塔式起重機選型與定位

王俊國，姜正壽，白潔，陳鏡宇，成磊

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 深圳 518005）

1 引言

在現(xiàn)階段工程施工中，塔式起重機作為一類重要的垂直運輸設備，在各種類型的工程建設中是不可或缺的，其作用也是巨大的。而在工程施工部署中，塔式起重機的選型及定位是項目施工組織設計的一項重要工作，選型與定位的正確與否直接關系到項目施工是否順利、進度是否得到保證等。塔式起重機選型及定位，看似是兩個步驟，但兩者是息息相關的，塔機的位置直接關系到塔機具體型號的選擇。本文對塔機選型與定位進行分析，從工程的結構形式、塔機的性能等方面提供要點，以避免塔機選型與定位的過程中出現(xiàn)錯誤。

2 塔機的選型

目前，建筑起重機械租賃市場上塔機型號較多，按其最大起重量有6 t 機構、8 t 機構、10 t 機構、12 t 機構、16 t 機構、24 t機構等。

不同型號的塔機的最大起重量與最大高度不同，當然租賃價格也是千差萬別，選型時要根據(jù)工程的規(guī)模、吊次、建筑物的高度、工期要求、吊物重量、覆蓋范圍、當?shù)厥袌龅馁Y源等進行統(tǒng)籌考慮。

2.1 工程規(guī)模和吊次

當工程規(guī)模較小時，一般對吊次要求不高，可選擇小型塔吊；當工程規(guī)模較大時，一般所需吊次較多，可選擇中型以上塔吊。

2.2 建筑物高度和吊物重量

當建筑物高度較低、吊物重量較小時，可選擇小型塔吊；當?shù)跷镏亓枯^大時，則需選擇大中型塔吊。

2.3 覆蓋范圍

塔機的型號決定了塔機的覆蓋范圍，塔機選型和布置時應避免覆蓋盲區(qū)，但這不是絕對的。一項工程一般包括主樓、裙樓，其中，主樓高度較大，必須全部覆蓋，裙樓應全部覆蓋，但當裙樓的邊、角等位置出現(xiàn)難以覆蓋的情況時，可臨時租用汽車吊解決垂直運輸問題，不能盲目加大型號。

圖1 為某項目部分平面圖，選用60 m 臂的塔機型號時，由于定位有限制要求，導致左側(cè)塔樓有一角不能全部覆蓋；且兩棟塔樓共用1 臺塔機，吊裝效率較低。

圖1 某項目部分平面圖

2.4 吊物重量

當對塔機一定幅度處的起重量有要求時，應按實際需求進行選型，并應考慮一定的安全系數(shù)。隨著塔機高度的增加，塔機的實際起重量會有所折扣，選型時應提前考慮。

圖2 為某項目結構平面圖，結構形式為核心筒-鋼桁架，塔機不僅要完成核心筒的施工，還需同時吊裝結構外側(cè)的鋼柱，為滿足吊裝需求以及所有結構的全覆蓋，選用1 臺ZSL750 動臂塔吊，1 臺ZSL500 動臂塔吊進行施工。

圖2 某使用動臂塔機項目的平面圖

2.5 工期要求

如某一工程，塔樓間距較近時，通過合理定位，1 臺塔機可覆蓋兩棟塔樓，當工期要求不高時，可按此種方案；但當工期比較緊湊時，則需每棟塔樓布置1 臺塔機，以滿足工期需求。

2.6 當?shù)厥袌龅馁Y源

塔機選型時，應根據(jù)當?shù)厥袌霈F(xiàn)有的型號進行選擇，不能只憑空想，導致在當?shù)責o法找到相應型號的塔機。

3 塔機的定位

3.1 塔機的性能

塔機的定位，首先應考慮塔機的覆蓋范圍和起重能力，要能保證塔機盡可能地覆蓋全場，核對塔機在構件吊裝位置處的起重能力，堆場位置等。

3.2 基礎條件

塔機定位時，應考慮基礎位置條件，如地基承載力、坑中坑、電梯井、后澆帶等。

塔機的基礎設計施工一般由施工單位按國家現(xiàn)行標準和使用說明書所規(guī)定的要求進行。根據(jù)地質(zhì)勘察報告確認施工現(xiàn)場的地基承載力，可類比選用塔機使用說明書所推薦的基礎形式及做法。當塔機使用說明書所推薦的基礎做法無法匹配現(xiàn)場時，可由施工單位土建工程師根據(jù)相應標準規(guī)范對塔機基礎進行設計和計算，以適應現(xiàn)場需求[1-2]。

