塔式起重機(jī)特殊情況下的拆卸方法

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一、前言

珠海某公寓工地的塔吊在樓房封頂完工后需要拆除，但由于建筑物設(shè)計(jì)建造的時(shí)候頂部有建筑特色的突出部分，其突出的建筑體進(jìn)入到了塔吊頂升套架投影里面約0.18m，阻擋了塔吊利用自身的頂升降節(jié)的作業(yè)（見圖一），且建筑物達(dá)30多層，塔吊的安裝高度超過(guò)100m（塔吊降到離建筑物較近的位置），實(shí)在難以找到那么大噸位和提升高度的流動(dòng)式起重機(jī)能完成高空拆卸，使得按照平常的先降到接近地面高度，再用流動(dòng)式起重機(jī)吊拆塔臂的拆卸方法起不到作用。企業(yè)首先考慮了用空中解體，將塔吊套架以上部分先拆卸下來(lái)，然后分散拆卸的方案。但是空中解體方案首先就是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，而且存在風(fēng)險(xiǎn)大。

圖一

第一，由于高層建筑物是一般住宅，其樓板和水泥混凝土結(jié)構(gòu)梁為一般的機(jī)構(gòu)，總體強(qiáng)度不太適合架設(shè)較大型的輔助拆卸吊具。主要需要一次性吊起的構(gòu)件及其重量見下表，從表中可以看出，要一次性吊起的最大重量達(dá)到6.5t，在這種情況下樓面要架設(shè)這么大起重量的工具實(shí)在不容易。而且起升高度還要達(dá)到十米以上，更增加了拆卸難度。

第二，存在風(fēng)險(xiǎn)大。由于是超高空作業(yè)，四周很難做到安全防護(hù)，加上設(shè)備雖然不是在海邊，但離海邊也不過(guò)一公里，且周圍沒有遮擋，相對(duì)來(lái)說(shuō)陣風(fēng)速度可能較大，這些都增大了作業(yè)的不穩(wěn)定性和意外發(fā)生的幾率。

第三，拆卸成本高。安全往往與成本是正比關(guān)系，當(dāng)難度很高，要實(shí)現(xiàn)作業(yè)，確保安全，那要付出的成本相對(duì)正常拆卸成本將高出許多倍。不管是人員配備還是設(shè)備配備，都需要很高的成本。

有鑒于此，并針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)考慮，本人認(rèn)為采用以下方案將會(huì)更加安全可靠，且所需要花費(fèi)的施工成本增加不大。

二、方案可行性分析

拆卸時(shí)應(yīng)選擇晴朗無(wú)大風(fēng)的天氣，以便于工作的開展和減小不確定因素。因?yàn)榻ㄖ�物突出部分與塔身套架重合部分不多，只有0.16m，考慮到套架往下降的過(guò)程中避免與建筑物發(fā)生碰撞，算上安全距離，將其設(shè)為0.3m。在這種情況下，考慮到塔吊自身設(shè)計(jì)的工況，采用使塔身頂部向往傾斜的方法，可使套架離建筑物能達(dá)到安全距離降塔。只要套架降過(guò)了最頂部的建筑物，就可以實(shí)現(xiàn)正常

的降塔拆卸方法。按照標(biāo)準(zhǔn)程序拆卸的好處是：第一，拆卸工人平時(shí)的拆卸防范，工作熟練，不容易發(fā)生意外；第二，由廠家綜合設(shè)計(jì)的程序，安全系數(shù)高；第三，標(biāo)準(zhǔn)方法，沒有其他大的改動(dòng)，不需要額外的投入，施工成本低。

（1）降塔時(shí)的負(fù)荷計(jì)算

塔吊在拆卸過(guò)程中是非工作狀態(tài)，需要考慮的受力狀況主要是風(fēng)力對(duì)其影響。風(fēng)力載荷由下公式計(jì)算。

Fw=Cw·Kn·Pw·A

Fw—作用在塔式起重機(jī)上和物品上的風(fēng)載荷；

Cw—風(fēng)力系數(shù)；

Kn—風(fēng)力高度變化系數(shù)；

Pw—計(jì)算風(fēng)壓；

A—垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積；

Pw=0.613Vw2，Vw—風(fēng)速；

（Cw取1.0，Kn取1.56）

迎風(fēng)面積查說(shuō)明書計(jì)算如下

A=ω(1+η) A1

A1—結(jié)構(gòu)外形輪廓面積

ω—結(jié)構(gòu)充實(shí)率

η—兩片相鄰桁架前片對(duì)后片的擋風(fēng)折減系數(shù)（按GB/T13752-92查表取0。7）

A起重臂=(1.4+1)50÷2×ω(1+η)=60×0.3×1.7=30.6（m2）

（ω，管桁架按GB/T13752-92查表取0.3）

A平衡臂=1×14×1.0=14（m2）（ω按實(shí)體算，取1.0）

A上塔身=9×1.8×1.0=16.2（m2）（ω按實(shí)體算，取1.0）

A=A起重臂+A平衡臂+A上塔身 =60.8

把起重臂、平衡臂、上塔身（包括塔帽、司機(jī)室、回轉(zhuǎn)部分、套架和最上面的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接）的重心和風(fēng)心高考慮為同一高度。拆卸使應(yīng)選擇晴朗無(wú)大風(fēng)的天氣，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，平時(shí)一般風(fēng)速陣風(fēng)為3～6m/s，考慮到比較進(jìn)海，即使無(wú)大風(fēng)，可能出現(xiàn)的陣風(fēng)也會(huì)達(dá)到六級(jí)，再考慮安全系數(shù)，取七級(jí)風(fēng)的最大風(fēng)力計(jì)算，風(fēng)速為17.1m/s，則Pw為180N/m2

