塔式起重机基础设计与安装拆卸施工安全监理研究

塔式起重机基础设计与安装拆卸施工安全监理研究

柴伟振

身份证号： 37142519920505**** 山东济南 250000

摘要:在大型建筑工程的设计和施工中，起重机种类很多，最常见的有塔式起重机和人体施工起重机。塔式起重机的优点是规模较大、结构复杂，再加上目前的施工现场环境和建筑物的结构外观，使得塔式起重机的安装拆卸操作复杂，要求较高。只有熟悉塔式起重机的安全和拆卸施工技术，才能确保塔式起重机能够在实际的施工过程中安全、正常地运行。本文以此为中心，对塔式起重机在基础设计、安装和拆除等方面的应用进行了研究。

关键词:塔式起重机；安装拆卸；施工安全监理

一、塔式起重机的基础设计

塔式高空起重机的各种基础技术型号选择应根据不同的现场地质、荷载、场地、气候等实际情况，结合《塔式起重机操作手册》所明确规定的各种技术性能特点，进行各种综合性的选择。本文所要深入研究的独立塔机复合基础主体建筑结构形式主要大致可以两类划分分别为单独桩机基础结构建筑与独立桩机复合基础结构建筑形式两类。独立的建筑基础管桩可以依次划分分别为独立现浇桩建筑基础和独立预应力基础管桩建筑基础，桩基在建筑物中的基础管桩可以依次划分分别为独立现浇桩建筑基础和独立预应力基础管桩。塔式航空起重机的荷载基础重量设计宜以该机工作运行状态下的实际荷载及在无人独立操作工况下的实际荷载重量进行综合计量。工作运行状态下的自重荷载主要应当包括装卸塔机及吊装基础上的自重装卸荷载、吊装自重荷载、风自重荷载；非工作运行状态的自重荷载，应当同时包含吊装塔机的自重吊装荷载及基础通风自重荷载和吊装基础。

(一)塔机基础顶面荷载

水平荷载数据的计算。塔机上的水平风力荷载主要作用于结构建筑物主体基础顶面的水平荷载主要用途包括:塔机作用于汽车塔机上的水平风荷载、回转时的离心力荷载、小车进行升(制)降运动时的惯性离心力平衡荷载、作用于电机塔吊上的水平风荷载等。根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》jgj/t187-2009的精确计算荷载方法，忽略了小车回转时的离心力荷载、小车进行起(制)重运动时的惯性风向力载重荷载、作用于立式塔机和悬吊物上的回转风荷载均忽略不计，仅简单地精确计算了作用于立式塔机上的回转风向力荷载。塔机的特点是安装高度高，风荷载是影响塔机稳定性的主要荷载。

竖向荷载的数据计算。塔机作用在基础顶面的竖向荷载主要包括:塔机自重和起重荷载。由塔体、起重臂、变幅机构小车、平衡臂、均匀配重、变幅机构、起升机构和起吊重物的重量组成。

力矩荷载数据的计算。按照《建筑结构荷载规范》50009-2012中的其他荷载有关事项规定，可变阻力荷载计算标准值在实际计算荷载时分项中的载荷阻力系数数值应直接采用0.9，根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》jgj/t187-2009的具体荷载计算公式。

扭矩荷载数据的计算。塔机回转时，回转机构的驱动力对塔身产生扭转作用，塔身将扭矩传递到基础顶面，非工作状态时扭矩值为零。由于扭矩值小，在计算塔机基础的抗覆稳定性、地基承载力、钢筋配置时，扭矩对基础的作用忽略不计，但在设计计算组合式基础的钢架时，应计入扭矩荷载。

(二)固定混凝土基础方案设计

一是校核抗倾覆稳定性。计算作用于基础顶面的荷载时已按最不利工况对荷载进行了组合，因此塔机基础的抗倾覆稳定性按单向偏心荷载计算。抗倾覆稳定性是塔机基础安全的最重要指标，根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009。二是持力层地基承载力计算。塔机基础受偏心荷载作用。三是其他地基处理方法。当基础位置地耐力不能满足塔机基础设计求时，可以采用扩大基础底面积、对基础进行换填处理或者采用桩基础等。当持力层下面存在软弱下卧层，在校核持力层地耐力时，还应同时验算下卧层的地基承载力。

(三)验收检查

钢材、水泥、砂石、外加剂等各种原材料在施工中进入现场时，应按现行的国家标准《混凝土结构》执行《工程施工质量验收规范》( gb50204)中所有用于施工的材料均应严格执行对其性能的检验。将基础上的钢筋系好之后，对隐蔽工程做一次验收。隐蔽工程应当包括在塔机基础段上的预埋件或者是在预埋段上的其他部位，验收合格后方可开始浇筑。基础上的混凝土抗压强度级别必须满足所有设计要求，且不低于C25。用于随机测定建筑结构件主构件的钢筋混凝土结构强度的该试件在混凝钢筋砼基础浇筑现场内使用均应随机进行选择。取样及竣工留样均须严格符合按照我国现行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》(gb50204)附件中的各项相关验收规定。基础工程建筑物的整体外观和施工质量均不仅仅应该认为存在严重的技术缺陷，不仅仅应该认为存在任何一般性的技术缺陷，基础建筑表面平整度标准允许值的偏差范围为1%≤1/1000。已经出现的严重缺陷或普通性问题应按照有关的处理办法和措施对其进行修复，重新进行验收即可投入安装式塔机。

