1 前言
1.1选题的背景[1]
从目前的发展趋势来看，国外的城市型和中型塔机中平头塔机将逐步替代传统的塔机。目前，国内生产平头塔机的阵营同样在迅速扩大，用户也在逐渐增多，但是和带有塔头的普通塔机相比差距巨大，同时由于建筑施工企业的使用习惯，我国平头塔机的广泛推广和应用尚需时日，相信随着我国平头塔机的不断发展和完善，可以预见, 具有独特优点的平头塔机必将在中国市场上得到广泛的推广和应用。因此，如今平头塔机在国内外市场前景良好。
1.2选题的目的和意义
随着建筑业的发展,塔式起重机(简称塔机)作为建筑施工的重要象征与主要运输机械,在建筑业得到了广泛应用。作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危险作业。目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。如何提高塔式起重机的本质安全、合理地使用和管理塔机,让塔机更好地发挥作用,是建筑业亟待解决的难题之一。
塔身是平头塔式起重机的核心部分。本课题在调研目前现有产品和相关技术资料的基础上，明确塔身结构型式和工作原理，在满足多种工况要求的条件下，从中选择合理方案，进行强度、刚度、稳定性设计和校核计算。给出塔身标准节优化设计、绘出结构图纸。
2 平头塔式起重机国内外发展状况综述
平头塔机和传统塔机的图片
图1传统塔机（资料来源：互联网）
图二平头塔机（资料来源：互联网）
2.1平头塔式起重机的特点[2]
2.1.1平头塔机的结构特点没有塔头和拉杆是平头塔机最显著的结构特征，这也是平头塔得名的由来。由于这一特殊的结构形式才使平头塔与带塔头的塔机有了质的区别，这也决定了平头塔所特有的优点和缺点。
与带塔头、拉杆的水平臂小车变幅式塔机相比，平头塔吊臂的受力状况、连接方式明显不同。立塔后无论是工作和非工作状态，平头塔吊臂和平衡臂上下主弦杆受力状态不变，上弦杆主要受拉，下弦杆主要受压，没有交变应力的影响，
其力学模型单一、简明。正是基于这一点，平头塔吊臂的连接设计才更简便，非常便于臂节之间的快速拆装，现代的平头塔吊臂大多采用正三角形截面的空间桁架结构主要也是考虑这一受力状况。上弦杆靠一个销轴连接承受拉力，下弦杆则靠结合处的端面承受压力，这样下弦杆的连结方式非常简便，仅靠两个定位锁销并配锁止螺栓。安装时先将上面的销轴连好，然后下落臂节，两锁销自动就位，穿上螺栓即可，臂节间主要靠上弦杆的一个大销轴连接，既省力又省时，这是平头塔机的特色之一。
2.1.2平头塔机的优点随着应用领域的不断加大人们逐渐发现了平头塔的许多优点，这是其它类型塔机所无法替代的。近年来世界最著名的几大塔机制造商，如Potain\,Liebherr\,Terex、Kroll等[3]公司纷纷涉足平头塔领域，使平头塔成为一种新潮。
1)大大降低拆装塔机对所需起重设备起重能力的要求。平头塔机由于取消了塔头，其单元质量小、安装高度低，最大安装高度可比同级的其它塔机降低10m 以上。普通塔机安装吊臂时必须在地面上先将臂架、拉杆等全部连接好再进行整体吊装，此时对起重设备的要求最高，要有很大的起重量和起升高度。因为臂根销轴连好后还要将大臂抬高许多才能将吊臂拉杆连好，安装吊臂拉杆时容易出现安全事故，而平头塔安装则彻底被改善。平头塔的吊臂节通常有4m、5m或10m 节。以50m长的吊臂为例，其最大单元质量只相当于吊臂总量的1/5左右，臂架在空中逐节拆装和整体吊装相比对起重设备的要求大大降低，不仅节省拆装费用，而且更加安全、快捷。[4]
2)适合于群塔交叉作业。由于平头塔取消了塔头，当群塔交叉作业时每两台交叉的高度差通常可降到3m，而带塔头的塔机要10m以上。平头塔群交叉作业总体高度可大大降低，则具有总体安装时间少、对安装设备的要求低、减小每台塔机的压重及采用较小的塔身截面和底架等优点。
3)适合对高度有特殊要求的场合施工。平头塔没有塔头，吊钩的有效高度大为提高，空间利用率高，因此非常适合于对高度有特殊要求的场合，如机场的改扩建，机场旁的施工，隧道内、厂房内的施工，高压线下的施工等，而传统带塔头的塔机往往很难胜任。
4)适合于对幅度变化有要求的施工场合。平头塔机臂节特殊的连接方式及没
有塔头、拉杆，使其吊臂的逐节拆装非常简易、安全，施工过程中如需要改变吊臂的长度(加长或缩短)时都不用拆下整个吊臂，而在空中就可以完成臂节的加、减。这种需要改变幅度的情形在电厂（站）的双曲线冷却塔施工中经常会遇到，当冷却塔建好后塔机通过双曲线最小孔径时，往往需要拆除部分臂节甚至是大部分臂节才能顺利将塔机降下。普通塔机受拉杆的限制，吊臂只能拆掉吊点以外的臂节，要拆掉吊臂拉杆难度很大，这时采用平头塔就可以在空中很方便地任意拆掉臂节。
5)便于施工现场受限条件下的塔机拆装[5]。如果受现场条件限制，汽车起重机无法靠近时采用平头塔无疑是最佳的方案。因为平头塔独有的吊臂连接方式使整个臂架可以在空中逐节拆装，必要时可以直接从运输车辆上取放臂节。由于单元臂节的质量较小，可以利用工地上已有的塔机安装其旁边的平头塔。实际上拆卸塔机时现场受限的情况更加普遍，如带有裙楼的高层建筑，因种种因素塔机常立在裙楼里，一旦工程完工拆塔时受裙楼的限制，汽车起重机往往无法靠近，普通塔机拆卸大臂是个难题，而这种情况拆平头塔则容易得多。
6)吊臂钢结构寿命长、安全性高。平头塔没有吊臂拉杆，其臂架的截面尺寸通常比同级别的普通塔机要大，尤其是截面的高度较大，则刚度较大，吊载时屈曲变形也较小。国内用户担心平头塔没有拉杆不太安全可靠，但事实恰好相反，据国外司机反映，使用平头塔比普通塔机更加平稳，尤其在回转或紧急制动时，平头塔吊臂只受方向向下载荷的作用，比较简单；而普通塔机的吊臂还额外受到因拉杆作用而产生的水平和向上分力的作用。另外，普通塔机因变幅小车位置的不同还使吊臂某一相同部位所受应力明显不同，综合作用的结果使吊臂主要受力杆件经常受到拉、压交变应力的作用，往往成为吊臂疲劳损伤甚至断裂及焊缝开裂的主要原因；而平头塔的吊臂在垂直和水平两个方向上都不受交变应力的作用，极大地提高了吊臂钢结构的使用寿命和安全性。
