大型動臂式塔機(jī)的特殊性

 這里說的大型動臂式塔機(jī)，已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的下回轉(zhuǎn)、非自升式動臂式塔機(jī)，而是代表著大起重量、大起升高度、大起升速度的當(dāng)代重型建筑起重機(jī)。就上述典型工程施工來說，大型動臂式塔機(jī)是其首選，甚至是唯一選擇。能夠創(chuàng)造如此多“第一”的大型動臂塔機(jī)必然有其在性能、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用技術(shù)等方面的特殊性，必然有其在安全使用方面的特殊要求。

1、性能參數(shù)

    大型動臂塔機(jī)除具備外爬、內(nèi)爬、行走功能外，特殊功能
   （1）大起重量

　現(xiàn)代大型建筑工程采用了鋼或鋼、混凝土組合結(jié)構(gòu)，吊裝單元的重量大大提高，異型、組合結(jié)構(gòu)通常達(dá)到32噸，最大達(dá)到80余噸。因此，大型動臂塔機(jī)配置重型主起升系統(tǒng)，最大起重量通常在32至100噸。

    （2）大起升高度
　由于采用了特殊的爬升體系，起重機(jī)可隨建筑結(jié)構(gòu)整體爬高，起升高度大幅度提高。

   （3）大起升速度
　起升結(jié)構(gòu)大功率，特別是采用了自備的內(nèi)燃機(jī)拖動方案，帶負(fù)荷起升速度超過100m/min。
2、結(jié)構(gòu)特性

   （1）吊臂起伏角度大，尾部回轉(zhuǎn)半徑小

　大型動臂式塔機(jī)吊臂起伏角度在17至83度之間，大大拓寬了設(shè)備的能力和工作范圍。相對于水平臂塔機(jī)，吊臂的大仰角相當(dāng)于增加了塔身的高度，有效擴(kuò)展的工作范圍幾乎是以吊臂長度為半徑的半球體空間。這對于結(jié)構(gòu)主體施工以及主體結(jié)構(gòu)上高聳構(gòu)件吊裝具有重要意義。尾部回轉(zhuǎn)半徑在8至11米之間，這在群塔作業(yè)、城市狹小作業(yè)空間施工提供了更多的選擇，在城市中心區(qū)、超高層建筑工程施工甚至是唯一選擇。但另一方面，由于吊臂起伏引起兩個方面的問題。其一，吊臂自重彎距變化大。如M440D安裝55米吊臂，當(dāng)由最小幅度變化到最大幅度時，其自重彎距變化超過300t.m（安裝82米臂的M1280D塔機(jī)自重彎距變化甚至超過1000t.m），吊臂自重彎距變化對整機(jī)平衡影響很大。因此大型動臂式塔機(jī)吊臂設(shè)計采用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，最大限度地減輕臂架重量而增加吊重，提高吊重與機(jī)重的比例系數(shù)。其二，吊臂迎風(fēng)面積增加大。由最大幅度變化到最小幅度時，相對于臂根鉸點，其吊臂迎風(fēng)面積增加3.4倍。因此無論大型動臂式塔機(jī)處于工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)，風(fēng)載荷對塔機(jī)安全影響更大，并且這種影響是變化的、動態(tài)的，容易為操作及管理者忽視而造成重大事故。這一點在“安全預(yù)警”中進(jìn)一步討論。

   （2）吊臂穩(wěn)定性好，安裝幅度范圍大

　大型動臂式塔機(jī)吊臂設(shè)計采用“桿”結(jié)構(gòu)，相對于水平臂塔機(jī)“梁”結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能更好，吊臂結(jié)構(gòu)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重的比例更小，而最大起重量則更大。因此，常規(guī)大型動臂式塔機(jī)起重能力都能夠達(dá)到30至100噸，有效的解決了超高鋼結(jié)構(gòu)工程對起重機(jī)大起重能力的要求。另外，由于塔機(jī)吊臂設(shè)計采用“桿”結(jié)構(gòu)，吊臂安裝幅度范圍更大。為使用提供更多靈活選擇，可以供不同工程選擇，也可以在同一工程的不同階段根據(jù)需要調(diào)整。表3中可見，雖然吊臂安裝幅度大，但是不同安裝臂長對于起重特性的影響很大，例如65米安裝臂長在臂端起重力矩175t.m，而30米安裝臂長在臂端起重力矩則能夠達(dá)到585t.m，該變化量遠(yuǎn)大于水平臂塔機(jī)。此特點是由吊臂自重彎距變化和吊臂風(fēng)載荷引起，盡管制造商試圖采用可移動平衡重來抵消吊臂自重彎距變化，終因制造成本等因素未成為主流。因此從有效利用大型動臂式塔機(jī)“起重特性”的角度講，在超高工程主體結(jié)構(gòu)施工階段，更適宜選擇較短吊臂安裝。

   （3）主起升鋼絲繩對起重特性影響大

　國外大型動臂式塔機(jī)采用了獨立裝機(jī)的內(nèi)燃機(jī)動力，裝機(jī)容量可達(dá)到600Hp以上，為起重機(jī)高速重載起升創(chuàng)造了良好條件，起升主鋼絲繩選用直徑達(dá)到32毫米以上，鋼絲繩自重對于超高工程主體結(jié)構(gòu)施工必然會影響到設(shè)備起重特性。例如M900D主鋼絲繩重量就達(dá)到8.2公斤/米，如果超過其基本高度300米，附加值2500公斤則要轉(zhuǎn)移為起重載荷，設(shè)備起重特性則要做相應(yīng)修正。該附加載荷對于大型動臂式塔機(jī)超高使用的影響是顯著的。