浅析强台风对塔式起重机的损坏及防台措施

发表时间:2020/7/29   来源:《中国西部科技》2020年8期   作者:钱旭峰
[导读] 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。
        摘要: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。
        关键词:强台风;塔式起重机;损坏;防台风措施
        1导言
        台风是一种破坏力很强的灾害性天气,每年都对我国东南沿海地区带来严重影响,建筑起重机械由于其本身特点受台风影响尤甚。通过合理的选型、加强塔机使用的管理,避免不符合使用规范、安全规范的行为,采取有针对性的防台风措施,台风前做好充分的防范措施等一系列的努力,尽量保证塔机的安全,必能大大降低台风的影响。
        2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:
        2.1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。
       
        图1为塔机作用在基础上的载荷示意图,式
        (1)为塔机的方形基础底面脱开地基土的面积验算公式。可知现场基础承台的抗倾覆稳定性小于使用说明书要求的基础承台的抗倾覆稳定性,台风来临时容易发生基础承台侧翻,整机倾翻。
       
        图1塔机作用在基础上的载荷
        2.2标准节螺栓连接破坏
        台风造成塔机标准节螺栓连接破坏如图2,由图可知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。
       
        图2标准节连接螺栓破坏
        2.3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。图3为台风造成塔机标准节变形。由图可知标准节未断裂,整机处于失稳状态。
       
        图3标准节失稳变形
        图4为台风造成塔机标准节断裂,其中图4
        (a)为台风后的整机倒塌受损图,图4(b)为失效损坏部位图。由图可知该塔机未安装附着装置,处于
       
        图4标准节断裂损坏
        最大独立状态。在台风的作用下,塔机第二个标准节发生断裂,造成塔机整体倒塌,断裂处连接螺栓尚完好。台风造成塔机标准节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/T13752-2017)规定的非工作工况的设计风压;标准节存在混用现象,一些标准节年限已久,甚至超过塔机原来正常使用年限,已经存在内部缺陷;使用非原厂标准节;独立高度过大;自由端高度过大;使用其他型号塔机的标准节;塔机在非工作状态下不能360°自由回转。
        3防台风主要措施
        3.1选用合适的塔机
        建筑施工企业在建筑起重机械选型时要充分考虑台风这一重大危险源,要根据施工所在地的气象条件,选取合适的塔机,优先选取按照新的《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-2017)标准设计的塔机,从源头上提高塔机的防风抗风能力,在使用过程中也要根据当地的气象条件制定安全专项方案、实施安全监管,使得塔机的安装使用能够满足抗台风需要。对于使用年限较长的塔机要限制使用,一方面要对塔机进行严格的检测,另一方面尽量在受台风影响较小的区域使用,同时在使用过程中降低使用强度,尤其要注意使用频率高、使用强度大的塔机,消除塔机的安全隐患,提高塔机的抗风能力。
        3.2台风季节采取有针对性的防台风措施
        台风具有季节性的特点,根据深圳市气象局台风及自动气象站数据统计,出现严重影响塔机非工作状态安全的台风(风力大于10级、3s风速大于35.8m/s、10min风速大于25.6m/s)绝大部分集中在每年的6月至10月。塔机除了自身结构及材料性能以外,与抗风能力关系最密切的当属塔机独立安装高度(或悬臂安装高度)和迎风面积。而根据现行国家标准《起重机设计规范》(GB/T3811-2008)以及《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-2017),通过验算,降低塔机独立安装高度(或悬臂安装高度)能有效减小塔机因风荷载造成的不利影响,提高塔机抗风能力;降低塔机爬升套架可有效减小塔机的迎风面积,达到减小塔机风荷载的目的。因此,在台风季节采取降低最大独立塔身或悬臂塔身高度,或者将爬升套架降低等防台风措施将大大提高塔机的防台风能力。据了解,为防御台风“山竹”,深圳地区部分施工单位采取了塔机降低两个标准节的措施,面对近三十年来影响深圳最强的台风“山竹”,采取了降节措施的塔机安然无恙。
        3.3加强安装维护保养的管理
        维保单位宜与安装(拆卸)单位保持一致,明确安装维保单位的责任,安装维保单位要细化安装维保制度,确保各项规范要求执行到位,塔机维保作业要进行拍照、摄像等影音记录存档备查,确保维保作业真实有效。使用单位应每周开展建筑起重机械安全使用状况检查,留存视频资料及书面记录,对发现的问题及时要求责任单位整改,避免出现塔机“带病”使用的情况,提高塔机自身的安全性。从施工现场实际情况看,加强了安装维保管理的项目,塔机的本身状况较好,出现问题能及时地得到解决,塔机的安全性较高。
        3.4台风前做好充分准备
        气象台发布台风预警信号后,各项目参建单位要立即进入台风防御应急状态,立即组织专业人员对塔身、附着装置和支撑系统的焊缝及连接件进行检查,对达不到要求的进行加强,尤其对最上部两道附着装置进行检查加固;所有塔机打开回转制动,进入风标状态,确保360°旋转;动臂塔机起重臂停至说明书规定的角度范围;施工升降机梯笼降到地面,断开电源;根据塔机的实际情况采取切实可行的防台风措施,人口密集区域的塔机要采取柔性加固方法控制塔机可能倒塌的方向,避免倒向附近居民区或建筑物,最大限度将台风损失降到最低。
        4结语
        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。
        参考文献
        [1]吴志纯.台风倒塌的塔式起重机高空拆除技术[J].江西建材,2018(13):125-126.
        [2]才冰.塔式起重机抗御台风灾害问题探讨[J].建筑机械化,2016,37(01):21-24.
        [3]李明,李钢强,殷晨波.海南强台风塔式起重机倾覆原因分析与建议[J].建筑机械化,2015,36(11):25-30.
        [4]李章锟.浅谈塔式起重机倒塌事故的常见原因及预防措施[J].福建建材,2015(10):83-85.
        [5]刘锦华.沿海地区塔式起重机钢结构破坏分析和对策[J].福建建筑,2015(08):132-134.
       
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