塔式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)損壞原因、修復(fù)及保養(yǎng)

梁有清

（大興安嶺技工學(xué)校，黑龍江 大興安嶺 165000）

1 金屬結(jié)構(gòu)的損壞形式及原因

1.1 表面銹蝕。塔機(jī)的工作環(huán)境比較惡劣，經(jīng)常在含酸堿等腐蝕性氣體灰塵下作業(yè)，加上運(yùn)行過(guò)程中的碰撞及防銹油漆的自然老化、脫落，使表面失去保護(hù)，加上維護(hù)保養(yǎng)工作不及時(shí)，造成局部腐蝕氧化，不同程度地出現(xiàn)表面銹蝕現(xiàn)象，降低鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，久而久之使塔機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)變形。

1.2 裂紋。實(shí)踐證明，雖然裂紋不一定導(dǎo)致斷裂，發(fā)現(xiàn)裂紋不及時(shí)修復(fù)，塔機(jī)長(zhǎng)期帶患工作，往往是斷裂的初期階段，尤其是過(guò)渡性及危險(xiǎn)性裂紋，具有進(jìn)一步擴(kuò)展的危險(xiǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理是很重要的。一般裂紋主要產(chǎn)生在焊接部位及應(yīng)力集中的地方，如塔身下部、下支座、回轉(zhuǎn)塔身、塔頂聯(lián)接耳板等，通常在復(fù)合受力最大處。如果機(jī)構(gòu)啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)猛、越級(jí)換速、反車作緊急制動(dòng)，使塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)增大沖擊力，過(guò)大的慣性可導(dǎo)致塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的焊縫開(kāi)裂，處理不及時(shí)，會(huì)引發(fā)較大的危險(xiǎn)事故。

1.3 變形。包括局部彎曲變形和扭曲、偏心。根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)要求，桿件沿全長(zhǎng)縱向軸線的直線度公差為1／750；使用中主弦桿變形量應(yīng)不大于3‰～5‰；腹桿變形量不大于2～4mm；桿件連接螺栓孔距誤差不超過(guò)裝配間隙的1／2；且螺孔的圓度誤差不超過(guò)裝配間隙的l／2；當(dāng)超過(guò)上述范圍即視為變形。變形原因有：（1）等原因，造成鋼結(jié)構(gòu)局部彎曲變形；（2）栓松動(dòng)，使得螺孔磨損成橢圓，造成各節(jié)臂、桿件之間偏心產(chǎn)生附加彎曲力矩；（3）造成鋼結(jié)構(gòu)意外碰撞變形.如操作機(jī)構(gòu)失靈使吊臂失控后仰，與塔身相撞會(huì)引起嚴(yán)重變形；（4）超載使用，使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生屈服變形(永久變形)。如頂升時(shí)不注意調(diào)整上部結(jié)構(gòu)的平衡，沒(méi)有將頂起部份的重心落在頂升油缸上，使頂部結(jié)構(gòu)失去平衡乃至重心偏移較大，爬升架的導(dǎo)輪對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿的壓力太大，使塔身主弦桿發(fā)生彎曲變形，塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生失穩(wěn)而造成事故。

1.4 斷裂。金屬結(jié)構(gòu)的斷裂，尤其是使用中突然斷裂將產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。斷裂的原因有以下幾點(diǎn)：（1)超載資料表明因超載而造成起重設(shè)備發(fā)生的事故很多。有時(shí)是操作者或指揮者為趕速度，抱著僥幸心理盲目超載。有的建筑施工項(xiàng)目經(jīng)理為趕超工期，人為使安全裝置失效或拆除安全保護(hù)裝置，特別是力矩限制器失靈，長(zhǎng)期超載荷運(yùn)行，導(dǎo)致塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)提前產(chǎn)生疲勞破損，縮短了塔機(jī)的使用壽命，并且易造成重大事故。塔機(jī)在拆除舊設(shè)備或其它障礙物及附著裝置時(shí)，由于未清理完各種聯(lián)結(jié)件(如預(yù)埋件未割斷等)，使得起吊后負(fù)荷加大、吊臂折斷。有時(shí)是因?qū)ζ鸬跷镏亓抗烙?jì)不足而超載，大幅度起吊不明重量大小的物件，造成起重力矩失控，極容易導(dǎo)致臂架、臂架拉桿及塔身主弦桿失穩(wěn)和拉伸斷裂。（2)基礎(chǔ)不堅(jiān)實(shí)塔機(jī)最大幅度提升額定載荷時(shí)，其傾翻力矩會(huì)引起不堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)下沉，產(chǎn)生沖擊載荷而造成整體傾翻或折臂。如吳江某工地新安裝的一臺(tái)塔機(jī)，由于施工單位選用的基礎(chǔ)在河浜填土上，對(duì)塔機(jī)基礎(chǔ)下面不進(jìn)行加固處理，沒(méi)有按說(shuō)明書中的規(guī)定要求，未達(dá)到地耐力就制作塔機(jī)基礎(chǔ)，安裝后造成塔機(jī)和基礎(chǔ)整體傾翻。（3)疲勞破壞塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)件受力復(fù)雜，承受不穩(wěn)定交變應(yīng)力，隨著工作次數(shù)的增加，疲勞強(qiáng)度逐步降低。違章作業(yè)，斜拉、斜吊重物，導(dǎo)致塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞，特別是大幅度斜拉、斜吊重物，除了承受起重力矩外，臂架還要受到一個(gè)水平橫向力矩，這兩個(gè)力矩疊加，就有可能使臂架弦桿失穩(wěn)彎曲，嚴(yán)重疲勞破損，導(dǎo)致側(cè)向折臂。

