塔式起重機(jī)起重鋼絲繩的使用及固定方式

孟祥忱，婁周見(jiàn)，俞宏智

浙江省建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)站有限公司，浙江杭州310012

0 引 言

塔式起重機(jī)以下簡(jiǎn)稱（塔機(jī)）是常見(jiàn)的建筑施工起重機(jī)械，起重鋼絲繩是塔機(jī)的重要部件，直接關(guān)系到塔機(jī)的安全使用。如何有效地提升鋼絲繩的使用壽命，保障鋼絲繩使用過(guò)程中的安全性是非常重要的。在常見(jiàn)的安裝使用過(guò)程中，各塔機(jī)廠家選用的鋼絲繩及其附件結(jié)構(gòu)有各種規(guī)格類型，且塔機(jī)使用說(shuō)明又未對(duì)鋼絲繩及其附件結(jié)構(gòu)作出比較詳細(xì)的使用說(shuō)明及注意事項(xiàng)。用戶在使用過(guò)程中對(duì)鋼絲繩的安裝理解不一致，也沒(méi)有統(tǒng)一的安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，導(dǎo)致鋼絲繩的選型安裝及固定方式未適配該塔機(jī)的安裝固定要求，影響鋼絲繩安裝質(zhì)量和使用壽命。當(dāng)使用一段時(shí)間后鋼絲繩會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，影響施工進(jìn)程及安全性。因此，除鋼絲繩選型必須正確外，鋼絲繩自身的旋轉(zhuǎn)性能及是否匹配塔機(jī)臂端固定方式是保證鋼絲繩能否正常使用和影響使用壽命的重要因素。

1 施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)起重鋼絲繩使用現(xiàn)狀

檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)起重鋼絲繩起重臂端部通常有兩種固定方式。塔機(jī)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)不明確及塔機(jī)安裝維保單位沒(méi)有相關(guān)起重鋼絲繩安裝知識(shí)，導(dǎo)致出現(xiàn)塔機(jī)起重鋼絲繩臂端固定方式不當(dāng)?shù)那闆r，塔機(jī)起重鋼絲繩臂端固定方式與鋼絲繩類型不匹配，安裝混亂。

1.1 常見(jiàn)的塔機(jī)起重鋼絲繩固定方式

1）塔機(jī)起重臂臂端鋼絲繩固定方式為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（圖1）。起重鋼絲繩臂端固定方式為旋轉(zhuǎn)固定方式，起重吊裝使用過(guò)程中鋼絲繩產(chǎn)生的扭力會(huì)通過(guò)臂端鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)固定進(jìn)行旋轉(zhuǎn)釋放。

圖1 臂端旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)示意

2）塔機(jī)起重臂臂端鋼絲繩固定裝置為非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（圖2）。通過(guò)固定螺栓或者其他結(jié)構(gòu)鎖定旋轉(zhuǎn)。起重鋼絲繩為非旋轉(zhuǎn)固定方式，使用過(guò)程中不會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

圖2 臂端非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)示意

1.2 施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)起重臂端部固定可能存在的風(fēng)險(xiǎn)

1.2.1 塔機(jī)廠家指導(dǎo)說(shuō)明書(shū)具體要求不明確

廠家說(shuō)明書(shū)僅提供所用的鋼絲繩型號(hào)，對(duì)生產(chǎn)的塔機(jī)起重鋼絲繩臂端固定方式未作明確要求。當(dāng)用戶原廠鋼絲繩損壞時(shí)，未選用具體規(guī)格要求一致的原廠鋼絲繩，僅選用同等直徑和拉力的鋼絲繩進(jìn)行更換。所選用的鋼絲繩與臂端固定方式不匹配，無(wú)法滿足該塔機(jī)工作要求，導(dǎo)致安裝使用效果不佳，鋼絲繩使用壽命降低，并且影響吊裝性能。

1.2.2 臨時(shí)固定

塔機(jī)起重臂臂端鋼絲繩固定方式為旋轉(zhuǎn)固定方式，但施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)實(shí)際安裝時(shí)用鐵絲將鋼絲繩固定?。▓D3），造成非旋轉(zhuǎn)效果。其臨時(shí)固定方式屬非常規(guī)操作，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法通過(guò)塔機(jī)安裝檢測(cè)及第三方檢查。在使用吊裝過(guò)程容易突然失效產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 臂端非常規(guī)固定方式

1.2.3 未按照說(shuō)明書(shū)安裝固定鋼絲繩

塔機(jī)安裝使用方未重視該處固定方式特殊性要求，在廠家說(shuō)明書(shū)明確指導(dǎo)下亦未按照要求進(jìn)行起重鋼絲繩安裝固定。檢測(cè)維保單位及監(jiān)管單位不清楚該鋼絲繩固定要求，不了解此處固定方式與鋼絲繩壽命及吊裝安全的關(guān)聯(lián)性。

1.2.4 鋼絲繩型號(hào)規(guī)格與塔機(jī)臂端固定方式不匹配

易出現(xiàn)以下幾類問(wèn)題：

1）起重鋼絲繩垂直吊裝部分因扭力無(wú)法釋放造成鋼絲繩扭結(jié)、纏繞在一起。扭結(jié)的原因主要是鋼絲繩在使用過(guò)程中受力較復(fù)雜，承受吊重等外力后鋼絲繩扭力過(guò)大，未能完全釋放，造成鋼絲繩扭結(jié)相互纏繞。當(dāng)起重吊裝使用一段時(shí)間后，鋼絲繩會(huì)因纏繞磨損，影響鋼絲繩壽命（圖4）。