7)吊臂的适用性好、利用率高。平头塔吊臂的设计便于实现模数化，这一点很重要。对制造商来说，吊臂模数化可以大大降低设计和制造成本，从而降低平头塔价格；对用户来说，能充分发挥吊臂的灵活性和适应性。如同系列不同级别平头塔的吊臂节可以互为利用，较大型号平头塔的端部臂节可以用作较小塔机的中间或根部节，这样可以增加塔机的吊臂组合，提高吊臂的适用性和利用率。
8)设计成本低[6]。平头塔的设计省去了塔头、拉杆的设计和计算，而且吊臂的计算工况少、力学模型简单，计算量大大降低，计算结果更加接近实际值，便于进行模数设计，从而大大减少设计周期。这一点对于生产厂家应付瞬息万变的市场、满足用户多种要求来说也至关重要
2.2国外塔机发展简述
平头塔机起源于欧洲，叫法源于flat-top tower crane 的译名[7], 也有叫无塔头式塔机(topless tower crane)的。平头塔机的设计思想及雏形最早可追溯到20 世纪60 年代，当时法国Richier公司研制的塔机外形已接近于现在的平头塔机，例如其X1290 和GT系列塔机塔头较矮，通常不超过4m，只稍稍高于吊臂和平衡臂。但严格来讲，这些塔机又不同于现在的平头塔机，尽管塔头较矮，但还是能区分出塔头、平衡臂、拉杆等。真正的平头塔机诞生于1975 年，瑞典Linden 公司首次提出平头塔机的概念，并率先推出了Linden 8000平头塔机模数系统，不同型号平头塔机的吊臂可以互换。Linden 平头塔机没有传统意义上的塔头，而且取消了拉杆，上部结构形状呈水平且均为刚性结构，没有传统塔机那种塔头、平衡臂、吊臂及拉杆之间的铰接连接方式。可以说，Linden 平头塔机的出现揭开了平头塔机发展的序幕。
20世纪60年代至70年代,国外塔机的品种、型号和产量不断增加。设计和制造塔机的主要国家有德、法、英、意、西班牙、丹麦、瑞典、俄罗斯以及美国和日本等。比较著名的塔机厂家有德国的利波海尔公司、沃尔夫公司、法国的波坦公司及日本的小川公司等[8]。
2.3国内塔机发展简述
我国生产塔机已有40多年的历史,经历了一个从测绘仿制到自行设计制造的发展过程。在20世纪50年代,为了满足经济建设的需要,引进了前苏联和东欧一些国家的塔机,并进行了仿制。60年代进入了自行设计与制造阶段,红旗2号塔机就是当时我国自行设计与制造的产品[9]。1965年,我国已有塔机生产厂10余家,生产塔机360多台,这些塔机都是下回转动臂式的。70年代我国塔机进入了设计水平提高、产品品种增多的阶段。80年代以来,从法国等国家引进了塔机技术,从而使我国进入了塔机快速发展时期。90年代我国的塔机业得到了蓬勃发展,无
论是在先进性,还是在安全性、使用性能、技术性能等方面都有了极大的提高。塔机产量已经达到7 000台左右(其中井架塔机约占一半),生产厂家达到300家左右,出现了一批生产国优名牌产品的厂家,如北京机械厂、四川建机厂、沈阳建机厂、哈尔滨工程机械厂、重庆建机厂、山东建机厂等[10]。
应当说国内塔机生产制造，从技术水平、产品质量、安全性能等方面，基本能达到国家规范和标准，满足使用要求。但在结构和机构方面，都不同程度存在一些问题。
在塔机类型及结构方面，一些厂家特别是有一定规模的厂家，过多地重视生产规模，对产品的质量和服务质量不够重视，特别是忽视技术创新，产品的技术水平多年来没有大的提高。
一些厂家忽视“塔机安全性为第一位”的原则，盲目追求制造大吨位塔机，产品结构存在较大的安全隐患。同时一些不具备制造技术及生产管控能力较差的小厂，其产品质量低劣，存在较大的使用安全隐患。同时大多数厂家的产品型式比较单一，与国外先进水平有较大差距。对塔机的智能化和安全预警，也缺乏必要的研发投入。而对于结构材料的抗疲劳试验，更无一个厂家具备相应的技术设施和手段。
有的厂家过度注重生产规模，或者不具备必要的生产设施，塔机结构件的焊接质量不高，材料和结构基层不作喷丸除锈处理，喷涂质量不高。这些普遍存在的问题，不仅造成行业技术水平落后，产品的性能和质量不高，还增大了塔机后期的使用成本[11]。
3塔机的主要参数和结构形式
3.1主要技术参数[11]
机构工作级别起升机构M5 回转机构M4 牵引机构M3
起升高度（m）73 最大起重量( t ) 25
幅度(m) 最大幅度(m) 80 最小幅度(m) 3.5
起
升机速度
倍率α=2α=4
起重量（t）12.5 6.25 1 25 12.5 2
速度（m/min）0-27 0-53 0-80 0-13.5 0-27 0-40
构电机型号功率QP2580A，63KW
回转机构
机构型号扭矩HPV145B1.130B 3*145N.M
转速
0-0.72 r/min
牵引机构
速度机构型号功率0-100 m/min BP110A11KW
总功率96.5KW（不含顶升机构）
3.2塔身结构形式[12]
塔身是塔式起重机的主体，承载着起重机臂架的重量和载荷的重量。从结构上可分为薄壁圆筒和空间桁架结构。塔身标准节长有2.5m、3m和5m等多种规格尺寸。标准节连接方式有：法兰连接、螺栓连接、套筒螺栓连接、销轴连接等几种。塔身截面形式一般为正方形截面，主弦杆一般为方管钢、角钢和圆钢管塔身腹杆一般为角钢和无缝钢管，有三角形、K字形等多种布置方式。
结合主要技术参数和参考相关资料塔身标准节节长为5.78m，连接方式为螺栓连接，结构形式为空间桁架行、截面为正方形2.5×2.5m，主弦采用圆钢，塔身腹杆采用无缝钢管，并采用“米”行布置形式。其具体集合数值和材料参数如下表
表3：塔身标准节各杆件参数表
杆件长度（mm）直径（mm）重量(kg) 数量
主弦杆5780 Φ140823 4
斜腹杆1444 Φ66*5 17 32
横腹杆978 Φ42*3 2.8 16
表4：塔身标准节各节参数表
