於具有較高的有效高度和較大的工作空間,因此,塔式起重機在工業與民用建築中均得到廣泛的應用。目前正沿著輕型多用、快速安裝、移動靈活等方向發展。

  塔式起重機可按有無行走機構、變幅方法、迴轉部位、爬升方式等分類。但有些起重機為多功能的,稍加改裝就可以成為另一種類型。[1]

塔式起重機的特點[2]

  根據塔式起重機的基本形式以及它的主要用途,與其他起重機相比,它具有以下主要特點。

  ①起升高度大

  塔機具有一個垂直的塔身,並且有的還能根據施工需要接高或爬升。因而能夠很好地適應建築物高度的需求。一般附著式塔機可利用頂升機構,增加塔身標準節的數量,起升高度可達100m以上,而用於超高建築的內爬式塔機,可隨建築物施工逐步爬升達到數百米的起升高度。這是其他類別的起重機所不能比擬的。

  ②幅度利用率高

  塔機的垂直塔身除了能適應建築物的高度外,還能很方便地靠近建築物。在塔身頂部安裝的起重臂,使塔機的整體結構呈T字或Γ形,這樣就可以充分地利用幅度。

  ③作業範圍大、工作效率高

  由於塔機可利用塔身增加起升高度,而其起重臂的長度不斷加大,形成一個以塔身為中心線的較大作業空間,同時通過採用軌道行走方式,可帶100%額定載荷沿軌道長度範圍形成一個連續的作業帶,進一步擴大了作業範圍,提高了工作效率

塔式起重機的分類[2]

  塔式起重機屬於全迴轉臂架型起重機,其最明顯的特征是具有一個直立的塔身,併在塔身上裝有可迴轉和變幅的起重臂。塔式起重機根據其使用功能和結構形式的不同,可以分為很多類型和品種。主要可按以下幾種方式分類。

  (1)按運動方式分

  ①行走式塔機

  根據其工作時的行走方式的不同又可分為軌道式、履帶式、輪胎式和汽車式四種。目前在我國建築工地上應用較多的是軌道式,其他三種行走方式在我國基本上很少應用。軌道式塔機可以帶載行走,工作效率高,行走平穩,容易就位,但需鋪設專用軌道基礎。採用其他輔助裝置後,塔機還能沿曲線軌道行走,可適應不同平面形狀的建築物的施工要求。

  ②固定式塔機

  塔機固定在專門製作的基礎上進行定點作業。這類塔機不設行走機構,但在實際使用中,也有的塔機將行走臺車固定在軌道上,作為固定式塔機使用。

  固定式塔機有的採用整體式基礎,將塔身底部與基礎中的連接件連接;有些中小型塔機採用分體式基礎,將底架四角與四個分體基礎連接;有的塔機底架上設置中心壓重,有的則不設,這要根據塔機整體抗傾覆穩定性的要求計算確定。在我國建築工程中使用的塔機,固定式(包括附著式)所占的比重較高。

  (2)按迴轉方式分

塔式起重机
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塔式起重機

  ①上迴轉塔機

  迴轉機構與迴轉支承安裝在塔身頂部,工作時塔身不迴轉,而上部結構——起重臂、塔帽和平衡臂迴轉。

  上迴轉塔機中絕大多數是水平臂、小車變幅的自升式塔機,適用於高層建築的施工。

  ②下迴轉塔機

  迴轉機構和迴轉支承安裝在塔身底部的轉檯下,工作時塔身與起重臂一起迴轉。目前下迴轉塔機朝自身快速安裝式塔機方向發展,多採用伸縮式和摺疊式塔身,依靠自身的架設機構,在幾十分鐘時間內,就可以從拖運狀態轉為工作狀態,投入使用。由於下迴轉塔機的起升高度受塔身長度的限制,只能用於低層和高層建築施工。

  (3)按變幅方式分

  ①動臂變幅式

  通過改變起重臂俯仰角度而改變幅度。這種塔機在塔身高度相同的情況下,可以獲得較大的起升高度,但其最小幅度約為最大幅度的30%左右,吊鉤或建築物不能靠近塔身,幅度利用率低,而且重物一般不能實現水平移動,有的不允許帶載變幅,安裝就位不方便。

  ②小車變幅式

  載重小車沿塔機起重臂移動而改變幅度。這種塔機可帶載變幅,功率小、速度快;弔重可水平移動,安裝就位方便;載重小車可靠近塔身,幅度利用率高。但小車變幅式塔機的起重臂結構較複雜、自重大。

  目前我國塔機以小車變幅式為多數,動臂式塔機較少。近年來國內已開發出動臂式自升塔機,這種塔機尾部迴轉半徑小,適用在施工場地狹窄的工地,可在塔式高層建築的施工中發揮優勢;其起重量相對較大,適合鋼結構高層建築施工的需要。

