索纜式起重機在施工中的優(yōu)化設計

摘要：建筑施工中，起重設備是必不可少的吊裝設備。其中纜索起重機在建筑尤其是橋梁施工中是使用較多的一種起重設備。纜索起重機的優(yōu)點是使用便捷，吊裝范圍大，受洪水的的影響小。不足之處是設備部件比較多，使運輸安裝工作量相對就比較大。本文結合纜索起重機的施工經(jīng)驗進行探討，結合纜索起重機施工安全等問題對優(yōu)化設計提出的幾點要求。

關鍵詞：索纜式起重機 安全 優(yōu)化設計

起重機是建筑工程中的重要設備之一，使用不當，會對人身和設備安全帶來威脅。所以應該給予足夠的重視。由于起重機的設計、制造、安裝、拆卸技術都比較復雜，因此工程設計和施工人員要詳細了解起重機的有效工作參數(shù)，以有效發(fā)揮起重機各個工作環(huán)節(jié)的技術功能。纜索起重機的安裝工作量比較大，投入的費用也很高，在設備施工時的優(yōu)化設計中應注意纜索起重機械主要零部件安裝要求和起重機在操作中的防護及對工作人員的要求。

一、纜索起重機械主要零部件安裝的安全要求。

在生產(chǎn)現(xiàn)場中，比較常見的纜索起重機械對安全生產(chǎn)影響大的零部件主要包括吊具、鋼纜繩、滑輪系列、卷揚筒及減速裝置和制動裝置等安全設置。

(1)、吊具的制作與使用。吊鉤是起重機上的重要部件之一。它的材料一般經(jīng)過鋼鍛造、沖壓和退火處理，再通過機械加工而成。吊鉤也可以用鋼鉚制，但吊鉤絕不可以采用鑄造材料。因為鑄造材料韌性差，用來做吊鉤之類的吊具很容易發(fā)生斷裂。如果吊鉤在使用中一旦發(fā)生斷裂，會發(fā)生重大人身傷亡事故及設備事故。所以吊鉤必須是正規(guī)專業(yè)廠家按技術條件和安全規(guī)范生產(chǎn)和制造， 吊鉤制作與使用要通過規(guī)范的安全技術檢驗，并由專門的檢測機構進行，在現(xiàn)場施工中，安全責任人員要隨時檢驗吊鉤的安全狀況。達不到要求的吊鉤必須禁止使用。

(2)、鋼絲繩的制作與使用。在起重機械中鋼絲繩有著起升、變幅和牽引作用。在吊裝施工中，經(jīng)常被用作捆綁物料和用作纜風繩等。還可以用作起重機的張緊繩和纜索起重機的支承繩等。所以鋼絲繩選用的標準要滿足承載能力。安全系數(shù)絕不可以低于規(guī)定值。鋼絲繩使用規(guī)格要根據(jù)不同的用途來選擇，在施工的每個作業(yè)班中都應檢查鋼絲繩使用的安全情況。鋼絲繩斷絲情況一般容易發(fā)生在外層處。當鋼絲繩發(fā)生直徑磨損變小、鋼絲表面發(fā)生腐蝕現(xiàn)象及鋼絲結構磨損破壞達到一定程度時，應及時報修和報廢。

(3)、滑輪和滑輪組的作用。滑輪和滑輪組是起重機械上必不可少的部件。滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪組合而成的，動滑輪和定滑輪用鋼絲繩聯(lián)系在一起使用就是滑輪組。滑輪組產(chǎn)生的作用是起吊省力。而且可作為減速或增速的裝置。動滑輪被兩支鋼絲承擔，當兩支鋼絲張力需要平衡時，滑輪也可以做為均衡滑輪。在滑輪的安全檢查中，要注意檢查滑輪的輪軸磨損、滑輪槽壁磨損和徑向磨損情況，當達到一定磨損程度時，應及時檢修或更換不合格的滑輪。

(4)、卷筒的正確使用。 要合理選用和正確使用起重機上的卷筒。起重機械上的卷筒設備是以鋼絲繩來卷繞，使重物起升或下降到所需要的位置。卷筒在作業(yè)中，鋼絲繩受力后，會使筒壁產(chǎn)生一定的壓力，所以應該經(jīng)常注意檢查卷筒設備中部有無裂紋現(xiàn)象。發(fā)生質量問題的卷筒應及時報廢，以確保安全和高效生產(chǎn)。