节数高度（mm）重量（kg）
1 5780 4720
2 5780 4720
3 5780 4720
4 5780 4720
5 5780 4720
6 5780 4720
7 5780 4720
8 5780 4720
9 5780 4720
10 5780 4720
11 5780 4720
内塔身11000 4212
合计74580 575332 其proe建模截图如下图
图3
（资料来源：三维图截图）
3.3塔身的几何参数[13]
本文研究的平头塔式起重机塔身标准节分为11节，所有节的结构和材料完全相同。塔身标准节的横截面为正方形的、主弦的结构形式的三维截图和二维截图余下：
图4
（资料来源：三维图截图）
图5（资料来源：三维图截图）
由于在米字型结构中左半部分主要拉力、而右半部分主要受压力，所以腹杆左边和右边采用不同结构形式。左边采用焊接板钢，用螺栓连接形式，以增加腹杆的抗拉作用。左半部分的斜腹杆和横腹杆的三维建模图和二维设计图的截图如下：
图6 （资料来源：左腹杆三维图截图）图7（资料来源：左斜腹杆三维图三维图截图）
图8（资料来源：左斜腹杆二维图截图）
图9 （资料来源：左横腹杆三维图截图）
图10 （资料来源：左横腹杆二维图）
标准节米字型结构右半部分主要承受压应力，为了避免应力集中，不能采用螺栓连接，而是直接采用钢管和主弦焊接的方式使右半米字型结构得到优化。其具体三维和二维图如下：
图11 图12
（资料来源：右腹杆三维图截图）（资料来源：右斜腹杆三维图截图）
图13
（资料来源：右斜腹杆二维图截图）
图14
（资料来源：右横腹杆三维图截图）
图15
（资料来源：右横腹杆二维图截图）
4 标准节的二维设计和三维装配
4.1标准节的二维设计[14]
标准节的二维设计的零件图和二维装配图，以及相关的技术参数详见附加图纸。
4.2标准节零件的三维设计
由徐工集团提供的XCP560平头塔式起重机的CAD图纸进行数据统计和三维特征归类，在PROE-ENGINNEER4.0中进行标准节的三维设计。其中主弦杆，斜腹杆和横腹杆的三维零件图见3.2中三维插图。相关连接件的三维图余下：
图16 图17
（资料来源：主弦中部耳板三维图截图）（资料来源：主弦斜腹杆耳板三维图截图）
图18 图19
（资料来源：主弦上端耳板三维图截图）（资料来源：米字节点耳板三维图截图）
图20 图21
（资料来源：主弦下端耳板三维图截图）（资料来源：主弦横腹杆连接耳板三维图截图）
图22
（资料来源：主弦斜腹杆耳板三维图截图）
4.3标准节三维装配图[15]
图23图24
（资料来源：1/4标准节装配图三维图截图）（资料来源：单节标准节装配图三维图截图）
图25
（资料来源：11节标准节装配图三维图截图）
4.4标准节桁架连接和标准节之间连接三维图
图26 图27
（资料来源：主弦中部和斜腹杆链接三维图截图）（资料来源：主弦和横腹杆连接三维图截图）
图28 图29
（资料来源：斜腹杆和横腹杆米字型连接（资料来源：斜腹杆与主弦上部连接图三维图截图）三维图截图）
图30
（资料来源：标准节节之间的连接图三维图截图）
5有限元软件分析[16]
MSC/PATRAN是工业领域最著名的有限元前、后处理器，是一个开放式、多
功能的三维MCAE 软件包，具有集工程设计 、工程分析、和结果评估功能于一体的、交互图形界面的CAE 集成环境。
主要特点： 命令过程自动文件记录，记录文件可编辑修改并用于模型参数化研究； 交互的超文本在线帮助系统； 数据库不同平台相互兼容； 强大的PATRAN 命令语言(PCL)可使用户开发自己的分析模块和完全集成已有的分析程序；CAD 模型直接读入； Unigraphics 几何特征读写和编辑功能； 独立的几何模型的创建和编辑工具； 完全集成MSC 的各种分析求解器及外部、第三方的分析求解器；丰富、高质量的1D, 2D 和 3D 网格划分器；任意的梁截面库定义；载荷、边界条件、材料和单元特性可直接施加在几何模型上；可视化的与时间或温度相关的载荷和材料特性的定义及显示；丰富的结果后处理功能；丰富可调的色彩显示方案；直接访问材料管理系统MSC/MVISION 中的各种材料数据。 5.1工况分类 5.1.1工况一
工况一是当风吹的方向与起重臂，平衡臂成垂直状态起重臂在80m 出起升3t 重物，起重臂与塔身成零度角是的状态。
风载荷方向与起重臂、平衡臂垂直如图4所示：
5.1.2 工作工况二
工况二是当风吹的方向与起重臂，平衡臂成平行状态。起重臂在80m 出起升3t 重物，风载荷方向与起重臂方向平行如图5所示：
5.1.3
非工作工况三
工况三当风吹的方向与起重臂，平衡臂成平行状态。起重臂不起升重物
图32工作工况二
图31 工作工况一示意图
风载荷方向与起重臂方向平行如图6所示：
图33 非作工况三
非工作工况下的风压0-20m 800 Pa；20m以上1100 Pa，此种状态下，风对塔机的作用方向与工作工况Ⅱ相同。
5.2载荷的计算
根据起重机规范、平头塔式起重机标准节所受的载荷主要包括四类：自重载荷、起升载荷、水平惯性载荷、风载荷以及其他载荷。
（1）自重载荷。自重载荷是平头塔式起重机设计计算时必须考虑的主要载荷之一。根据XCP560平头塔式起重机图纸统计，自重载荷包括主弦杆的自重、斜腹杆的自重。横腹杆的自重等。
（2）起升载荷。起升载荷含吊具、吊车和吊重。当起升时、小车突然启动或停车时会产生附加载荷。动载荷通过载荷系数进行考虑的。
（3）水平惯性载荷。包括回转惯性载荷和离心载荷。
（4）风载荷。平头塔机一般在露天工作，因此必须考虑风载荷的作用。一般计算中所用到的风载荷是指塔机在正常情况下所承受的最大风力。
（5）其他载荷包括温度载荷、实验载荷以及其他载荷，在这里不做考虑。
由于本文只对塔身标准节的刚度和强度进行计算，故臂架的自重、风载荷、水平惯性载荷、起重载荷等都需要通过计算转化到标准节上转换公式=
l
=
f
f
m
f?
