QTZ250塔吊增加獨立自由高度的研究

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

1 工程概況

某工程方案設計共需安裝4 臺塔吊，安裝形式均為固定式，基礎采用預埋固定支腿的方式。其中1#、3#塔吊型號為QTZ125，安裝起重臂長度為50 m，2#、4#塔吊為QTZ250，安裝起重臂長度均為60 m。4 臺塔吊基礎均位于基坑內。1#、3#、4#塔吊基礎頂標高為－5.5 m，2#塔吊基礎頂標高為－14.41 m。

1#、2#塔吊北側有已建建筑物，高度為38.6 m，要求這2 臺塔吊首次安裝高度超過實驗樓的高度并至少留有2 m的垂直安全距離。1#塔吊QTZ125獨立自由高度為59.8 m，可滿足要求。2#塔吊QTZ250獨立自由高度為51.7 m，已建實驗樓高度加上塔吊負標高后總高度為53.01 m，超出塔吊最大自由高度，不能滿足現場施工安全要求。如果采取限制塔吊回轉范圍的方法，具有極大地安全隱患，同時吊次也不能滿足施工進度的要求，因此將2#塔吊在自由高度的基礎上增加2 節高3 m的加強節，這樣塔吊安裝標準節數可增加至第16 節，鉤底標高為57.7 m，超出已建實驗樓4.69 m，滿足塔吊安全運轉距離要求。

2 受力分析計算

塔吊受力情況分析如圖1與表1所示。

整機穩定性條件[1,2]：

圖1 塔吊受力分析示意

表1 塔吊受力分析表

3 整機傾翻穩定性計算[3-5]

3.1 工作狀態

3.2 非工作狀態

3.3 暴風侵襲穩定性

非工作狀態，考慮風載荷對整機穩定性的影響，風載荷取為1.2倍。M=4 506 532.2 N·m，Fh=171 594 N，Fv=1 110 000 N，則：

3.4 突然卸載穩定性

工作狀態，有風，考慮自重載荷及吊重對整機穩定性的影響，起升載荷取為-0.2 倍。M=－3 433 873 N·m，Fh=－42 034 N，Fv=1 072 000 N，則：

3.5 安裝拆卸穩定性

非工作狀態，有風，考慮吊具對整機穩定性的影響，起升載荷取為吊具質量的1.25 倍。M=－2 883 112 N·m，Fh= －42 034 N，Fv=1 104 160 N，則：

綜上所述，在5 種工況計算中，穩定力矩的代數和均大于其傾翻力矩代數和，因此，塔機是穩定的。

4 塔身計算

原塔身節配置為1+14節，現改為1+16節，且1、2兩節標準節主肢內側焊Φ50 mm的圓鋼。則其截面特性為：面積A=96.03 cm2，穩定性系數φ=0.91。

由圖2所示，分析可知A面為最危險面，只校核A面即可。

原始參數為整機質量110 t，由自重產生不平衡力矩Mfz= －1 382 800 N·m。

4.1 非工作狀態

此工況風壓取值H＜20 m，取P=800 Pa；H＞20 m，取P=1 100 Pa。

經計算，風載荷產生的對A面的彎矩為：Mff=4 768 216 N·m，總彎矩為M1= Mあ+Mfz=3 385 416 N·m。

圖2 塔身受力分析

主肢應力NA=G/4+M1/2.666=1 544 848 N，，滿足校核強度。

4.2 工作狀態

有風動載，風壓為P=250 Pa，起升載荷按1.25 倍計算。

計算得風載產生的對A面的彎矩Mgf=1 424 617 N·m，由吊重產生的對A面的彎矩Md=140 000×1.25×19.67=3 442 250 N·m。回轉慣性彎矩nx=473 668 N·m。

則總彎矩為：M2=Mgf+Md+nx+Mfz=3 957 735 N·m，主肢應力NAA=（G+1.25Q）/4+M2/2.666=1 803 272 N，，滿足校核強度。

5 實施效果與分析

（a）本塔吊獨立高度增加后，其安裝高度高于已有建筑物，塔吊的使用效率得到較大的提高，保證了項目施工進度的要求。

（b）本塔吊獨立高度增加后，其余3臺塔吊的安裝高度可做相應增加，為后期塔吊的附墻作業提供了更有利的施工便利條件，同時減少了塔吊的附墻次數。

（c）通過垂直度監測和對塔吊各組成結構的安全檢查，各項數據均在國標要求的范圍內，符合安全作業要求。

（d）獨立高度增加后，塔吊起重臂的旋轉范圍避開了已有建筑物的阻擋，消除了相互碰撞的安全事故隱患。