塔式起重机组装式附着装置施工工法secret.docx

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塔式起重机组装式附着装置施工工法secret

塔式起重机组装式附着装置工法

***建设集团有限公司

二OO八年三月

1、前言……………………………………………………………………………………………………1

2、工法特点………………………………………………………………………………………………1

3、适用范围………………………………………………………………………………………………1

4、工艺原理………………………………………………………………………………………………1

5、施工工艺流程及操作特点……………………………………………………………………………5

6、材料与设备…………………………………………………………………………………………11

7、质量控制……………………………………………………………………………………………11

8、安全措施…………………………………………………………………………………………11

9、环保措施……………………………………………………………………………………………12

10、效益分析……………………………………………………………………………………………12

塔式起重机组装式附着装置工法

1、前言

当前，随着国民经济的发展，建筑业规模不断扩大，高层、超高层建筑也日渐增多，自升式塔式起重机（以下简称塔机）已成为必不可少的垂直运输机械，对于超过自由高度的塔机，必须正确安装使用附着。

附着装置起到增加塔身刚度、稳定性、保持其起重能力的重要作用。

以往的附着加固方法为：

根据塔机安装位置与建筑物之间的距离量出其长度，然后根据其所用的附着杆的长度，在原有撑杆长度的基础上进行割焊。

此种附着存在的缺陷：

附着杆经过多次的割焊，接头过多，材料受热后，材质发生变化，存在着较大的安全隐患；

附着杆加工制作时间长，影响工期；

单根附着较长，运输不便；④附着杆每次的割焊，造成了材料、人工的浪费，不符合当前社会节能、降耗、环保、科技发展的要求；我公司针对这一实际情况邀请省内有关安全监督、设计单位、生产厂家等领导多次召开了专题会议，在经过充分调研、论证以及在工地上的安装试用，研制出适用于不同规格、长度的塔机组装式附着装置。

该附着装置是一种比较安全可靠、能够降低成本的附着方式，解决了以往附着存在的缺陷，值得国内推广使用。

2、工法特点

塔机组装式附着安装方便，易操作，速度快，缩短了附着安装工期；该附着装置在使用时安全可靠，结构牢固；实现了工具式、定型化并能长期周转使用，节约了材料、降低了成本。

3、适用范围

3．1适用于建筑施工工地QTZ800以下型号的附着式塔式起重机。

3．2塔机中心与建筑物附墙之间距离应符合说明书中的规定（如超出说明书规定的距离，需对附着另行计算）。

4、工艺原理

4．1常用的附着加固方式一般有以下两种（详见图4.1-1、4.1-2）：

以上两种附着方式中，塔机附着撑杆受一定的交变的拉应力、压应力、不同型号的载荷，塔机在说明书中均给出了其在最不利工况下的附着点的最大受力值。

如QTZ800塔机附墙装置受力值为（表４.1-1）：

载荷

工况

F1（kN）

F2（kN）

F3（kN）

F4（kN）

工作状态

±127

±155

±23．5

±46

非工作状态

±134

±161．5

±59

±64．5

QTZ315塔机附墙装置受力值为（最不利工况下）（表4.1-2）

载荷

工况

F1（kN）

F2（kN）

F3（kN）

F4（kN）

工作状态

±50

±90

±50

±90

非工作状态

±60

±70

±60

±70

4．2塔机组装式附着技术分析

4．2．1技术分析

1、根据塔机附着的受力情况可知：

只要附着杆强度达到设计要求，附着杆的形式是可以改变的。

为此，我们为了安装使用方便，设计出组装式塔机附着，组装式附着是由几种不同长度、不同规格的焊接短撑杆组成，然后由短撑杆通过螺栓连接，组成不同长度的撑杆，拼装的撑杆长度是根据塔机中心与附墙物之间的距离确定的。

2、由于不同型号的塔机，对撑杆的强度要求也是不同的，因此我们在设计撑杆时一定要根据塔机的型号来选择撑杆的截面，以及接头钢板的厚度、连接螺栓的规格（详见表4.2.1）。

