塔式起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性的綜合檢驗(yàn)檢測(cè)

楊智榮

（怒江州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測(cè)中心 673100）

摘要：塔式起重機(jī)是工程建設(shè)、房屋建筑工地等場(chǎng)所普遍使用的一種起重設(shè)備，塔機(jī)的抗傾翻能力（穩(wěn)定性）是塔機(jī)的關(guān)鍵安全性能之一，是塔機(jī)抗強(qiáng)風(fēng)襲擊、各種工況下安全吊載運(yùn)行的基本保障，塔機(jī)的穩(wěn)定性綜合檢驗(yàn)檢測(cè)是預(yù)防塔機(jī)墜臂、整機(jī)傾翻等安全事故所采取的必要技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：塔式起重機(jī)；整機(jī)穩(wěn)定性；綜合檢驗(yàn)

1.引言

塔式起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性檢驗(yàn)，是指起重機(jī)在工作狀態(tài)下和非工作狀態(tài)下整機(jī)抗傾翻能力的檢驗(yàn)，是塔式起重機(jī)安全技術(shù)檢驗(yàn)的一個(gè)重要方面。本文以普通塔式起重機(jī)為例，從起重機(jī)基礎(chǔ)、金屬結(jié)構(gòu)、塔架的垂直度、安全保護(hù)裝置以及載荷試驗(yàn)等與起重機(jī)整體穩(wěn)定性相關(guān)的幾個(gè)方面來探討檢驗(yàn)檢測(cè)的內(nèi)容、方法，以期全面、準(zhǔn)確的掌握所檢驗(yàn)塔機(jī)的穩(wěn)定性能。

2.檢驗(yàn)依據(jù)

（1）GB 6067-2010《起重機(jī)械安全規(guī)程》；（2）GB3811-2008《起重機(jī)械制造技術(shù)規(guī)程》；（3）GB 5144-2006《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》；（4）JGJ/T187-2009《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)范》；（5）TSG Q7016-2016《起重機(jī)械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

3.起重機(jī)基礎(chǔ)檢驗(yàn)

3.1 基礎(chǔ)強(qiáng)度：塔機(jī)基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，承載力不夠可能會(huì)造成塔機(jī)基礎(chǔ)不均勻沉降，甚至還會(huì)使塔身發(fā)生傾斜，如果該傾斜使得塔身的垂直度遠(yuǎn)不能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，塔身在強(qiáng)大的外力作用下便可能發(fā)生倒塔事故。一般塔式起重機(jī)安裝基礎(chǔ)是由土建單位根據(jù)起重機(jī)制造單位提供的安裝使用說明書的要求設(shè)計(jì)施工，安裝單位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，由安裝單位向檢驗(yàn)部門提供基礎(chǔ)驗(yàn)收合格證明。如果檢驗(yàn)人員對(duì)基礎(chǔ)有懷疑，可查閱基礎(chǔ)施工圖以及混凝土強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告等相關(guān)技術(shù)資料，并按以下方法進(jìn)行計(jì)算校驗(yàn)：作用在混凝土基礎(chǔ)形心上的穩(wěn)定力矩Md若大于作用在混凝土基礎(chǔ)形心的傾覆力矩Mq，即Md>Mq，則塔機(jī)的基礎(chǔ)穩(wěn)定性符合要求，否則不符合要求。

3.2 塔機(jī)底架：塔式起重機(jī)的底架常用的有十字梁式、預(yù)埋牛腿式。底架十字梁和預(yù)埋螺栓配合固定，澆注基礎(chǔ)前一定要用水準(zhǔn)儀測(cè)好基礎(chǔ)標(biāo)高，放好墊鋼板，保證八塊鋼板在同一水平面內(nèi)，可以采取臨時(shí)點(diǎn)焊的方法和基礎(chǔ)鋼筋固定，保證最大水平偏差≤20mm?；炷翝沧r(shí)會(huì)對(duì)墊板產(chǎn)生影響，所以十字梁安裝前必須進(jìn)行二次調(diào)整，底架的水平和調(diào)整是個(gè)繁瑣的過程，往往要反復(fù)拆卸、反復(fù)調(diào)整多次，它是塔機(jī)安裝垂直度控制的關(guān)鍵項(xiàng)目，也是對(duì)塔機(jī)垂直度產(chǎn)生影響最重要的環(huán)節(jié)。

