由于塔式起重機(jī)的上部結(jié)構(gòu)通過(guò)塔身與地基相連,使用過(guò)程中基礎(chǔ)的變化和上部載荷的變化均在塔身變形中有所體現(xiàn)。除突發(fā)的人為事故外,大部分的塔式起重機(jī)傾翻事故的預(yù)先征候表現(xiàn)為塔身變形,如基礎(chǔ)沉降、大風(fēng)侵襲、連接螺栓松動(dòng)、安裝失誤、超載、斜拉斜吊等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),塔身變形可以反映幾乎全部的非突發(fā)人為事故。
當(dāng)假設(shè)塔式起重機(jī)的塔身是一個(gè)均質(zhì)的彈性體,作為一端固定的懸臂梁,塔身變形的計(jì)算模型可以簡(jiǎn)化為圖2所示。此時(shí)塔身頂部的傾角a與塔身變形具有一定的函數(shù)關(guān)系。設(shè)塔身的彈性模量為E、截面特性為I,當(dāng)塔身水平變形位移x很小時(shí),可以認(rèn)為:
實(shí)際的塔式起重機(jī)塔身并非是一個(gè)均質(zhì)彈性體,塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的連接面有時(shí)因?yàn)檫B接高強(qiáng)螺栓的松動(dòng)造成間隙,所以,我們有理由假設(shè)實(shí)際的塔身頂部?jī)A角α1=α+α2,其中α2為由于塔式起重機(jī)可能的傾翻事故隱患造成的傾翻角增加量。
可以看出,當(dāng)傾翻力矩、起升高度不變時(shí),塔頂傾角的變化與塔頂位移一樣,決定于彈性模量和截面特性的變化,而后者反映了塔身結(jié)構(gòu)由于疏于管理造成的結(jié)構(gòu)變化(地基沉降、螺栓松動(dòng)等)。
塔身頂部?jī)A角與載荷傾翻力矩、非載荷傾翻力矩、起升高度、截面特性、彈性模量等因素有關(guān)。其中,截面特性、彈性模量的變化,以及非載荷力矩的變化均能影響塔身頂部?jī)A角的數(shù)值變化。眾多的人為失誤更多地反映在截面特性、彈性模量、非載荷力矩的變化,與力矩限制器相比,更能全面的反映塔式起重機(jī)傾翻狀態(tài)。作為防傾翻指標(biāo),塔身頂部?jī)A角代表的臨界傾翻狀態(tài)比起升力矩等其他參數(shù)代表的臨界傾翻狀態(tài)合理。
塔式起重機(jī)防傾翻監(jiān)控儀的傾角測(cè)量裝置與回轉(zhuǎn)塔身的一根主肢固接,并使得傾角測(cè)量裝置的中心線與塔機(jī)主肢的中心線平行。