塔机超长距离附着设计时应注意的问题.doc

三门公安大楼
虎霸QTZ80塔机超长距离附着问题
附着装置是塔式起重机超过独立使用高度时保证塔机稳定的一个重要的装置, 其受力状态复杂, 与所附着的建筑结构关系密切, 是塔机安全工作的重要保证。塔机原设计的常规附着装置的附着距离一般较短, 能满足一般建筑工程施工中的使用。随着建筑设计风格的个性化, 异型建筑越来越多, 有时因塔机安装场地的限制造成塔机与建筑物上可附着点的距离增大, 有时其距离长达20 多米 ,使塔机原有附着装置无法满足使用要求, 必须根据现场实际情况进行特殊设计。因附着装置受力工况复杂, 影响因素多, 多道附着时每道附着受力的大小和方向均随载荷变化而变化, 因此在设计时要考虑多种因素。
　　特殊附着装置设计时首先必须计算出塔机在工作状态和非工作状态下不平衡弯矩的大小和方向,各种状态下扭矩的大小和方向及剪力大小和方向,并考虑塔身的力学特性。在具体设计计算时应再充分考虑如下几个因素。 ]@l Wv  
1、附着间距 sK2.^*-<v  
　　附着间距即各道附着装置间的距离, 必须合适。附着间距太小就要增加附着装置数量, 势必造成: @H )4,Rh  
　　①加大对附着物的总作用力, 此点对大塔机尤为重要; \DmL(,3,  
　　②因附着装置安装误差使塔身出现初始挠度处数增多, 造成塔身实际受力与计算结果误差增大; W6aTEj[
 
　　③使用经济性差。 ;#KW'.\ q  
　　若附着间距太大则有可能造成塔身失稳, 危及塔机安全。 x$aDDvEK{  
2、工况必须考虑全面 3A]4n2G?s  
　　塔机上部不平衡弯矩、扭矩和剪力的大小及方向是变化的, 多道附着时附着装置也是逐道变化的,且附着框架与建筑物间几根连杆中的最大力一般不会出现在同一个工况中。在设计附着连杆时必须逐道附着随工况计算, 见图1, 具体计算时可简化为如下9 种工况。 P$1H[a  

vf$%zKo+q   图1
　　1) A= 0°或180°, 工作状态, 风平行于臂架, 风向由后向前; KP:9\poJ$  
　　2) A= 0°或180°, 工作状态, 风垂直于臂架, 风左右两向; @YYzL  
　　3) A= 0°或180°, 非工作状态, 风平行于臂架,风向由后向前; VwF[d )_{  
　　4) A= 45°或135°, 工作状态, 风平行于臂架, 风向由后向前; ]zl %K
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　　5) A= 45°或135°, 工作状态, 风垂直于臂架, 风左右两向; +dC dR_  
　　6) A= 45°或135°, 非工作状态, 风平行于臂架,风向由后向前; ,au8mv  
　　7) A= 90°或270°, 工作状态, 风平行于臂架, 风向由后向前; [P 6a$Q ~  
　　8) A= 90°或270°, 工作状态, 风垂直于臂架, 风左右两向; Ty6d y  
　　9) A= 90°或270°, 非工作状态, 风平行于臂架,风向由后向前。 WK./Qc`  
3、附着连杆张角B d'vklL7eY  
　　B的理想值为90°, 但特殊附着设计时由于附着距离较远, 达不到理想值, 因此应尽量采取措施增大B值。 #2w.!
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4、附着点建筑物的受力 $Q8qB!B  
　　原使用说明书中给定的附着点建筑物受力已失去意义。因附着条件的限制此力已比使用说明书中给定的值要大得多, 因此在设计时必须同时考虑建筑物附着点允许承受的附着力, 否则设计的附着装置本身虽然没问题但附着物被破坏, 同样危及塔机的安全。 :bK .(E  
5、附着连杆自重及横向风荷的影响 #)*E&C2<  
　　因附着距离大、附着连杆长, 附着连杆已成为典型的双向压弯构件, 其自重和所受横向风荷的影响已不能忽视。　　
当附着连杆采用常用四杆直接附着时,连杆夹角B太小, 最长连杆长度过长。建筑物附着点承受的最大合力为偏小, 从附着装置本身的经济性和对建筑物的作用力来看均是不合理的: ,Xj=;]0TC  
　　①建筑物附着点不能承受这样大的载荷; ^_>w!  
　　②附着杆件过长, 经济性很差, 且安装、调整均不好解决, 因此必须采取特殊措施改善附着杆件的受力状态, 减少对建筑物的作用力。 [E$6%9^qC  
　　为解决上述问题, 经优化计算, 并充分考虑附着点可承受的最大力, 以最大反力为约束条件、附着连杆自重最轻为目标, 求得最佳方案。
此方案有以下几个突出特征: ~): ^ec$_  
　　①有效增大了B角, 提高了附着系统刚度; o;5N4R n2  
　　②缩短了杆件长度, 减轻了自重, 为安装、调试提供了方便; `N A'#9?$  
　　③两组空间三角过渡支持的设计, 有效地分解了附着点的受力,使建筑结构不必为附着而进行特殊加强, 节约了成本。 c{u$2n-:  
　　为QTZ80 塔机而设计的特殊附着装置经现场使用, 测试结果与设计吻合。

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