根据臂架同学提供的数据，在水平方向
Fx=F水平+Pw Mx=Fx×L水平+Pw×L中
式中：F水平为水平惯性载荷
Pw 为风载荷
L水平为水平作用点到标准节距离
L中风载荷作用力中心岛标准节距离
5.2.1风载荷的计算
1）起重臂风载荷计算，n片型式尺寸相同，且间隔相等的并列结构在纵向风力
作用下，总迎风面积如下计算：
A=(1-ηn)ω1A1/(1-η) （6）
式中：A
1=0.4×2.028×1.255÷2=0.512
m
结构充实率ω1=0.4
挡风折减系数η=0.4
得A=（1-0.412）×0.4×0.51÷0.6=0.342
m
已知：风力系数C W=1.3
计算风压P W=250Pa
代入得，F W =1.3×250×0.34=110.5N
2）.平衡臂风载荷计算
已知：结构充实率ω=0.3
则A=0.3×2.3×1.4=0.9662
m
风力系数C W=1.3
计算风压P W=250Pa
代入得，F W =1.3×250×0.966=313.95N
3）.平衡重风载荷计算
平衡重迎风面积按实体计算
已知：结构充实率ω=1
则A=1×2.5×2.5=6.252
m
风力系数C W=1.3
计算风压P W=250Pa
代入得，F W =1.3×250×6.25=2031.25N
4）.塔身风载荷计算
在此工况下，风对着矩形截面空间结构对角线方向吹，矩形截面的边长比为1：1.2，风载荷取为风向着矩形边长作用时的1.2倍
则F W =1.2×28928.9=34714.68N
5.2.2自重和载重
不管在那种工况下，自重和载重的不变
竖直方向F Y=664KN M Y =4050KN*M
5.2.3总结工作工况下载荷数据
0 风平行臂架的时候（工况一）
水平方向M=
255 KN?M 风垂直臂架的时候（工况二）
2455.7 N 风平行臂架的时候（工况一）风载荷Pw=
30724 N 风垂直臂架的时候（工况二）
很明显在工况一下，塔身受力要比工况二大，故在只对工况一进行四根主弦受力情况分析。
竖直方向 有公式 4F 1=F Y
y M F =?÷?225.24
四根主弦左边两根受力相同成为F 左，右边两根受力相同成为F 右 F 左=F 1-F 2 =644000 N F 右=F 1+F 2=976000N 水平方向 有公式4F 3=Pw
x M F =?÷?4225.24
F 点1z =√2/2F 4+F 3=164651N F 点1x =√2/2F 4=156970N F 点2z =√2/2F4+F3=-156970N F 点2x =-√2/2F 4=-156970N F 点3z =-√2/2F 4+F 3= 149289N F 点3x =-√2/2F 4=156970N F 点3z =-√2/2F 4+F 3= -156970N F 点3x =-√2/2F 4=-156970N 5.3有限元前处理[17]
塔身由许多标准节组成，每一个标准节具有相同的结构形状、几何尺寸和截面类型。塔身由竖向的立柱和斜向腹杆构成，立柱主要承担竖向的荷载，腹杆则主要配合立柱受力，它主要在塔身承受扭转时发挥作用。 5.3.1塔身建模
根据图纸确定一节有限元模型的点的左边，具体坐标如下表 点号 坐标
（x y z ） 点号 坐标
（x y z ） 点号 坐标
（x y z ） 点号 坐标
（x y z ） 1 0 0 0 8 2.5 5.78 0 15 2.5 1.445 2.5 22 2.5 1.445 1.25 2 0 0 2.5 9 0 2.89 0 16 2.5 1.445 0 23 1.25 1.445 2.5 3 2.5 0 2.5 10 0 2.89 2.5 17 0 4.335 0 24 0 1.445 1.25 4 2.5 0 0 11 2.5 2.89 2.5 18 0 4.335 2.5 25 1.25 4.335 0 5 0 5.78 0 12 2.5 2.89 0 19 2.5 4.335 2.5 26 2.5 4.335 1.25 6 0 5.78 2.5 13 0 1.445 0 20 2.5 4.335 0 27 1.25 4.335 2.5 7 2.5 5.78 2.5
14
0 1.445 2.5
21
1.25 1.445 0
28
0 4.335 1.25
有点创建杆，并将相关的点和杆关联，得出标准节模型如下图
抚顺永茂公司1994年开始涉足建筑机械制造行业，近年来在塔机行业迅速崛起。目前，抚顺永茂限公司把其战略目标瞄准国外市场，主要平头塔机产 品通过了CE认证，大量出口，目前永茂90%的塔机产品销往国外。2006年， 抚顺永茂公司推出了国产最大吨位的平头塔机STT553(550tm)，STT553 塔机最大臂长达到80m，在15.48m臂长的最大吊载可以达到24t，STT553已经可以和Comansa 21 LC 550塔机相媲美。在德国慕尼黑bauma2007展览会上，永茂公司展示了其生产的STT113平头塔机，STT113平头塔机是已通过CE认证的塔机中最小的一款平头式塔机，最大起重量6t,，臂端吊载1t，最大自由高度为44.76m。目前，抚顺永茂的平头塔机系列见表7。 表7 抚顺永茂平头塔机系列 型号起重力矩(kN.m) 最大起重量(t) 臂端载荷(t) 最大工作幅度(m) STT553 5500 24 3.55 80 STT553 5500 18 4 80 STT403 4000 24 2.5 80 STT403 4000 18 3 80 STT293 2900 18 2.7 74 STT293 2900 12 2.7 74 STT293 2900 16 2.7 74 STT253 2500 18 2.5 64 STT253 2500 16 2.5 64 STT253 2500 12 2.5 64 STT200 2000 18 2.2 60 STT200 2000 12 2.2 60 STT200 2000 10 2.2 60 STT200 2000 8 2.5 60 STT113 1100 6 1 52.5 ST5515 800 8 1.5 55 ST5515 800 6 1.5 55 ST5020 800 6 2 50 ST5020 800 8 2 50 ST4010 500 4 1 40 2.2沈阳三洋公司 1999年沈阳公司研制成功新型平头式塔机, 当年生产出R70/27 和R54/ 16 两种规格，现有R70/27和R54/16、R50/20、R50/13四种型号，主要技术参 数见表8。需要说明的是，R50/ 20 平头塔机回转机构以下部分完全可以和 F0/ 23B 通用，方便了用户的使用。 目前，沈阳三洋公司最大型号平头塔机为R70/27 (3250kNm)，额定最大起重量12t 。R70/27平头塔机塔身为片式结构，塔身之间连接采用Q345B锻造内外鱼尾板及35Crom销轴连接就位准确，安全可靠。起升机构采用双速电机调速，具有恒动功率调速特性，具有起动平稳变极切换。电流小、机械冲击小，机构在任意负载情况下升降平稳，准确就位。回转机构采用OMD无极调速系统、保证起动、制动平稳就位准确。变幅机构由单速力矩电机直接驱动减速器通过调压控制实现三种稳定速度，故障率低，维修方便。 表8 沈阳三洋建机平头塔机系列