(5)、制動器的制作和正確使用。制動器在起重機械的各個機構中是不可缺少的，

制動器在起重機吊鉤及吊車走行作業(yè)時起到夾持固定物件的作用。尤其是在起重機械作業(yè)中起到安全和保險作用，因此，起重機制動器既是生產(chǎn)裝置，又是安全裝置。動力起重機械的變幅、升降和運行、旋轉機構上都有制動器。人工驅動的起重機械，升降機構、變幅機構也都有制動器。在特殊的危險作業(yè)中，如運送易燃、易爆等危險物品，以及可能造成重大損失的運行機構。驅動裝置上都要裝設兩部制動器。制動器通常發(fā)生故障的原因多為是電器和機械故障，因此除了做好制動器的日常維護和保養(yǎng)外，在作業(yè)前一定要把制動器作為機械方面的重點檢查項目來進行檢查。

二、起重機在操作中的防護及對工作人員的要求

起重機械的種類非常多，所進行作業(yè)的物件也種類繁多，起重機在操作中的防護安全問題和對起重機械司機的技術水平都有嚴格的要求。

(1)起重機械的工作人員都必須經(jīng)過崗位規(guī)范培訓，并經(jīng)過的嚴格考核，持有操作證可以上崗工作。

(2)工作前應認真檢查起重機械設備安全情況。在工作前及時排除隱患和故障。

(3)安裝起重機械的地面應平整結實，工作前將起重機械調整到水平狀態(tài)，風力大于5級時，起重機的長臂應禁止工作。

(4)在吊重作業(yè)時，起重機的前方嚴禁站人。工作結束時，在確認起重機上和周圍無人才可以關閉主電源。

(5)起重機不準在吊重狀態(tài)時行駛。在起重機工作時突然斷電的情況下，應立即將所有的控制器扳回零位。

(6) 應盡量避免吊重變幅。當起重臂的仰角很大時，不得將起吊的重物快速放下，以防止產(chǎn)生后傾事故。

三、索纜式起重機優(yōu)化設計

起重機的使用也存在著一定的局限性。如何更好地發(fā)揮索纜式起重機的作用。要根據(jù)主索、塔架與纜風系統(tǒng)、錨碇系統(tǒng)、分索器與配重和施工與應用情況來進行優(yōu)化設計。

(1)主索的設計

主索一般采用固結形式，以直接錨定在錨碇上。主索產(chǎn)生的預應力高強精軋螺紋鋼筋可調桿連接作成可調整結構，來進行精調主索的垂度。對纜索系統(tǒng)設計安全系數(shù)應根據(jù)主索的破斷拉力和應力來確定。

(3)"塔架和纜風系統(tǒng)的設計

對塔架系統(tǒng)設計可以分成三部分。其中包括塔架的強度、整體的穩(wěn)定和局部的穩(wěn)定計算。塔架系統(tǒng)分為塔底固結與塔底鉸接的形式，設計成門型剛架的塔架的特點是橫向剛度比較大，能夠抵抗橫向外力。從理論上來分析，塔身是受縱向風力的，塔頂是受纜索系統(tǒng)而產(chǎn)生的水平力。塔底固結塔架靠塔架自身剛度和有初始力的纜風繩產(chǎn)生的抗力平衡，塔底鉸接塔架主要靠有初始力的纜風繩產(chǎn)生的抗力平衡。

(4)對錨碇系統(tǒng)的設計

纜索起重機主錨碇是受力比較大的部位。一般要承受很大的水平力和上拔力，所以在設計時要本著安全、經(jīng)濟的原則，根據(jù)地形和地質條件來決定地錨的形式。

(5)對分索器與配重設計

吊鉤在自由下落的狀態(tài)時，起重機的吊鉤要加配重塊，一般牽引索垂度要小于或等于0.01的分索器間距離，即f≤0.01x。經(jīng)驗修正系數(shù)(k)可根據(jù)跨度在1.1～1.3之間取值進行設計計算。

(6)施工與應用情況

纜索起重機的使用過程分為施工錨碇、塔架基礎，拼裝塔架與拉設纜風、吊裝索鞍，掛設并調整主索、安裝跑車牽引索、起重索，布設卷揚機，試吊和施工應用等幾個過程。對起重機械的管理主要指制造和使用兩方面。起重機制造廠首先要保證產(chǎn)品不低于行業(yè)通用的技術條件水平。對于自制或改造后的起重機，必須具有相當于起重機定點生產(chǎn)廠的技術水平，而且要具備國家規(guī)定的相關設計文件和改造方案，并經(jīng)有關部門批準后方可生產(chǎn)。以切實保證起重機械的質量。