二、塔式起重机的安装拆卸

(一)基础施工

在安装塔机前，对于塔机的基础建造尤为重要，也是保证塔机运行是否牢靠的关键。塔机基础可以划分为钢筋混凝土承台基础，压重型建筑基础，钢结构建筑承台。一般通用的是钢筋混凝土地基，根据其对于塔机本体承载能力的影响，并结合塔机本体特征来确定其是否必须进行布设。基础浇筑施工时均需要预埋螺栓或支腿等构件，其中各种构件的定位均具有生产商专门设计的定位器，但在浇筑施工时的水平程度则需要进行严格的把控。四个支座之间的高低相差对后期塔机安装时的垂直角产生了影响。

(二)塔机安装

塔机的设备安装检修工作的全过程通常按照下列工作顺序进行分别为:塔机安装标准基本节、增强基本节/安装标准基本节、安装司机爬升架、返位、司机用的房间、塔帽、平衡臂、预装司机配重、起重臂、残存的预装配重、钢丝绳以及安装小汽车和大型吊车的挂钩等。

(三)塔机拆除

拆卸时的顺序倒置是因为根据安装时的顺序而可以进行的顺序倒置，爬升时的拆卸过程也从开始升高缓慢到逐渐降低。

三、塔式起重机的安全监理

(一)实施关键节点作业令制度

强化关键节点的作业前监理责任的落实，在塔机的安装(拆卸)作业，附着、加节(顶升)的作业以及流动式起重机械的吊装作业前，要求监理单位负责组织作业的使用部门、作业单位一起检验和核查各个作业的人员是否到位、资质情况和其它的作业安全保障条件，经过检验后确认是否符合作业的安全保障条件的要求后签署了安全保障文件的审核报告(如《作业令》)之后方能开始作业。

(二)严格落实专项方案编审及论证规定

塔机基本工程施工前必须单独负责拟定专项基本施工总体计划。采用大型高承台、钢结构框架平台，利用了当地原有大型建筑基础结构的特殊利用地段即可作为专项基础性建设工程；建筑起重量300kn及以上，搭设总高度200m及以上，或者直接搭设建筑基础高度在200m及以上的大型起重机械设备安装与整体拆卸基础工程，专项基础施工项目计划必须由各个项目施工单位主要负责人统一组织并定期召开一个专业研究论证评审委员会议并进行专业研究核对论证并经审核审议通过后方可纳入执行。

(三)提高塔机使用标准

各地可综合考虑工程建设的实际情况、气象条件等因素，适当提高塔机使用标准，提高塔机自身的安全使用性能。

(四)严格执行基础验收程序

塔吊安装前，总承包商应要求有关单位严格遵守厂家的说明和操作规程，对塔的基础进行验收。验收所需的材料和工具包括:为满足建筑工程的设计要求，塔式起重机的基础和支承墙表面的平整度可小于千分之一，根据基础承载力检测报告，钢筋、预埋件的隐蔽验收记录符合要求；在进行安装工作前，安装单位应首先对塔机底座和支撑面的平整度进行重新检测。若复测结果有误或超过规定，塔吊总承包商应组织塔吊厂家安装，安装工程师单位与监理共同制定技术处置措施，处置后可进行安装。

(五)严禁使用拼装、套牌设备

塔吊设备安装前，总承包商和安装监督运行单位规定，对现场安装的所有大型塔吊安装材料和产品进行安全检查和合格评审。其主要部件的安装铭牌及其内容和安装标识必须完整清晰，制造的生产日期至少可以追溯到多年前的一天，臂架与各种安装机构具有功能匹配。如果在现场及时发现任何装配或铺装，严禁要求不直接在现场进行装修安装，并必须立即处理出口。

(六)开展安装(拆卸)作业条件现场检查

由监督机构委托第三方检测机构开展塔机安装(拆卸)作业条件现场检查工作。可以充分利用第三方的专业力量，严查起重机械的实体品质、安拆装置方案的编审、人员素质、安全生产技术的交底、"作业令"制度实施、监理旁站以及现场警戒等，以确保起重机械安装(拆卸)作业规范可控。对于主要零部件铭牌内容不全，标识不清晰的塔机坚决要求退场，将涉嫌套牌、冒牌的设备清出施工现场。

(七)严格遵守塔身垂直度调整程序

塔机的独立高度在整体安装的进行过程中，塔身的整体垂直度和塔身水平高度的偏差纠偏拆除工作一般应在进行塔体结构回转式安装机构的整体安装之前及时开始，纠偏拆除工作进行过程除了要有规定的安全管理人员在场外，还必须由所有有关塔体结构安装管理部门或建设单位的相关技术部门负责人及时到场一并进行安全监护；而当塔机整体安装拆除工作安全完成后，发现塔身垂直度和可能倾覆距离范围内的偏差尚未完全超出国家相关技术规范设置要求的，应立即暂时责令停止塔机运行并在规定塔机可能倾覆范围区域内及时设置故障报警，组织技术研究人员编制专项计划解决具体问题以及拆除工作计划，经相关专家论证后立即进行解决。

(八)认真贯彻执行作业的警示性措施，并且严禁发生交叉操作

塔机的设备安装、拆卸、顶升降等作业必须一定要对使用塔机装备设置安全倾覆警戒，监视区域范围一般来说应该远远不得大于使用塔机的安全倾覆操作范围，在安全监视范围区域内也不能擅自进行其他机械作业；进行塔机安全检测和安装验收操作合格前，禁止任何其他机械工具或操作人员爬上使用塔机，并不得进行其他与使用塔机的设备安装、运营完全无关的作业操作。

结束语:塔式起重机已经广泛应用于许多建筑和工程领域，以帮助其完成各种大型建筑施工操作。相关人员需要特别注意塔吊的安装、拆除等施工工艺，确保其施工更为安全、有效。塔吊使用安全是一个系统工程，需要产权、租赁、安装、使用等方面的共同管理才能取得良好的效果；同时，它还要求监管机构采取强有力的监管措施来控制塔吊的使用。规范各方行为，防止塔吊事故的发生，保证工程建设的顺利进行。

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