表4.2.1各类塔机附着杆材料明细表

塔机

类型

槽钢规格（mm）

加固板规

格（mm）

加固板间距（mm）

螺栓副数量（套）

高强度螺栓规格

QTZ315

[126×53×5.5

10×60×60

500

4

M20×90

QTZ40

[140×58×6.0

10×60×60

500

4

M20×90

QTZ60

[160×63×6.5

12×65×65

500

6

M20×90

QTZ800

[160×63×6.5

12×65×65

500

6

M20×90

3、下面我们以QTZ40塔机的附着撑杆为例，对组装式塔机附着撑杆进行验算。

QTZ40塔机接头钢板选用材料为Q235A，厚度为16mm钢板，其连接螺栓为M20、8.8级高强螺栓。

QTZ40塔机附着接头见图4.2.1：

4．2．2校核计算：

1、以QTZ40塔机附着杆为例进行校核

根据连接点结构情况，需校核以下3个方面内容

1）螺栓强度

2）连接板强度

3）槽钢与连接体焊缝

2、计算附着杆载荷

计算附着杆受力情况见表4.2.2

表4.2.2附着杆受力情况

工况

附着荷载

水平分力（KN）

垂直分力（KN）

工作

38

58

非工作

40

43

按最大附着点受力作为附着杆的受力依据，偏于保守。

水平分力和垂直分力合成

工作状态69.3KN

非工作状态58.7KN

以工作状态的69.3KN作为附着杆计算载荷。

3、计算螺杆强度（GB/T13752-92）

该附着杆采用M20，8.8级高强度螺栓，数量为4个；

螺栓预紧力F1=K1FN/n

K1：

系数、取1.45

FN：

附着杆受力69.3KN

n：

螺栓数量

F1=1.45×69.3/4=25.12KN

螺栓强度σc=（F1+KC×FN/n）×1000/Ad1

Kc：

系数取值0.25

Ad1:

螺栓最小面积225mm2

σc=（25.12+0.25×69.3/4）×1000/225=13.89MPa

[σc]=σs/kn1

σs:

螺栓曲服极限660MPa

Kn1:

安全系数Kn1=1.2－1.5之间取为1.5

[σc]=660/1.5=440MPa

结论σc<[σc]螺栓强度计算通过

4、计算连接板强度

　　根据结构需要计算A-A截面强度（详见图4.2.2），该处弯矩最大。

弯矩M=FN×b/2

FN：

附着杆受力69.3KN

b:

A面距螺栓孔距离27.5mm

Ｍ=69.3×1000×27.5/2=952875Nmm

计算截面特性：

I=L×b3/12=200×163/12=6.8266mm4

Ｗ=2I/b=68266/8=8533mm3

弯曲应力σ1=M/W=952875/8533=111.6MPa

剪应力τ=F/A=（69.3×1000/2）/16×200=10.8MPa

应力合成σ=（σ21+3τ2）1/2=113MPa

结论：

连接板材料为Q235σs=235取安全系数n=1.48

得:

[G]=235/1.48=158MPa

σ＜[σ]:

连接校核强度通过

5、焊缝断面型式，角焊缝高度10mm有效高度10/σ2=7.07mm

周围有效长度120×2+53×4=452mm

焊缝剪应力τ=（69.3×1000）/（452×7.07）=21.7MPa

[τ]=[σ]/[31/2]=158/31/2=91.2

τ<[τ]焊缝计算通过

通过计算组装式附着达到了使用要求。

5、施工工艺流程及操作要点

5．1组装式塔机附着装置制作安装工艺流程详见图5.1：

5、2操作要点

5.2.1组装式塔机附着在制作时，首先要确定制作短撑杆的长度（详见图5.2.1-1、5.2.1-２），制作长度分别为200mm、300mm、500mm、1000mm、2000mm、3000mm共6种规格。

5.2.2制作时首先要根据以上各种撑杆的长度进行下料，下料时一定要保证钢梁的平直度，不应大于H/1000，钢梁、连接板、连接耳板，钢材切割面应无裂纹、夹渣，分层和大于1mm的缺棱。

5.2.3连接板、连接耳板在钻孔时，按C级螺栓孔制作、孔壁表面粗糙度Ra不应大于25µm，其允许偏差按照《钢结构工程施工质量验收规范》表7.6.1-2中的偏差规定，所下料的尺寸、钻孔的位置一定要按图纸要求进行加工。