4.金屬結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)、檢查

4.1基礎(chǔ)節(jié)與底梁的連接：檢查基礎(chǔ)節(jié)與底梁的連接螺栓是否松動(dòng)，連接螺栓是否是高強(qiáng)螺栓，基礎(chǔ)節(jié)底部加強(qiáng)處是否存水等。

4.2斜撐以上加強(qiáng)節(jié)或標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的主肢或耳套處焊縫：此處是塔機(jī)使用過程中受彎矩最大，而且受交變載荷作用，如果主肢的材料使用不當(dāng)或者焊接耳套時(shí)，焊接工藝、焊接技術(shù)等存在缺陷或高強(qiáng)螺栓預(yù)緊力不一致時(shí)，在內(nèi)部殘余應(yīng)力的共同作用下，容易出現(xiàn)嚴(yán)重裂紋、開焊到重大隱患，應(yīng)重點(diǎn)檢查。

4.3塔身變截面處：塔身變截面處主要是指塔身加強(qiáng)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接處，由于塔身加強(qiáng)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的用材發(fā)生了變化（一般是材料厚度不同），在相同的扭矩作用下，加強(qiáng)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的扭轉(zhuǎn)變形程度不一樣，容易從該截面發(fā)生螺栓松動(dòng)或造成截面上部整體失穩(wěn)，倒塔。

4.4塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與下轉(zhuǎn)臺(tái)連接處：該連接部位處于塔身的最高端，安裝工和塔機(jī)司機(jī)容易忽視對(duì)該部位的檢查，同時(shí)下轉(zhuǎn)臺(tái)在該截面的加強(qiáng)版比較多，焊縫比較集中，容易在此處出現(xiàn)裂紋或者焊縫開裂。

4.5上轉(zhuǎn)臺(tái)的支座處：該截面受交變載荷嚴(yán)重，此處使用的銷軸容易脫出，高強(qiáng)螺栓容易松動(dòng)。

4.6回轉(zhuǎn)塔身：承受交變載荷，容易出現(xiàn)脫焊和變形。

4.7塔頂下部主肢或耳板：（塔頂主肢即塔帽部分）一般在塔機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，將該處設(shè)計(jì)為塔機(jī)最薄弱的部位，如塔機(jī)發(fā)生超載時(shí)，首先是塔帽損壞，塔身完好，這樣不容易造成整機(jī)傾覆的重大事故。因該處薄弱，容易出現(xiàn)裂紋、脫焊。

4.8臂架各節(jié)之間的銷軸或螺栓：臂架在使用過程中受力較復(fù)雜，與吊載情況和司機(jī)操作習(xí)慣關(guān)系密切；使用過程中不容易檢查，但是，吊臂各節(jié)之間的銷軸、螺栓至關(guān)重要，不能出現(xiàn)任何問題。在拉桿無定向力作用下，容易出現(xiàn)折臂。

4.9吊臂、平衡臂拉桿的連接銷軸：該銷軸都經(jīng)過熱處理，不能用一般銷軸代替，使用中容易脫出，必須用鎖銷鎖住，否則容易出現(xiàn)墜臂事故。

4.10頂升套架及附件：頂升套架只在塔機(jī)頂升時(shí)使用，塔機(jī)工作狀態(tài)時(shí)不起作用。所以，檢查時(shí)容易忽視，如果存在裂紋、變形、脫焊，在塔機(jī)的頂升過程中，會(huì)發(fā)生塔機(jī)頂升部分整體失穩(wěn)的大事故。另外，液壓頂升系統(tǒng)，也是塔機(jī)頂升時(shí)起作用，塔機(jī)工作時(shí)不用，在正常檢查過程中，不易發(fā)現(xiàn)問題。

