塔式起重机钢结构损坏原因与维修方法

塔式起重机钢结构损坏原因与维修方法

陈建华

浙江省特种设备科学研究院  浙江省 杭州市 310020

摘要：改革开放以来，我国建筑业不断发展，各种建筑机械设备相继问世。塔式起重机就是其中之一。塔式起重机在施工中能有效地促进工程的发展，并能在很大程度上保证安全施工。它是建筑工程中不可缺少的重要施工设备。塔式起重机是建筑施工中经常使用的一种起重机，常年积累。塔式起重机的钢结构将受到损坏。然而，过去施工人员只注重塔式起重机电气和传动设备的保护，而忽视了钢结构的损坏。随着时间的延长，他们给建筑施工留下了安全隐患。因此，有必要对塔式起重机钢结构的损坏给予足够的重视，分析钢结构损坏的原因，进而采取有效的对策，加强塔式起重机钢结构的维护和保护。

关键词：塔式起重机；钢结构；损坏原因；维修

1钢结构的疲劳机理

钢结构疲劳机理概述是指钢结构的某些部位出现细小缺陷，然后逐渐形成裂纹。随着时间的推移，裂纹逐渐扩展，最终导致断裂。在起重机的制造过程中，结构的某些部位或多或少会出现一些缺陷，这些缺陷本身可能会产生裂纹。对于钢结构而言，大多数裂缝都发生在结构表面，如钢结构的冲孔、修边和切割等，都会导致钢结构出现裂缝。另外，对于非焊接结构的表面，会有刻痕、轧钢皮凹凸和轧钢缺陷，这也是导致钢结构开裂的因素。事实上，钢结构的疲劳机理是初始的小裂纹，经过长时间的使用，最终导致钢结构的断裂。

2塔式起重机钢结构损坏原因分析

2.1表面腐蚀

在施工过程中，塔式起重机一般工作在恶劣的环境中。除了各种灰尘外，附近环境中的腐蚀性气体也会损坏其钢结构。另外，由于运行时间长，转动量大，钢结构表面原有的油漆等保护层会脱落，腐蚀性气体会侵入塔吊外露部分的钢结构表面，造成腐蚀变形，大大降低结构强度。

2.2裂缝

塔式起重机钢结构裂缝虽然不会破坏钢结构，但如果不及时修复，会留下许多安全隐患。因此，塔式起重机钢结构一旦出现裂缝，就有可能发生断裂，尤其是危险的、过多的裂缝应引起高度重视。裂纹一般出现在起重机钢结构的应力集中部位或焊接部位，如塔体下部支撑、塔顶连接耳板、旋转塔体等。由于这些位置的最大复合应力，出现裂纹的概率非常高。此外，过度的机械启动或制动、反向紧急制动、分步变速等可能会对塔机的钢结构产生很大影响，导致焊缝开裂。如果处理不及时，将导致严重事故。以湖南某工地为例，一台qtz31.2塔式起重机在启动过程中动作过大，前后摆动过大，导致上部支撑肋全部开裂。早期发现，及时处理，未发生重大事故。

2.3裂纹

（1）超载。有关资料表明，施工过程中经常发生因超载引起的起重设备事故。这些事故大多是由于操作人员或指挥员为了赶超进度而冒险和盲目超载造成的。一些施工项目经理为方便人们将安全装置投入故障或保护安全，以便尽快完成工程，拆除装置，尤其是力矩限制器，无法发挥其作用，设备长时间超负荷运行，导致塔机钢结构提前疲劳损坏，缩短了塔机的使用时间，很容易造成重大事故[2]在拆除旧设备、其他障碍物和附着装置时，塔机不清洗各种连接件。如果埋件不切断，吊运后将承受较大的载荷，直至起重臂断裂。一般来说，过载与对提升物体重量估计不足密切相关。对未知重量的物体进行大规模起吊，会导致起吊力矩失控，破坏起重臂、起重臂拉杆和塔体主弦的稳定性，直至发生拉伸断裂。例如，在上海某建筑工地使用wqlo屋顶起重机拆卸内部塔式起重机时，由于拆下的部件未拆卸，应单独起吊的部件未单独起吊，盲目超载，这严重损坏了屋顶起重机的局部钢结构，造成严重损坏、严重变形和开裂。

（2）基础不牢固。当塔式起重机大大增加额定载荷时，受强倾覆力矩的影响，不稳定的基础会下沉，导致塔式起重机的折叠臂或整体倾倒（3），例如，当塔式起重机安装在成都的一个工地上时，因为场地位于河边填土处，塔式起重机基础没有加固，操作没有严格按照相关要求进行，导致塔机安装后整体翻滚。