5.2.4焊接制作要保证撑杆与连接板焊接位置要准确，必须保证撑杆与连接板要在中心位置，并且保证撑杆与连接板的垂直度，焊接时焊条应与焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定，焊缝一定要达到焊接标准，角焊缝高度不低于10mm，焊缝不得出现漏焊、夹渣、气孔、断焊现象。

5.2.5制作完毕后进行检验，对焊缝进行探伤检验（详见图5.2.5），组装好附着的两销轴孔之间的同轴度不超过2mm。

5.2.6组装式塔机附着安装工艺流程（详见图5.2.6-1）

1、附着安装前，应首先按照说明书中规定的要求安装可拆工具式撑杆附墙座（详见图５.2.6-2），同一道附着装置的附着框及各支撑杆应处于同一水平面上。

2、首先要根据塔机中心与附墙位置的距离选取不同规格的短撑杆，选取撑杆时一定要本着接头最少，长度能达到标准距离为原则。

3、将选取好的短撑杆依次按照顺序用高强度螺栓进行连接，要求连接好的撑杆允差为两销轴孔直线度偏差不超过2mm，螺栓需备双帽，防止螺母松动（详见图5.2.6-3）。

4、将组装好的撑杆依次用塔机吊装到安装为止，安装附着装置时，应先调整起重臂的方位和变幅小车在起重臂上的位置，使塔身处于最佳平衡状态后再安装支撑杆（详见图5.2.6-4）。

5、附着装置安装后，用经纬仪测量其加固塔机垂直度，最高附着点以下塔身轴心线的垂直度偏差应不大于2/1000，如垂直度达不到要求，可用附着撑杆两端的调节丝进行调整，从而使塔身的垂直度符合要求。

5.3劳动力的组织

组装式附着在制作时需持证电焊工两名、质检人员1名，切割人员1名，现场安装时，需持证特种安装作业人员3名，塔机司机、指挥、司索各1名。

6、材料与设备

制作时所采用的材料与设备：

气割、台钻、砂轮、电焊机，安装需要塔机配合作业，所用的工具有配套扳手、扭力扳手、经纬仪、角尺、卷尺等。

7、质量控制

7．1所用钢板质量应符合《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定，焊接必须符合GB50205的验收要求。

7．2组装后附着撑杆的允差为两轴孔之间的直线度不超过2mm。

7．3长度超过7000mm的附着撑杆，不宜采用组装式。

7．4其余参照塔机附着安装的相关技术要求。

8、安全措施

必须严格遵守《交流电弧焊安全操作规程》、《钻床安全操作规程》、《砂轮机安全使用规程》相关规定和《塔式起重机附着锚固安全技术交底》的内容，严格落实生产安全责任制。

8．1安拆时要在楼下划分物料打击区，周围设栏杆，设警界标志，专人管理，禁止任何非作业人员入内。

8．2技术人员应针对工程具体情况做好附着技术交底。

8．3附着安装时应对附着框固定牢固，防止附着框下滑。

8．4安装时，任何人不能将手插入销轴孔内，以防挤手伤人。

8．5所有施工操作人员必须配备齐全有效的安全帽、安全带，安全带要高挂低用。

8．6使用塔机吊装附着撑杆时需设专人指挥、信号明确，就位准确。

9、环保措施

9．1施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环保的法律法规有关规定，加强对材料设备弃渣的控制和制理，遵守有关防火和废弃物处理的规章制度，随时接受相关单位的监督检查。

9．2防腐油漆、废料等必须放到专门存放地封闭保管好，不得有遗洒污染环境。

9．3尽可能避免夜间施工，以免惊扰居民休息。

10、效益分析

10．1组装式塔机附着装置，解决了以往塔机附着撑杆频繁割、焊，重复制作的费用（详见图10.1）。

以往重复制作一套附着需用材料约为400元，人工费约为200元，而组装式塔机附着解决了材料的重复浪费，节省了人工费。

按目前我公司现有附着式塔机100台计算，每年需加固附着的次数约为1000次。

故每年可节约材料费、人工费：

（400+200）*1000=60万元

扣除每年所耗用螺栓的费用约为5万元

即：

每年节约费用约为60万元-5万元=55万元

10．2提高了工作效率，安拆快捷、方便，为施工单位节约大量的宝贵时间。

10．3组装式附着的应用在使用过程中得到了广大用户的一致好评，为扩大租赁市场，提高设备的利用率奠定了良好的基础，取得了无形的社会效益。