圖4 鋼絲繩纏繞扭結(jié)

2）起重鋼絲繩使用一段時(shí)間后，當(dāng)?shù)跹b作業(yè)需要載重小車行駛至塔機(jī)起重臂端部或吊鉤上升至最高位置時(shí)，鋼絲繩會(huì)產(chǎn)生扭力使鋼絲繩位于起重臂端部處扭力過(guò)大造成鋼絲繩局部結(jié)構(gòu)性損壞，如局部松股（圖5）、單股扭結(jié)（圖6）等。

圖5 松股

圖6 單股扭結(jié)

2 鋼絲繩選型和塔機(jī)起重臂端部固定方式探討

2.1 常見(jiàn)的鋼絲繩類型

根據(jù)《鋼絲繩術(shù)語(yǔ)、標(biāo)記和分類（GB/T 8706—2017）》常見(jiàn)鋼絲繩按結(jié)構(gòu)分類［1］主要如下：

2.1.1 單層股鋼絲繩

單層股鋼絲繩又稱非阻旋鋼絲繩、旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，以下稱旋轉(zhuǎn)鋼絲繩（圖7），由單層股圍繞一個(gè)芯制作成的多股鋼絲繩。其中又以6×29Fi+IWR（單層6 股、每股29 鋼絲數(shù)（填充式、鋼芯）為塔機(jī)常見(jiàn)用鋼絲繩類型（圖8），此類鋼絲繩在使用時(shí)，一端受力后會(huì)產(chǎn)生由于股和繩形成不同的旋轉(zhuǎn)力矩不能平衡造成鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，隨著提升高度上升和吊物重量增加，旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象加劇，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成互相纏繞現(xiàn)象，影響使用，危及人身安全。當(dāng)塔機(jī)采用此類鋼絲繩作為起重鋼絲繩使用時(shí)，因其使用時(shí)存在旋轉(zhuǎn)特性，通常在塔機(jī)起重臂臂端固定時(shí)需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（也稱防扭裝置）以釋放其旋轉(zhuǎn)扭力。

圖7 單層股鋼絲繩斷面（旋轉(zhuǎn)鋼絲繩）

圖8 鋼絲繩6×29Fi+IWR

2.1.2 阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩

阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩又稱多層股鋼絲繩、不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，以下稱不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩（圖9），為當(dāng)承受載荷時(shí)能產(chǎn)生減小扭矩或旋轉(zhuǎn)程度的多股鋼絲繩，如塔機(jī)用比較典型的不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩35W×7（圖10）。多層股鋼絲繩是由內(nèi)外兩層股在鋼絲繩中以相反方向捻制而成，在承受拉力時(shí)具有較好的低旋轉(zhuǎn)性［2］。此類鋼絲繩在載荷作用下產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單層股鋼絲繩。塔機(jī)采用此類鋼絲繩作為起重鋼絲繩，因其使用時(shí)旋轉(zhuǎn)特性小，通常在塔機(jī)起重臂臂端固定時(shí)無(wú)須設(shè)置旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)釋放旋轉(zhuǎn)扭力，如設(shè)置旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生不利影響。

圖9 阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩斷面

圖10 鋼絲繩35W×7

2.2 與鋼絲繩類型匹配的固定方式

根據(jù)鋼絲繩的類型，對(duì)塔機(jī)起重鋼絲繩臂端固定形式要求如下：

1）旋轉(zhuǎn)鋼絲繩臂端固定需要旋轉(zhuǎn)以釋放起重吊裝過(guò)程產(chǎn)生的扭力，即旋轉(zhuǎn)鋼絲繩配以旋轉(zhuǎn)固定方式。

2）不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩因自身有抗旋轉(zhuǎn)性，臂端固定不需要旋轉(zhuǎn)，即不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩配以非旋轉(zhuǎn)固定方式。

另外，《塔式起重安全規(guī)程（GB 5144—2006）》第5.2.4條也給出了建議要求：“塔機(jī)起升鋼絲繩宜使用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。未采用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩時(shí)，其繩端應(yīng)設(shè)有防扭裝置?！保?］

常見(jiàn)類型鋼絲繩臂端固定方式要求匯總見(jiàn)表1。

表1 常見(jiàn)類型鋼絲繩臂端固定方式

3 結(jié) 語(yǔ)

塔機(jī)用起重鋼絲繩的選型及其在起重臂端部的固定方式直接影響到塔機(jī)的吊裝性能及鋼絲繩使用壽命，用戶在使用塔機(jī)進(jìn)行施工吊裝時(shí)需要正視該問(wèn)題。選擇合適的鋼絲繩型號(hào)和固定方式能更加安全可靠地進(jìn)行施工吊裝。

在進(jìn)行塔機(jī)起重鋼絲繩安裝及更換時(shí)，除了鋼絲繩選型正確外，還需要根據(jù)鋼絲繩類型確認(rèn)其在塔機(jī)起重臂端部的固定方式，即旋轉(zhuǎn)鋼絲繩配以旋轉(zhuǎn)固定方式，不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩配以非旋轉(zhuǎn)固定方式。

安裝維保單位需要根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行安裝，檢測(cè)單位檢查時(shí)也需要關(guān)注此點(diǎn)。本文為常規(guī)的塔機(jī)用起重鋼絲繩及固定方式探討，施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)需要以廠家說(shuō)明為依據(jù)操作，說(shuō)明書(shū)未明確規(guī)格的，可咨詢廠家。