塔式起重机基础知识汇总 塔式起重机的技术性能是用各种参数表示的，其主要参数包括幅度、起重量、起重力矩、自由高度、最大高度等；其一般参数包括：各种速度、结构重量、尺寸、尾部尺寸及轨距轴距等，下面分别简述： 一、幅度： 幅度是从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平距离，通常称为回转半径式工作半径。 二、起重量 起重量是吊钩能吊起的重量，其中包括吊索、吊具及容器的重量，起重量因幅度的改变而改变，因此每台起重机都有自己本身的起重量与起重幅度的对应表，俗称工作曲线表。 起重量包括两个参数：即最大起重量及最大幅度起重量。 最大起重量由起重机的设计结构确定，主要包括其钢丝绳、吊钩、臂架、起重机构等。其吊点必须在幅度较小的位置。 最大幅度起重量除了与起重机设计结构有关，还与其倾翻力矩有关，是一个很重要的参数。 塔式起重机的起重量是随吊钩的滑轮组数不同而不同。一般两绳是单绳起重量的一倍，四绳是两绳起重量的一倍等等。可根据需要而进行变换。 为了防止塔式起重机起重超过其最大起重量，所有塔式起重机都安装有重量限制器，有的称测力环，重量限制器内装存有多个限制开关，除了限位塔机最大额定重量外，在高速起吊和中速起吊时，也可进行重量限制，高速时吊重最轻，中速时吊重中等，低速时吊重最重。. 三、起重力矩 起重量与相应幅度的乘积为起重力矩，过去的计量单位为TM，现行的计量单位为KNM，1TM等于10KNM。 额定起重力矩量是塔式起重机工作能力的最重要参数，它是防止塔机工作时重心偏移，而发生倾翻的关键参数。由于不同的幅度的起重力矩不均衡，幅度渐大，力矩渐小，因此常以各点幅度的平均力矩作为塔机的额定力矩。 塔式起重机的起重量随着幅度的增加而相应递减，因此，在各种幅度时都有额定的起重量，不同的幅度和相应的起重量连接起来，就绘制成起重机的性能曲线图，使操作人员一看明了不同幅度下的额定起重量，防止超载。 一般塔式起重机可以安装几种不同的臂长，每一种臂长的起重臂都有其特定的起重曲线，不过差别不大。 为了防止塔机工作时超力矩而发生安全事故，所有塔机都安装了力矩限位器，其工作原理是当力矩增大时，塔尖的主肢结构会发生弹性形变而触发限位开关动作，力矩
固定式塔式起重机桩基础的设计 中天建设集团有限公司 徐荣华 在高层房屋建筑施工中，为解决建筑材料和物件的垂直运输和水平运输，固定式塔式起重机得到了广泛的应用。根据《塔式起重机设计规范》GB/T13752——92第4.6.3条规定：固定式塔式起重机基础的设计应满足抗倾翻稳定性和地基承载力的条件。塔机在独立高度、在非工作工况受到暴风突袭时，基础所受的载荷最大，此状态最为不利，按此状态计算混凝土基础的抗倾翻稳定性（见下图一）： 图一: 基础抗倾翻稳定性分析图 3 b G F h F M e K K hK K ≤ +?+= (1) 地基承载力按下列公式计算： ][) 2( 3)(23) (2max B K K K K K P e b b G F bl G F P ≤-+= += (2) 式中e ——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离； M K ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的弯矩标准值； F K ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的垂直载荷标准
值； F hK ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的水平载荷标准值； G K ——相应于荷载效应标准组合时,混凝土基础的重力标准值； P kmax ——荷载效应标准组合下基础底面边缘的最大压应力； [P B ]——地面许用压应力，由实地勘探和基础处理情况确定，一般取P B =200~300KPa 。 按照现行《建筑地基基础设计规范》GB50007——2002,上述[P B ]=1.2f a ，f a 为修正后的地基承载力特征值。 上式（1）与抗倾翻稳定性安全系数K =1.5是等同的，推导如下： 抗倾翻稳定性安全系数K=抗倾翻力矩/倾翻力矩= 5.13 )(2)(2)(=? +?+≥ +?+b G F b G F h F M b G F K K K K hk K K K (对图一中A 点取矩) 如果地基承载力不满足要求，则应对地基进行处理，当承载力高的土层埋置深度较浅时，可采用换填处理，当承载力高的土层埋置深度较深时，采用桩基础。下面是塔机桩基础设计内容和一个设计实例。 一． 塔机桩基础及承台（基础）计算 1. 桩基竖向承载力计算 应同时满足下列两式： 平均竖向力标准值N K = R n G F K K ≤+
设计题目：QTZ40塔式起重机总体及臂架优化设计设计人： 摘要 本次设计在参照同类塔式起重机基础上，对QTZ40型塔式起重机进行总体设计及吊臂的设计。在吊臂设计工程中，采用了有限元法对其进行分析计算，采用了ANSYS10.0软件进行分析。 按照整机主要性能参数，确定各机构类型及钢结构型式，主要确定了吊臂的结构参数，并按照吊臂端部加载、跨中加载及根部加载三种工况分析。通过对吊臂作适当的简化，应用ANSYS10.0软件建立吊臂有限元模型，施加各工况载荷，进行求解，进而可得各工况下各节点受力情况及各单元所受轴向力、轴向应力大小及各工况下吊臂的变形挠度大小，并能演示吊臂加载过程的动画，清晰的展现了各工况下吊臂的受力性能。 通过修改模型参数，对不同模型进行分析比较。由比较不同模型在相同工况下的受力状况及刚度状况，综合分析强度和刚度条件，可得出受力最为合理的一组模型参数，通过对此组参数下模型进行强度及刚度校核，进而获得吊臂的最终参数结果。 关键词：QTZ40型塔式起重机吊臂有限元分析 ANSYS10.0
