摘 要:本文介紹了塔式起重機(jī)大臂與已有高層建筑物發(fā)生干涉時(shí)一種簡單的分析、計(jì)算方法。
關(guān)鍵詞:塔式超重機(jī) 超重臂 超短使用
在高層建筑施工中,特別是在繁華地段施工時(shí),由于施工現(xiàn)場場地狹小,而周圍又有多棟成品高層建筑物,且與待建工程距離很近時(shí),起重臂與已有建筑物發(fā)生干涉,往往給施工單位選用塔機(jī)帶來困難。
我公司在廣東珠海市吉大農(nóng)行信聯(lián)大廈項(xiàng)目施工時(shí)就遇到了這種情況。經(jīng)分析,在塔機(jī)選型上,我們決定選用張家港產(chǎn)QTZ60內(nèi)爬式塔機(jī)。該機(jī)臂長最大為 45m,根據(jù)廠家使用說明書的介紹,也可以縮短為40m或35m使用。但根據(jù)現(xiàn)場情況,即使縮短為35m仍然不能使用,塔機(jī)臂長必須在25~30m范圍內(nèi)才能保證起重臂360°全回轉(zhuǎn),能滿足施工面的要求,且不與已有建筑物發(fā)生碰撞干涉,保證施工安全和已有建筑物的安全。為此,我們考慮再減去一節(jié)起重臂(長為6.5m)使臂長為28.5m,但必須分析計(jì)算到底需減少多少平衡重,并保證在不降低原機(jī)起重性能的前提下塔機(jī)不失穩(wěn)。因驗(yàn)算塔機(jī)整體穩(wěn)定性較復(fù)雜,我們采用了類比法簡化了驗(yàn)算過程。
1 塔機(jī)起重性能
表1為塔機(jī)使用說明書上介紹的起重性能表
根據(jù)表1可知機(jī)最大起重力矩發(fā)生在臂長為13.43m,最大起重量(在α=4)為6t情況下,最大起重力矩Mmax=13.45×6 = 80.58(t·m)
2 載荷分析及計(jì)算
按《塔式起重設(shè)計(jì)規(guī)范》,作用在塔機(jī)起升平面和回轉(zhuǎn)平面的載荷主要有自重載荷,吊重載荷,工作狀態(tài)風(fēng)載荷、動(dòng)載荷及其它水平方向力。因此方案僅是減短起重臂長度使用,其它方面與原廠的設(shè)計(jì)沒有任何變化,風(fēng)載荷的影響在此方案中不做考慮。另外安裝方式為內(nèi)爬式,無行走慣性力,離心力可忽略不計(jì),其它動(dòng)載荷與原廠設(shè)計(jì)不變,故動(dòng)載荷也不在此方案的考慮之中,所以在此方案中只須考慮自重載荷和吊重載荷的變化的影響,在起重載荷不變的前提下用類比法驗(yàn)算其由自重及起重荷載引起的力矩平衡問題,保證其平衡、保證其使用安全。下面分別分析計(jì)算超重臂長為45m、40m、35m、28.5m時(shí)自重載荷、吊重載荷所產(chǎn)生的力矩,以及各種臂長情況下塔機(jī)傾翻力矩的比較。假定28.5m臂長使用時(shí)在35m臂的基礎(chǔ)上再減去一塊2.5t平衡重,即平衡重只有7.5t。
2.1 45m臂長工況
45m臂長時(shí)自重為3.8t,則自重分布率:
v = G / L = 3.8 / 45 = 0.084 (t/m)
起重臂自重產(chǎn)生的力矩:
M起 = 3.8×(45/2 1) = 89.3(t·m)
平衡臂、卷揚(yáng)機(jī)、平衡重等產(chǎn)生的力矩:
M平=13.3×8.5 2.3×7.5 1.7×5.35=139.4(t·m)
空載時(shí),塔機(jī)傾翻力矩:
M傾=M平-M起=139.4-89.3=50.1(t·m)
滿載時(shí),塔機(jī)傾翻力矩:
M′傾 = M平 - M起 - Mmax=139.4-89.3-80.58 = -30.48(t·m)
2.2 40m臂長工況
G起=40×0.084=3.36(t)
M起=3.36×(40/2 1)=70.56(t·m)
M平=11.65×8.5 2.3×7.5 1.7×5.35=125.37(t·m)
M傾=125.37-70.56=54(t·m)
M′傾 = 125.37-70.56 - 80.58 = -26.58(t·m)
2.3 35m臂長工況
G起=35×0.084=2.94(t)
M起=2.94×(35/2 1)=54.39(t·m)
M平=10×8.5 2.3×7.5 1.7×5.35=111.35(t·m)
M傾=111.35-54.39=56.96(t·m)
M′傾 = 111.35-54.39-80.58=-23.62(t·m)
2.4 28.5m臂長工況
G起=28.5×0.084=2.39(t)
M起=2.39×(28.5/2 1)=36.45(t·m)
M平=7.5×8.5 2.3×7.5 1.7×5.35=86.35(t·m)
M傾=86.35-36.45=49.9(t·m)
M′傾 = 86.35-36.45-80.58=-30.68(t·m)
不同臂長工況下載荷分析對(duì)照表如表2:
由上表所列數(shù)據(jù)分析,可知:廠方規(guī)定的臂長情況下與這種起重臂長為28.5m時(shí)的情況下比較,空載工況下與滿載工況下的傾翻力矩都在原廠設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。因此,在保證塔機(jī)整體穩(wěn)定和原有起重性能的前提下,配重減少5.8t即采用7.5t,起重臂安裝28.5m的方案是完全可行的。