  (4)按自升方式分

  一般當建築物高度超過50m時,自立式塔機已不能滿足施工的要求,需要採用自身升高的方式,按照塔機設置的地點和自升方式,可以分為以下兩類。

  ①附著式

  塔機安裝在建築物一側,底座固定在專門的基礎上或將行走臺車固定在軌道上,塔身間隔一定高度用桿件與建築物連接,依附在建築物上。附著式塔機是我國目前應用最廣泛的一種安裝形式。

  ②內爬式

  塔機安裝在建築物內部,支承在建築物電梯井內或某一開間內,依靠安裝在塔身底部的爬升機構,使整機沿建築物內通道上升。

  內爬式塔機主要應用於超高建築的施工,具有固定高度的塔身,塔機自重較輕,利用建築物的樓層進行爬升,在塔機起升卷筒的容繩量內,其爬升高度不受限制。但塔機全部重量支承在建築物上,建築結構需作局部加強,施工結束後,需用特設的屋面起重機或輔助起重設備將塔機逐一解體卸至地面。

  (5)其他類型

  ①組合式塔機

  為了滿足建築施工中不斷變化的要求,進一步擴展塔機的使用範圍,凡屬同一類構造形式,起重能力介於一定範圍內的各個型號塔機,其主要組成模塊均可互換,並加以組合使用,從而構成可以適應不同工程對象特定需求的“特製”塔機,這就是組合式塔機的基本概念。

  ②多功能塔機

  近年來為了擴展塔機的用途,適應不同施工的需要,出現了多功能塔機——起重和混合凝土布料兩用塔機。

我國塔式起重機發展[3]

  我國塔式起重機的生產與應用已有50多年的歷史,經歷了一個從測繪仿製到自行設計製造的過程。

德国LIEBHERR厂450-900kN·m级经济城市塔机概示图
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德國LIEBHERR廠450-900kN·m級經濟城市塔機概示圖

  20世紀50年代,為滿足國家經濟建設的需要,引進了前蘇聯以及東歐一些國家的塔式起重機,併進行仿製。1954年仿製前民主德國設計的建築師一工型塔式起重機,在撫順試製成功了我國第一臺TQ2-6型塔式起重機。隨後又仿照前蘇聯樣機,研製了15t與25t塔式起重機,這個時期我國生產與使用的塔式起重機的數量都較少。

  到了20世紀60年代,我國開始進入自行設計製造塔式起重機的階段。1961年首先在北京試製成功了紅旗-Ⅱ型塔式起重機,它也是我國最早自行設計的塔式起重機。隨後,我國又自行設計製造了TQ-6型等塔式起重機,至1965年全國已有生產廠10餘家,生產塔式起重機360多台。這些塔式起重機都是下迴轉動臂式,可整體拖運,能滿足六層以下民用建築施工的需要。

  從20世紀70年代起,由於建築施工的需要,我國塔式起重機進入了技術提高、品種增多的新階段。1972年我國第一臺下迴轉的輕型輪胎式軌道兩用起重機問世;同年,我國又自行設計製造了QT4-10型自升式塔式起重機,該機的起重力矩為1600kN·m。這一時期還先後開發了ZTl00、ZTl20、Z80型等小車變幅自升式塔式起重機、QT4-20小車變幅內爬式塔式起重機,QTLl6、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、OTG60下迴轉動臂自行架設快裝塔式起重機等,其年產量最高超過900台,標志著我國塔式起重機行業進入一個新的階段。

  進入20世紀80年代,我國塔式起重機相繼出現了不少新產品,主要有QTSOA、QTZl00、QTZl20等自升式塔式起重機,QT60、OTK60、OT25HK等下迴轉快裝塔式起重機和OT90上迴轉動臂下頂升接高塔式起重機等。這些產品在性能方面已接近國外70年代水平。這一時期的最高年產量達1400台。與此同時,隨著改革開放和國際技術交流的增多,為滿足建築施工的需要,也從國外引進了一些塔式起重機,其中有前聯邦德國的Liebherr、法國的Potain以及義大利的Edilmac等公司產品。由於這些塔式起重機製造質量較好,技術性能比較先進,極大地促進了我國塔式起重機產品的設計與製造技術的進步。

  進入20世紀90年代以後,我國塔式起重機行業隨著全國範圍內建築任務的增加而進入了一個新的興盛時期,年產量連年猛增,而且有部分產品出口到國外。全國塔式起重機的總擁有量也從20世紀50年代的幾十臺增加到2000年的大約6萬台。至此,無論從生產規模、應用範圍還是塔式起重機總量等角度來衡量,我國均堪稱塔式起重機大國。

參考文獻

  1. 建築工程施工實用技術手冊.江蘇科學技術出版社,2009.05
  2. 2.0 2.1 崔政斌,武鳳銀.建築施工安全技術.化學工業出版社,2009.08
  3. 張青,張瑞軍.工程起重機結構與設計.化學工業出版社,2008.9
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