设计题目：QTZ40塔式起重机总体及臂架优化设计设计人： Abstract Refers to the similar tower crane, this design is composed by the system design and the lazy arm design to the QTZ40 tower crane. In the lazy arm design progress, it has carried Finite Element method on the analysis computation, and used ANSYS10.0 software. According to the entire machine main performance parameter, various organizations type and the steel structure pattern has been determined. The design parameter of operating modes which are composed of nose increase, the cross center increase and the root increase. Through the suitable simplification to the lazy arm, the lazy arm finite element model is establishment applied ANSYS10.0 software, and then exerted various operating modes load, carried on the solution. Then ANSYS10.0 software can calculate various pitch points stress situation, various units receive the axial stress size, and the lazy arm distortion size under various operating modes. Also it can demonstrate the animation in the process of the lazy arm increase. It has clearly displayed the lazy arm stress performance under various operating modes. Through the revision for model parameter, the analysis comparison is carried on the different model. Because the stress condition and rigidity condition of different model is compared under the same operating mode, and the generalized analysis intensity and the rigidity condition is carried on, a most reasonable model parameter can be obtained, though the intensity and the rigidity examination regarding this model, then the final parameter result of the lazy arm can be obtained. Key words: QTZ40 tower crane Lazy arm Finite element analysis ANSYS10.0
塔式起重机安装基础设计 摘要：塔式起重机械是建筑施工中广泛使用的起重设备，其安装基础的设计制 作将直接影响到机械的使用安全，本文针对此情况进行了塔式起重机基础的设计，以期对今后的塔机安装施工提供借鉴。 关键词：塔式起重机安装；基础；设计 1 概述 固定式塔式起重机都需要安装在基础上，基础是将塔机所承载的载荷力和自 身自重及风载力等传递到地基上的连接部分，基础的设计合理性以及施工质量直 接关系到塔机的安全使用。塔机基础一般分为带压重和不带压重两种，其中带压 重的基础中不预埋任何构件，塔机底座直接放置于基础平面上（如FZQ2000Z型 附着式塔式起重机），在底架上安放压重，满足抗倾覆稳定的要求，固定基础只 承受水平剪力、水平扭矩和垂直压力，基础和连接件都可较小。不带压重基础分 为三种，固定脚式塔机基础（如STT293平臂式塔式起重机），将四个固定脚直 接浇筑到基础中；地脚螺栓式塔机基础(如QTZ80塔式起重机)，将地脚螺栓事先 浇筑在基础中，上面与十字梁或固定脚依靠高强螺母连接；预埋节式塔机基础 （如ZSC60300平臂式塔式起重机），将预埋节事先浇筑到基础中，上面通过销 轴与基础节连接。不用压重的基础，塔身与预埋在基础里的连接件连接，则基础 不仅要承受水平剪力、水平扭矩和垂直压力，还要承受较大的弯矩。因此为承受 这些载荷，基础要做得大些。 2 基础所承受载荷的计算、分析 塔式起重机基础的设计要求必须满足塔机的稳定性、基础的强度要求和基础 均匀沉降要求三个方面。 塔机稳定性是指塔机在能保持整机的稳定而不致倾翻的特性，它是保证塔机 安全使用的重要因素之一。它由稳定性系数M稳/M倾来表示，M稳为塔机的自重、基础重和平衡重所产生的保持塔机稳定的力矩；M倾为起着倾翻塔机作用的 外力产生的力矩。稳定系数随着工况的变化而变化，稳定系数越大表示塔机的稳 定性越好。塔机在设计时以考虑到各种不同工况下稳定性的要求，在设计塔机基 础时其尺寸和质量必须满足稳定性要求。 塔机基础内部的结构应具有足够的强度，即能够承受各种工况下作用于基础 上的垂直力、水平力及倾覆力矩。 塔机基础在长时间的使用过程中所受的载荷一直在不断的变化，如果地基沉 降不均匀可致使塔机垂直的偏差增大，从而影响塔机的稳定性，因此要求地基沉 降均匀。 塔吊基础的设计要根据塔机自重、风载荷、倾覆弯矩和起重臂回转启动刹车 或大风吹来时产生的扭矩等因素综合考虑。同时要考虑工作状态和非工作状态两 种情况。 塔吊附墙（附着）装置只承担风载荷等水平载荷及弯矩、扭矩，不承担自重 等竖向载荷，将塔身、附墙（附着）简化为多跨连续梁受力模型，通过受力分析，可以得出结论：塔吊在独立高度状态下，所承受的风载荷等水平载荷及各种弯矩、扭矩对底座即对基础产生的载荷最大。安装附墙（附着）装置以后，各种水平载 荷及弯矩、扭矩等主要由附墙（附着）承担。塔吊上升到最大高度以后，对基础 的载荷与独立高度相比仅多了标准接的重量，而其所传递的风载荷要小得多。故 下面以某厂生产的5015塔吊为例（见图3－2 塔机稳定性计算简图），根据《塔