5.塔機(jī)的垂直度檢驗(yàn)

在塔機(jī)安裝過程中，一定要精確把握好塔機(jī)的垂直度，要在這一期間隨機(jī)、不定時(shí)的檢查測(cè)量、修正。塔機(jī)垂直度的控制應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：1）進(jìn)行第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝前的基準(zhǔn)面調(diào)整工作、附墻桿件安裝的調(diào)整，如果混凝土澆筑工作中的預(yù)埋牛腿環(huán)節(jié)受到影響，就會(huì)影響塔機(jī)安裝的水平度，塔機(jī)安裝單位還要配備調(diào)整墊鐵，保證基準(zhǔn)面以及節(jié)間調(diào)整的質(zhì)量，將安裝的基準(zhǔn)面的水平誤差控制在1/1000以內(nèi)。 2）在加節(jié)頂升過程中，要經(jīng)常檢查塔機(jī)的垂直度，使垂直度保持在4/1000的范圍內(nèi)，及時(shí)修正加節(jié)中發(fā)生的誤差。檢驗(yàn)方法：主要使用的工具是兩臺(tái)經(jīng)緯儀和兩把刻度直尺，將標(biāo)尺固定在被測(cè)高度上，與地面平行，座標(biāo)原點(diǎn)位于塔身中心線，將臂架旋轉(zhuǎn)到使其縱向軸線與塔身截面中心線 重合的位置，經(jīng)緯儀鏡筒軸線與臂架縱向軸線重合，經(jīng)緯儀對(duì)準(zhǔn)塔身底部中心，向上仰起鏡筒到標(biāo)尺位置，經(jīng)線與標(biāo)尺座標(biāo)原點(diǎn)在緯線上的距離，即垂直度誤差；對(duì)此誤差，還要用塔身支承面坡度去修正，以排除坡度的影響。

6. 安全保護(hù)裝置

塔機(jī)的安全保護(hù)裝置很多，這里探討與塔機(jī)穩(wěn)定性關(guān)系緊密的幾種主要安全保護(hù)裝置的檢驗(yàn)。

6.1 起升高度限位： 主要作用是防止吊鉤在起升過程中的過卷?yè)P(yáng)，吊鉤撞壞吊臂或拉斷鋼絲繩而發(fā)生墜落事故。檢驗(yàn)方法：在空載狀態(tài)下將吊鉤上升到最高位置進(jìn)行驗(yàn)證起升高度限位器動(dòng)作是否有效，重復(fù)進(jìn)行兩次。

6.2 力矩限制器： 該裝置是防止塔機(jī)超力矩工作倒塔的重要安全裝置。塔機(jī)安裝完畢后，要用載荷對(duì)力矩限制器進(jìn)行試驗(yàn)、調(diào)整。

6.3幅度限制器： 也稱變幅限位或幅度指示器，一般的動(dòng)臂起重機(jī)的起重臂上都掛有一個(gè)幅度指示器。它是由一個(gè)固定的圓形指示盤，在盤的中心裝一個(gè)鉛垂的活動(dòng)指針；當(dāng)變幅時(shí)，指針指示出各種幅度下的額定起重量。檢查當(dāng)臂桿運(yùn)行到上下兩個(gè)極限位置時(shí)，是否分別壓下限位開關(guān)，切斷主控電路，變幅電機(jī)停車，達(dá)到限位的作用。