常用的基礎形式有樁基承臺式混凝土基礎（見圖3）和組合式基礎（見圖4）。

圖3 樁基承臺式混凝土基礎實物圖

圖4 組合式基礎實物圖

板式基礎設計應進行抗傾覆穩(wěn)定性和地基承載力驗算。樁基承臺式混凝土基礎的設計，應對樁基單樁豎向承載力和抗拔承載力；承臺的抗彎、抗剪進行驗算[3]。

3.3 結構立面形式

該點主要是考慮塔機是否與建筑物干涉，尤其是建筑物的凸出部分、空間造型如凸窗、陽臺等，如只有個別或者少數(shù)樓層有凸出部分，可考慮結構預留。

3.4 塔機附著條件

附著條件主要考慮附著距離和附著點的布置，所謂附著距離，即塔機中心到附著點平面的垂直距離，它和附著點的布置共同決定著附墻桿的角度。附著點一般設置在框架梁、框架柱、剪力墻等位置，對于下大上小、逐步收縮的結構，應著重考慮上部結構的附著位置。附著點確定后應根據(jù)附墻荷載進行結構承載復核，不滿足的應提前進行加固處理[4]。

3.5 塔機安拆條件

塔機安裝必須依靠汽車起重機、履帶式起重機等起重設備輔助，安裝作業(yè)需有構件堆放、拼接場地和吊車就位場地，其中起重臂長度較大，其拼接場地的選擇尤為重要，吊車就位場地應保證地基承載力足夠、平整、穩(wěn)固，防止吊車發(fā)生傾覆事故。

塔機定位必須考慮的還有工程施工完成后塔機的拆除，必須保證塔機能順利降塔，尤其是塔機解體時吊車需在地下室頂板站位的，必須保證塔機能降塔至最小高度，所以，要求塔機塔身與建筑物或構筑物均無干涉，塔機頂升方向的起重臂與平衡臂覆蓋范圍內(nèi)不應有建筑物或構筑物等障礙。

圖5 為某項目塔吊拆除時的現(xiàn)場部分平面圖，該塔機在頂升方向時，起重臂方向有一主體結構，與起重臂干涉范圍約為26 m，導致該塔機無法正常降塔至地面。

圖5 某項目塔吊拆除時的現(xiàn)場部分平面圖

圖6 為某項目塔吊拆除時的現(xiàn)場部分平面圖，該塔機下部塔身位于標高45 m 的裙樓內(nèi)，且頂升方向均為裙樓和連廊，汽車吊無站位點，最終另外安裝一臺ZSL120 屋面吊，與現(xiàn)場原有的一臺塔吊配合拆除。

圖6 某項目塔吊拆除時的現(xiàn)場部分平面圖

3.6 群塔防碰撞

當工程項目體量較大時，1 臺塔機往往無法覆蓋全場或無法保證正常施工的進行，此時需要布置多臺塔機。當多臺塔機進行定位布置時，必須考慮塔機防碰撞的要求。

關于塔機的多本規(guī)范均明確規(guī)定：處于低位的塔機，臂架端部結構與其存在大臂交叉范圍內(nèi)其余塔機的塔身之間的水平距離不應小于2 m；處于高位的塔機，最低位置的部件與其存在大臂交叉范圍內(nèi)其余塔機的最高位置的部件之間的垂直距離不應小于2 m。

此時當考慮低位塔機與高位塔機防碰撞時，應注意低位塔機的起重臂端到塔身結構最外側(cè)（即套架平臺）的間距；當考慮高位塔機與低位塔機防碰撞時，應考慮低位塔機的起重臂拉桿、塔頭、高位塔機的平衡重、吊鉤等部位。如圖7 和圖8所示。

圖7 某項目平臂塔吊防碰撞立面圖

圖8 某項目動臂塔吊防碰撞立面圖

3.7 環(huán)境因素

此時的環(huán)境因素主要指與高壓線水平和垂直距離等。塔機定位時，必須考慮周邊高壓線的影響，提前了解清楚高壓線電壓、高壓線走向、架設高度以及具體的實際位置，塔機與高壓線的距離必須符合表1 所示要求[5]。

表1 塔機與輸電線安全距離表

4 結語

通過總結工程施工過程中塔式起重機選型定位的注意要點，對7 個方面的注意事項進行了說明和分析，根據(jù)這7 個方面的說明進行各類工程塔式起重機選型與布置，能有效避免選型與定位錯誤對工程施工造成的影響，希望為塔式起重機選型與定位提供借鑒。