塔式起重机的分类和型号 (2011-11-09 11:22:49) 塔吊是一种塔身直立，起重臂和平衡臂铰接在塔帽下面，能够作360°回转的起重机，具有起升高度大、变幅半径长、回转角度广、工作效率高、操作方便、运转可靠等特点。由于塔吊高耸直立、结构复杂、装拆转移频繁以及技术要求高，也给安全施工生产带来一定困难，易发生倾翻倒塌的事故，塔吊的安全安装拆卸、运行使用尤为重要。 一、塔机的分类 1、按回转支承位置分类，塔式起重机可以分为上回转塔机和下回转塔机 上回转塔机的起重臂、平衡臂、塔帽、起升机构、回转机构、变幅机构、电控系统、驾驶室、平衡重都在回转支承以上。它的自身不平衡力矩和起重力矩，就作用在塔身顶部，所以塔身以受弯为主，受压力为辅。正是依靠塔身，把力矩和压力从上面一直传到底部。上回转塔机的突出优点是可以随时加节升高。这是我国目前用得最多的塔机。但是，由于它的塔身要承受很大的弯矩，故容易晃动，自升加节和超力矩倒塔的危险性比较大。 下回转塔式起重机除承载能力大之外,还具有以下特点:由于平衡重放在塔身下部的平台上。所以整机重心较低,安全性高，由于大部分机构均安装在塔身下部平台上,使维护工作方便,减少了高空作业。但由于平台较低,为使起重机回转方便,必须安装在离开建筑物有一定安全距离的位置处。 2、按臂架结构方式分类，分为小车变幅式塔机、动臂变幅式塔机和折臂变幅塔机 小车变幅式塔机的起重臂固定在水平位置上,变幅是通过起重臂上的运行小车来实现的,它能充分利用幅度,起重小车可以开到靠近塔身的地方,变幅迅速，但不能调整仰角。 动臂变幅式塔机的吊钩滑轮组的定滑轮固定在吊臂头部,起重机变幅由改变起重臂的仰角来实现，这种塔式起重机可以充分发挥起重高度。 折臂变幅式塔机的基本特点是小车变幅式,同时吸收了动臂变幅式的某些优点。它的吊臂由前后两段(前段吊臂永远保持水平状态,后段可以俯仰摆动)组成,也配有起重小车,构造上与小车变幅式的吊臂、小车相同。 3、按安装方式不同，可分为能进行折叠运输，自行整体架设的快速安装塔式起重机和非快速安装式 4、按底架是否移动分为固定式塔机和行走式塔机
文件编号：TP-AR-L3383 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 塔式起重机常见的八种 安全隐患(正式版)
塔式起重机常见的八种安全隐患(正 式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 塔式起重机是一种可以实现重物全方位运送的起 重机械，作业高度一般几十米到几百米，作业半径可 达数十米。目前建筑工地广泛使用，主要用于房屋建 筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。 根据最近几年国家质检总局统计的事故数字来 看，起重机械的事故发生率和发生事故导致人员伤亡 的绝对数字一直高居八大类特种设备榜首。面对塔式 起重机数量的不断增加，分布区域广而杂给监管带来 了不便，且塔机使用方为图快图多图省，对塔式的安 全装置有意或无意识地予以忽视，给日常生产带来了
诸多的安全隐患。下面笔者对建筑工地塔式起重机使用过程中常见的八种安全隐患分析如下： 1、力矩限制器的失效 力矩限制器的失效主要有弓型架弹性变形的失效和力矩限制器电气触动开关的失效。 弓型架弹性的变形失效引起塔机超载而弓型架变形接触不到该电气触动开关，以至超载不报警。形式有弓型架用铁丝绑牢和弓型架永久性变形。 力矩限制器触动开关的失效为电器元件的损坏，由于无防雨罩壳的保护，长时间暴露于外，引起锈蚀、老化失效。 另外一种失效形式为调节螺杆反装，即调节螺杆螺帽方向与电气触动开关相反方向安装。 2、起重量限制器的失效 有的施工人员是将起重量限制器传感器销轴与吊
【学员问题】平头与尖头塔吊有什么区别? 【解答】平头塔吊一般用在建筑工地或桥梁工地，通过大臂回转和小车远近来控制吊钩的位置，在转弯半径能都能起吊物体，但是起吊能力和小车的位置有关，距离塔身越近，起吊能力越大，本身的起吊能力用吨*米表示。所以到大臂的远端，起吊能力就很差了，有点是起吊范围比较大。 尖头塔吊的一般用在港口和船上，这种塔吊能回转，但只有在尖头起仰的角度不同的长度内起吊，起吊半径区域比较小，但是起吊能力基本和位置没关系，起吊能力基本固定。 平头塔吊的优点和缺点： 与带塔头、拉杆的水平臂小车变幅式塔吊相比，平头塔吊臂的受力状况、连接方式明显不同。立塔后无论是工作和非工作状态，平头塔吊臂和平衡臂上下主弦杆受力状态不变，上弦杆主要受拉，下弦杆主要受压，没有交变应力的影响，其力学模型单一、简明。 正是基于这一点，平头塔吊臂的连接设计才更简便，非常便于臂节之间的快速拆装，现代的平头塔吊臂大多采用正三角形截面的空间桁架结构主要也是考虑这一受力状况。上弦杆靠一个销轴连接承受拉力，下弦杆则靠结合处的端面承受压力，这样下弦杆的连结方式非常简便，仅靠两个定位锁销并配锁止螺栓。安装时先将上面的销轴连好，然后下落臂节，两锁销自动就位，穿上螺栓即可，臂节间主要靠上弦杆的一个大销轴连接，既省力又省时，这是平头塔吊的特色之一。 近年来，塔吊厂家纷纷涉足平头塔吊领域，使平头塔吊成为一种新潮。那么，平头塔吊到底有哪些优点？ 随着平头塔吊应用领域的不断加大，人们逐渐发现了平头塔吊的许多优点，这是其它类型塔吊所无法替代的。 1）大大降低拆装塔吊对所需起重设备起重能力的要求。 平头塔吊由于取消了塔头，其单元质量小、安装高度低，最大安装高度可比同级的其它塔吊降低10m以上。普通塔吊安装吊臂时必须在地面上先将臂架、拉杆等全部连接好再进行整体吊装，此时对起重设备的要求最高，要有很大的起重量和起升高度。