摘要:塔式起重机的防台风技术研究可以有效地减少台风对塔式起重机的影响,对于保护人民生命财产安全具有重要意义。文章分析了强台风“彩虹”和“天鸽”对塔式起重机的损坏,提出了塔式起重机的防台风措施。
关键词:塔式起重机;强台风;防台风;措施
引言
塔式起重机(以下简称塔机)具有起升高度高、起重量大、作业范围广、工作效率高等优点,在现代建筑领域得到了广泛应用,已经成为现代施工中必不可少的关键设备,是施工企业装备水平的标志。由于塔机重心高、回转半径大、长期处于露天作业等特点,在工作及非工作状态下受周边环境影响很大,其中台风是自然界对塔机影响危害最大而且最为频繁的因素,尤其是沿海地区。
台风“彩虹”于2015年10月4日正面登陆广东湛江,陆地平均风力9~15级,阵风16~17级,造成全市建筑工地122台塔机受损倒塌(其中82台倒塌,40台受损未倒塌)。台风“天鸽”于2017年8月23日在广东珠海市金湾区登陆,登陆时中心附近最大风力14级(45m/s),中心最低气压950Pa。陆地风力12级,阵风13~14级;沿岸及海面风力13~14级,阵风16~17级,造成全市建筑工地137台塔机受损倒塌(其中110台倒塌,27台受损未倒塌)。为了减少台风对塔机的损坏,保护人民的生命财产安全,本文对这两次台风过程中塔机的首先损坏部位进行分析,通过分析提出有效的塔机防台风措施。
1.塔机损坏情况及分析
台风“彩虹”和“天鸽”造成大量塔机倒塌,损坏的情况可以汇总为四类,各类情况分析如下:
1.1基础承台侧翻,整机倾翻
台风“天鸽”造成了1台型号为QTZ80(TC5613-6)的塔机倾斜倒塌。该机型使用说明书要求的基础承台尺寸为5.3m×5.3m×1.1m,现场尚未安装附着装置,实际基础承台尺寸为4.5m×4.5m×1.2m,基础承台倾斜、侧翻,说明基础承台的基础底面压应力满足要求,主要原因是塔机基础底面允许部分脱开地基土的面积大于其底面面积的1/2造成塔机倒塌。
1.2标准节螺栓连接破坏
台风造成塔机标准节螺栓连接破坏,由于该塔机在台风的作用下,标准节连接螺栓首先发生破坏,导致标准节附着装置发生破坏,最终导致整机倒塌。
台风造成标准节连接螺栓破坏的主要原因有以下几方面:台风风载荷强度大于《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-2017)规定的非工作工况的塔机设计风压;标准节连接螺栓重复使用次数多,造成螺栓安装前存在损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀等缺陷;维护保养不到位,造成连接螺栓松动;连接螺栓长度不足;连接螺栓无防松措施;塔机在非工作状态下不能360°自由回转。
1.3标准节(含基础节和标准节)损坏
台风造成塔机标准节损坏主要有标准节变形和标准节断裂两种情况,该种情况一般是标准节混用如使用老旧标准节。
1.4塔机附着装置损坏
台风造成塔机附着装置的损坏主要有附着拉杆损坏、附着预埋件连接固定失效损坏、附着框损坏三种情况。在台风作用下,首先附着拉杆断裂,造成整机失稳倒塔。在台风作用下,塔机附着框连接螺栓损坏,造成整机失稳倒塔。
在台风的作用下,塔机附着预埋件连接固定失效,造成整机失稳倒塔,其中该塔机附着装置损坏的位置为拉杆与建筑物连接部位。台风造成塔机附着装置损坏的主要原因有以下几方面:台风风载荷强度大于《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752-2017)规定的非工作工况的设计风压;塔机悬臂高度超过使用说明书最大值;附着装置设置三杆杆系未按照说明书要求设置四杆杆系;特殊附着未进行受力校核,安装人员仅凭经验进行安装;附着装置为非原制造厂生产,大量附着装置现场制作、安装,质量无法保证;附着装置安装不规范;维保工作不到位,流于形式;塔机在非工作状态下不能360°自由回转。
2.塔机防台风措施
从台风对塔机造成的损坏及分析可知,塔机的基础、标准节连接螺栓、标准节、附着装置是影响塔机抗台风能力的主要因素,因此塔机防台风措施应加强塔机的基础、标准节连接螺栓、标准节、附着装置的抗台风能力。
2.1确保塔机基础的承载及抗倾覆能力
塔机的基础应根据工程地质、载荷与塔机稳定性要求、现场条件、技术经济指标确定。塔机基础的设计应按独立状态下的工作状态和非工作状态的载荷分别进行计算,优先采用使用说明书中提供的基础尺寸。
2.2确保标准节螺栓连接的有效性
安装单位在安装过程中,应严格按照标准规范及使用说明书要求进行安装,避免少装漏装,严禁使用不符合规范要求的连接螺栓。维保单位要加强维保,避免螺栓松动等现象。
2.3确保标准节质量
产权单位应提供原制造厂制造的标准节,禁止擅自安装非原制造厂制造的标准节、非同一型号的标准节、已达到使用年限的标准节、存在缺陷的标准节等。安装单位、维保单位及使用单位在安装、维保、使用过程中应加强检查,发现情况应及时处理。
2.4确保附着装置安全可靠
产权单位应提供原制造厂制造的附着装置,禁止擅自安装非原制造厂制造的附着装置、存在缺陷的附着装置(JGJ305-2013中有明确)。安装单位应严格按照使用说明书要求进行安装,使用说明书推荐的附着装置无法满足现场情况时,应对附着装置受力进行校核,确保附着装置的安全可靠。维保单位、使用单位应加强检查和维保,确保附着装置的受力构件、连接部件的可靠性。
3.结束语
我国有着漫长的海岸线,台风频繁,每年都有强台风袭击,尤其是沿海地区。这些地区经济发达、建设量庞大,大量的塔机在现场使用,每年台风都造成塔机倒塌。台风过程中首先破坏的部位在塔机的基础、标准节连接螺栓、标准节、附着装置,因此应该提高这些部位的抗风能力,从而提高整机的抗风能力。为了更好地做好塔机防台风工作,减少台风损失,各地应尽快根据当地的情况制订塔机防台风的技术规定,生产制造单位应在台风频繁地区配备针对性强的使用说明书并提供防台建议。
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