6.4回轉(zhuǎn)限位器： 最常用的回轉(zhuǎn)限位器是由帶有減速裝置的限位開關(guān)和小齒輪組成，限位器固定在塔吊回轉(zhuǎn)上支座結(jié)構(gòu)上，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的大齒輪齒合。當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)塔吊上部移動(dòng)時(shí)，通過大齒圈帶動(dòng)回轉(zhuǎn)限位器的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，塔吊的回轉(zhuǎn)圈數(shù)即被記錄下來，限位器的減速裝置帶動(dòng)凸輪，凸輪上的凸塊壓下微動(dòng)開關(guān)，從而切斷相應(yīng)的回轉(zhuǎn)控制回路，停止回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。檢驗(yàn)方法：塔機(jī)空載全范圍回轉(zhuǎn)，左右各兩次，檢查限位器的動(dòng)作情況。

7.載荷試驗(yàn)

新安裝或移裝的塔式起重機(jī)，在投入使用前按規(guī)定必須進(jìn)行載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)包括空載、額載、靜載和動(dòng)載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)塔機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)、各機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和制動(dòng)可靠性以及塔機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定性；試驗(yàn)的順序是：空載——額載——靜載——?jiǎng)虞d。

7.1額定載荷試驗(yàn)： 在進(jìn)行額定載荷試驗(yàn)之前應(yīng)先進(jìn)行空載試驗(yàn)，空載試驗(yàn)符合要求后再進(jìn)行。試驗(yàn)方法：起升、下降三次，在起升、下降過程中各進(jìn)行一次制動(dòng)；負(fù)載左右全方位回轉(zhuǎn)一次，各制動(dòng)一次；不同的幅度、不同的額定載荷各做一次。在額載試驗(yàn)的同時(shí)可測(cè)量吊臂的下?lián)隙?，確認(rèn)吊臂的強(qiáng)度、靜剛度是否達(dá)到方標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)要達(dá)到以下要求：（1）制動(dòng)下滑量在允許的范圍內(nèi)；（2）撓度符合標(biāo)準(zhǔn)要求；（3）主要機(jī)構(gòu)、零部件無損壞。

7.2靜載荷試驗(yàn)： 在額載試驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上再做靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)方法：首先短接起重量限制器，起吊125%的載荷，離地100mm-200mm，懸停10min，然后卸載。檢查起升機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器等部件的狀況，檢測(cè)塔身的傾斜度。靜載荷試驗(yàn)要達(dá)到以下要求：（1）主要受力結(jié)構(gòu)件無明顯裂紋、永久變形、油漆剝落；（2）主要機(jī)構(gòu)連接處未出現(xiàn)松動(dòng)或者損壞；（3）無影響性能和安全的其他損壞。

7.3動(dòng)載荷試驗(yàn)： 動(dòng)載荷試驗(yàn)方法與額載試驗(yàn)相同，只是載荷不同，動(dòng)載要求110%的載荷，在試驗(yàn)之前應(yīng)先做靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)要短接起重量限制器。試驗(yàn)要符合以下要求：（1）機(jī)構(gòu)、零部件等工作正常：（2）機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)件無損壞，連接處無松動(dòng)。

8.結(jié)論

通過上述塔機(jī)的安裝基礎(chǔ)、金屬結(jié)構(gòu)、主要部件的綜合檢驗(yàn)檢測(cè)和功能試驗(yàn)，基本可以了解一臺(tái)塔機(jī)的整體穩(wěn)定性能是否符合要求，起重機(jī)的制造、安裝過程是否存在缺陷。檢驗(yàn)過程中若發(fā)現(xiàn)存在問題隱患的應(yīng)出具整改意見通知書，要求安裝單位及相關(guān)方及時(shí)整改，消除隱患，確保塔機(jī)的運(yùn)行安全和非工作狀態(tài)下的整體穩(wěn)定性要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]《起重機(jī)械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》（TSG Q7016-2016）

[2]《固定塔式起重機(jī)整體穩(wěn)定性》湖北宜昌 陳敢澤

[3]《塔式起重機(jī)垂直度檢測(cè)與控制》中鐵十四局 張光良