1.5 爬爪不到位。塔機(jī)頂升加節(jié)作業(yè)時(shí)，由于操作人員疏忽，爬爪單爪爬在塔身踏板上，另一爬爪不到位，單爪承受塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重量，如果頂空上部整體下落，下落沖擊引起鋼結(jié)構(gòu)(平衡臂、起重臂等)損壞變形，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致塔機(jī)傾覆及安全傷亡事故。

1.6 鋼絲繩斷裂。在日常檢修過(guò)程中，檢修人員粗心大意，起升鋼絲繩斷絲、斷股等沒(méi)有檢查出，以致塔機(jī)起吊物件時(shí)，鋼絲繩突然斷裂，引起物件、吊鉤下墜，擺動(dòng)輕則損壞局部鋼結(jié)構(gòu)，重則塔機(jī)反彈引起傾翻。

2 金屬結(jié)構(gòu)的修復(fù)

2.1 修補(bǔ)裂紋對(duì)于有迅速擴(kuò)大趨向的裂紋以及焊縫上的裂紋、主要受力部位(如吊臂上下弦桿、塔身主弦桿、塔頂聯(lián)接耳板)的裂紋，必須及時(shí)修復(fù)。通常采用現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)焊，焊條應(yīng)與母材相近，同時(shí)須將母材裂紋處打磨后再補(bǔ)焊。焊縫上的裂紋須將原有的焊縫清除干凈，打磨后才可施焊。

2.2 修復(fù)彎曲構(gòu)件采用冷壓或局部加熱頂壓法可將變形構(gòu)件校正。因鋼結(jié)構(gòu)塑性變形后強(qiáng)度下降，因此對(duì)于主要受力桿件如主弦桿的修復(fù)應(yīng)慎重進(jìn)行。

2.3 更換鋼結(jié)構(gòu)受力桿件 (如平衡臂拉桿、起重臂拉桿等)嚴(yán)重銹蝕或扭曲變形、起重臂臂節(jié)接頭銷軸孔重磨損、拉桿銷軸孔磨損成橢圓、聯(lián)接法蘭盤嚴(yán)重磨損、法蘭螺孔磨損超限等，當(dāng)已無(wú)價(jià)值或修復(fù)后達(dá)不到使用要求時(shí)應(yīng)個(gè)別更換乃至全部重新制作。

2.4 補(bǔ)強(qiáng)。對(duì)于某些強(qiáng)度薄弱環(huán)節(jié)，如桿件兩端主弦桿與法蘭板的聯(lián)接焊縫應(yīng)采用加強(qiáng)肋板補(bǔ)強(qiáng)；腹桿與主弦桿的焊接應(yīng)采用搭接，并盡可能增加焊縫長(zhǎng)度。為避免不同材質(zhì)焊后收縮不一致，選材應(yīng)盡可能一致。

3 金屬結(jié)構(gòu)件的日常保養(yǎng)

3.1 嚴(yán)格執(zhí)行起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)件報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 對(duì)主要受力的結(jié)構(gòu)件應(yīng)檢查金屬疲勞強(qiáng)度、焊縫裂紋、結(jié)構(gòu)變形、破損等情況，對(duì)主要受力結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵焊縫及焊接熱影響區(qū)的母材應(yīng)進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)件的檢查應(yīng)按下列程序進(jìn)行。（1）日常檢查：塔機(jī)每工作80小時(shí)應(yīng)進(jìn)行一次日常檢查。塔機(jī)司機(jī)在交接班時(shí)，應(yīng)檢查各連接部位螺栓的緊固情況，如有松動(dòng)應(yīng)及時(shí)緊固。（2）當(dāng)塔機(jī)出現(xiàn)異常聲響，或出現(xiàn)過(guò)誤操作，或發(fā)現(xiàn)塔機(jī)安全保護(hù)裝置失靈等情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢查，并作好記錄。（3）當(dāng)一個(gè)工程完成，塔機(jī)拆卸后，應(yīng)由工程技術(shù)人員和專業(yè)維修人員進(jìn)行詳細(xì)檢查，并作好記錄。

3.3 在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)盡量設(shè)法防止結(jié)構(gòu)件變形和碰撞損壞。

3.4 每半年至一年噴刷油漆一次。油漆前應(yīng)除盡金屬表面的銹斑、油污及其它污物。

3.5 鋼絲繩及其維護(hù)保養(yǎng)。（1）鋼絲繩在使用過(guò)程中，應(yīng)防止鋼絲繩打環(huán)、扭結(jié)、彎折或粘上雜物，防止與機(jī)械或其他雜物相摩擦。（2）塔機(jī)安裝完畢（使用前）應(yīng)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑，用石墨潤(rùn)滑脂涂抹一遍，以后對(duì)鋼絲繩的潤(rùn)滑按“起重機(jī)潤(rùn)滑表”進(jìn)行。（3）塔機(jī)的總體設(shè)計(jì)不允許鋼絲繩具有無(wú)限期的壽命.

[1]《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》JGJ33－2001

[2]施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》JGJ80-91