F風(fēng)=1×1.56×180×60.8≈17.1（KN）

該塔吊30m開始做第一道附墻，最上面的幾道附墻間距為14m，附著后的自由高度為28m，當(dāng)回轉(zhuǎn)部分降落到接近樓面時(shí)，其到附墻的距離約20m，最上面第二道附墻和起重臂的距離分別為34m，此時(shí)下附墻以上的塔吊重量約46t。根據(jù)塔吊相關(guān)規(guī)范，工作狀態(tài)下的塔身垂直度可以達(dá)到4‰，那么調(diào)整上附墻桿，使其向外伸，則在工作狀態(tài)下起重臂就能偏外0.168m，此時(shí)的額外力矩為7.7噸米。同時(shí)，通常的塔吊工作風(fēng)力可達(dá)六級(jí)，取六級(jí)風(fēng)的低風(fēng)速10.8m/s（Pw為71.5N/m2），則F風(fēng)=1×1.56×71.5×60.8≈6.8（KN）,那么實(shí)際由風(fēng)力引起超出工作范圍的力F風(fēng)=17.1-6.8=10.3（KN）。風(fēng)力產(chǎn)生的彎矩主要由最上端的附墻承受，但考慮到安全系數(shù)，彎矩距離從下附墻算起，

M=F×L

M—力矩，L—距離

則M風(fēng)=F風(fēng)×34=10.3×34=35(t·m)。 （式一）

（2）附墻能承受的安全力矩

該80塔吊的工作狀態(tài)下最大力矩如下（不考慮風(fēng)力，但是試驗(yàn)載荷要用

1.25倍額定起重量計(jì)算，同時(shí)考慮1.1的工況系數(shù)）

M工況=1.1[(M起重臂組+1.25M起重物)-(M平衡臂組+M平衡重)] （式二）

≈1.1[（6.477×22+1.25×6×16）-（5.94×7+11.4×13）]

≈80(t·m)

（起重臂組的重心離塔身22m，在16m的幅度可以起吊的最大起重量為6t；平衡臂組的重心離塔身7m，平衡重的重心離塔身13m）

按照設(shè)計(jì)工況的六級(jí)風(fēng)的最大風(fēng)速13.8m/s（Pw為116.8N/m2），在上面的工況時(shí)的迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算，A≈1.78*28≈50（m2）（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)寬度1.78m，裝附墻后自由端最大高度28m），此時(shí)風(fēng)力為F風(fēng)=1×1.56×116.8×50≈9.1（KN）, M

風(fēng)=F風(fēng)×28=9.1×28=25.8(t·m)。

此時(shí)上面的附墻能承受的可能出現(xiàn)的安全力矩為

M安全= M工況+ M風(fēng)+ M自重=80+25.8+7.7=113.5(t·m)（式三）

（3）可調(diào)節(jié)的安全距離

由（式二），該80塔吊，此時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)上附墻桿把塔臂頂出的距離達(dá)到L=M/F=M額-M風(fēng)=(80-35)/46+0.168≈0.978+0.168≈1.14(m)

但是在塔身上部向外傾斜的過(guò)程中，上塔身的重心同時(shí)外偏，至使外力矩加大。當(dāng)頂出的距離真的達(dá)到了1.14m時(shí)，此時(shí)上面兩道附墻要承受的力矩大到

M= M自重+ M風(fēng)=46×1.14+1.56×180×60.8×34≈110.5＜113.5

由上式計(jì)算，這時(shí)還沒有超出附墻的承受能力。又由于建筑物與塔吊重合的距離并不大，只需要將傾斜外偏的距離調(diào)節(jié)0.3m～0.5m已經(jīng)足夠能讓塔吊順利降下來(lái)，并能保證有很好的安全系數(shù)

經(jīng)過(guò)論證，可以采用調(diào)節(jié)附墻桿使上塔身傾斜，讓上塔身降到建筑物以下，再用標(biāo)準(zhǔn)的拆卸方法可以順利拆卸該塔吊。

三、該方案應(yīng)注意事項(xiàng)

第一，拆卸工作開始前應(yīng)做好預(yù)防措施，做好人員防護(hù)和場(chǎng)地隔離，以防止萬(wàn)一發(fā)生事故時(shí)會(huì)擴(kuò)大其危害性。

第二，要仔細(xì)檢查附墻架及其各固定點(diǎn)、預(yù)埋件、穿墻螺栓和調(diào)節(jié)螺桿的狀況，特別是最上面幾道附墻的質(zhì)量，確�？煽�。

第三，調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)兩邊附墻桿螺母，盡量使其一致以減少變形應(yīng)力，增加塔身負(fù)荷。同時(shí)要著重監(jiān)視各固定點(diǎn)狀況，如有異常應(yīng)立刻停止，待解決后才能繼續(xù)。

第四，傾斜降塔過(guò)程中要把回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定鎖緊，防止意外。

第五，當(dāng)把套架降到阻擋建筑以下以后應(yīng)馬上調(diào)節(jié)附墻，盡量調(diào)回到塔身處在垂直的位置，以減少拆卸附墻桿件時(shí)塔身變形產(chǎn)生的反作用力。

在套架降到阻擋建筑以下并調(diào)節(jié)好附墻桿位置以后，其他見附件拆卸。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。