2.3变形

塔式起重机在长期使用过程中，由于各种因素的影响，钢结构会发生变形，包括局部偏心、变形和变形。塔式起重机在施工过程中，受多种因素影响，容易产生变形。塔式起重机如果受到撞击或碰撞，会局部变形；由于螺栓紧固不到位，螺孔磨损，导致杆与转向节臂偏心，产生附加弯矩；人工误操作造成的碰撞和变形；塔式起重机因长期过载而永久变形。

3塔式起重机钢结构维修保养策略

3.1提高管理人员的意识，重视塔机的维护保养

在实际工作中，大多数管理者只关注塔式起重机的安装和拆卸，没有意识到其维护的重要性。他们认为设备能用就可以用，发生故障就修理。一旦设备的维护时间与进场时间发生冲突，他们就会忽视设备的维护工作，这很容易造成零件的异常磨损，一旦发生故障，电机和减速器就会损坏，这将增加维护的难度、成本和时间，严重影响正常施工。因此，设备管理人员必须充分认识塔机维护的重要性，实施塔机维护。

3.2完善维护检查制度

设备管理部在日常安全检查中增加维护检查制度。修理后，应根据具体情况进行检查。重要杆件的焊缝应采用X射线探伤、超声波探伤或磁粉探伤进行检查。合格后方可投入施工。在日常维护中，钢结构的油漆修补和腹杆焊缝第一次脱落后的补焊必须进行修补，不得拖延到大修期。塔式起重机在使用过程中，应保证各安全装置的完整性和灵活性，力矩限制器是重点检查对象。

3.3钢结构的维修

（1）修补裂缝。如果裂纹在短时间内有扩大趋势，或存在于焊缝和主要受力部位，如吊杆上下弦、塔身主弦、塔顶连接耳板等，必须立即修复。返修主要以现场补焊为主。焊条需靠近母材，补焊前必须打磨母材裂纹。焊接前必须清除焊缝上的裂纹，焊接后打磨原焊缝。

（2）修理弯曲的构件。采用冷压或局部加热顶压的方法可以很好地矫正变形构件。由于钢结构的塑性变形将影响其强度，因此有必要仔细维修主要受力构件，包括主弦杆。

（3）更换钢结构的受力钢筋。例如，起重臂拉杆和平衡臂拉杆属于受力杆。一旦严重锈蚀或变形，或法兰螺孔磨损超标，拉杆销孔磨损成椭圆形，即使修复也不能使用，必须单独或整体更换。

（4）增援。对于一些强度薄弱环节，如构件两端的主弦杆与翼缘板的连接焊缝，可以对肋板进行加固；腹杆与主弦杆的焊接应采用搭接，焊缝长度应尽量增加。为了防止不同材料在焊接后产生不同的收缩，应尽量选用相同的材料。

3.4严格执行操作规程

为保护钢结构，必须严格执行塔式起重机的安全规定，并严格遵守起重机的操作和使用规定。相关人员（吊车司机、指挥人员、维修人员和安全管理人员）我们应牢记这些规定，高度重视安全。此外，应准确判断起重能力，但不应将起重能力作为衡量起重机工作能力的唯一标准，而应将起重扭矩作为安全使用的标志。

结论

塔式起重机是建筑工程中一种重要的施工机械。它可以促进施工的顺利进行和施工安全。因此，施工单位需要加强对塔式起重机的保护。对于塔机钢结构的损伤因素，有必要认真分析调查，找出损伤源，然后针对这些损伤因素采取有效对策，加强塔机钢结构的维护和保护措施，避免塔机钢结构断裂。如果钢结构发生断裂，将给施工造成严重的安全事故。因此，塔式起重机的钢结构维修应引起重视。

参考文献：

[1]文朝辉,王永新,贾泽辉.超高层建筑施工动臂塔机回转平台尾部半径分析[J].建筑机械化.2019,(03).

[2]王晓斌.关于PLC在煤场塔式起重机控制过程中的研究[J].电子世界.2019,(04).

[3]薛飞飞,冯长胜,黄绩,周鹏.外附式平臂塔吊在超高层钢结构施工中的计算分析及应用[J].钢结构.2019,(05).

[4]梅琨,王连,李涛.塔式起重机抗御地震灾害问题的探讨[J].建筑机械化.2019,(02).