因为臂根销轴连好后还要将大臂抬高许多才能将吊臂拉杆连好，安装吊臂拉杆时容易出现安全事故，而平头塔安装则彻底被改善。平头塔的吊臂节通常有4m、5m或10m节。以50m长的吊臂为例，其最大单元质量只相当于吊臂总量的1/5左右，臂架在空中逐节拆装和整体吊装相比对起重设备的要求大大降低，不仅节省拆装费用，而且更加安全、快捷。 2）适合于群塔作业。 由于平头塔取消了塔头，当群塔交叉作业时每两台交叉的高度差通常可降到3m，而带塔头的塔吊要10m以上。平头塔群交叉作业总体高度可大大降低，则具有总体安装时间少、对安装设备的要求低、减小每台塔吊的压重及采用较小的塔身截面和底架等优点。 3）适合对高度有特殊要求的场合施工。 平头塔没有塔头，吊钩的有效高度大为提高，空间利用率高，因此非常适合于对高度有特殊要求的场合，如机场的改扩建，机场旁的施工，隧道内、厂房内的施工，高压线下的施工等，而传统带塔头的塔吊往往很难胜任。 4）适合于对幅度变化有要求的施工场合。 平头塔吊臂节特殊的连接方式及没有塔头、拉杆，使其吊臂的逐节拆装非常简易、安全，施工过程中如需要改变吊臂的长度（加长或缩短）时都不用拆下整个吊臂，而在空中就可以完成臂节的加、减。这种需要改变幅度的情形在电厂（站）的双曲线冷却塔施工中经常会遇到，当冷却塔建好后塔吊
塔吊防碰撞方案大 臂碰塔身
目录 一、工程概况 (2) 二、塔吊布置 (2) 三、多塔作业防碰撞措施 (2) 四、吊装范围内的其它防护 (6) 五、塔吊指挥要求 (6) 六、塔吊应急措施 (8)
一、工程概况 世茂香槟湖苑2.2期工程，包括59#、60#、68#~71#共计6栋住宅楼。工程建设地点：东至规划东经120度路，西至老藻江河，北至河海东路，南至北唐河，太湖东路将地块分成南北两块。住宅楼都属于框剪结构。59#、60#、68#~71#地下室3.3米，顶层2.95米，其余均为2.9米。71#地下室4.5米，1层4.8米，顶层2.95米，其余均为2.9米。 本工程由常州世茂房地产有限公司投资建设，浙江大学建筑设计研究院设计，江苏苏州地质工程勘察院地质勘察，江苏安厦工程项目管理有限公司监理，中建七局（上海）有限公司组织施工；由向东担任项目经理，王杭立担任技术负责人。 二、塔吊布置及选择 根据图纸设计，考虑塔吊的利用效率，扩大吊装范围以及施工方便，整个施工区域需设置5台塔吊（四台QTZ63一台QTZ80）,其中QTZ80塔吊设置在71#楼北侧。具体布置如附图： 三、多塔作业防碰撞措施 本工程为满足施工需求，共设置了5台塔吊，塔吊之间交叉作业，属
多塔施工，为保证施工安全，制定如下措施： 1、塔吊质量要求必须符合国家相关要求，塔吊备案、检测经过。 2、塔吊司机必须持证上岗，且经过三级安全教育，项目部安全组安全施工交底到位。 3、塔机指挥必须固定人员，一对一指挥，熟悉多塔作业要求，发布指令要求简洁明了肯定，塔机指挥员要眼看四方，时刻注意塔机的运转。 4、根据本工程塔机安拆施工方案要求，塔机安装后，在水平面上相互交叉作业，为防止塔吊吊臂发生碰撞事故，塔吊的安装高度上应严格按照施工方案规定互相错开。根据建筑施工安全标准，多台塔吊作业中固定式塔吊：低位塔臂端部与高位塔身之间的距离不得小于2m，高位塔钩与低位塔垂直距离不得小于2m。根据下文的编号，现场布置塔吊时，多台塔吊同时作业，应周密考虑附着前后塔吊的高度差和锚固的时间差，保证主体结构施工全过程保持各塔吊间的高度差。如遇特殊情况或与方案有冲突，应适时调整。 5、防碰撞规定及措施 1）、多塔作业必须遵循以下原则：底塔让高塔——后塔让先塔——动塔让静塔——轻塔让重塔——客塔让主塔 2）、各组塔吊配备对讲机一对，对讲机经统一确定频率后锁频，使用人员无权调改频率，并要专机专用，不得转借。 3）、多塔作业前的检查：作业前，塔吊司机要对机械和电器进行检查，试运转。塔机临时停止作业，必须将重物卸下，吊钩升起。塔机作业完毕，要卸载，停放在可自由回转的位置，同是塔机各控制系统置于零
塔吊标准节顶升安装程序及要求塔吊顶升作业必须在小于4级的风力天气下进行，顶升前应检查塔吊机的机械系统，电器系统，结构部分和液压系统，检查顶升部分的油缸，油缸横梁，标准节耳板和支轴承，以及调整套架滚轮与塔身主弦杆间隙等。 顶升前需将接高用的全部标准节，用起升机构调到套架引进梁的正前方，10米幅度内，并将起重臂旋至引进标准节方向。顶升过程中，严禁回转塔身。 顶升作业程序： 1、用顶升专用钢丝绳扣将一个标准节吊至回转下的引进量的上 部（注意吊起的标准节耳板方向与塔机耳板方向应完全一致）将四个引进滚轮的卡轴插入链接套内，并旋转90度使引进滚轮下部的卡板卡在标准节下部的横腹杆下，然后放在引进梁上，另吊起一个标准节，调整变幅小车至适当位置，使顶升部分的重量处于平衡状态，使塔身所受不平衡弯矩为最小。 2、开动液压顶升系统，将油缸横梁两端的耳板放入支撑节上部的 顶升耳板槽中，顶升时注意将支撑轴缩回。 3、检查套架和塔身之间有无障碍，在各部无误时，拆去塔身与下 转台之间的8各链接螺栓，然后操作手柄向上顶一点套架，综合回支轴承，使下转台与标准节的定位凸台相距20 MM，观察定位凸台时否与下转台的凹孔对正，如有偏离须调整变幅小车的位置，使之对正。
4、操纵手柄，时油缸将上部的结构顶起升高一个踏步，伸出支承 轴，担在标准节下部的顶升耳板处，将油缸顶升横梁两端耳轴放入耳板槽内，稍顶起一点套架，缩回支承轴。 5、接着进行第二个踏步的顶升，待油缸行程超过一个标准节的高 度时伸出支承轴，并将放在引进梁上的标准节人工引进套架内，对准下面的标准节，注意顶升耳板的方案与下面几节保持一致，稍顶起一点套架，缩回支承轴，操作手柄缓缓落下套架，使新标准节就位，并上好与下面原标准节链接的8个强连接螺栓。 6、将支承轴伸出，但在标准节上部顶升耳板上面，缩回油缸活塞 杆，将顶升横梁两端耳板放入标准节上部顶升耳板槽中，准备进行下一个工作循环。 7、如需继续加高塔身，则用吊钩重新吊起一节带四个引进滚轮的 标准节放在引进梁上，必须注意在吊标准节前，塔身每根主肢和下转台间至少应上好一个高强螺栓，且变幅小车只能在10米幅度以内运行，调整变幅小车位置，使上部顶升重量保持平衡，才能拆去与下转联接螺栓，进行下一个循环，直至塔身高度达到需用的高度为止。 8、顶升完成后，将塔身标准节与下转之间高强螺栓上好，再全面 拧紧一遍标准高强螺栓，达到规定予紧力。 编制人：张国忠 编制日期：2008年3月26日
塔吊基础施工方案 一、工程概况： 本工程位于深圳市皇岗口岸商住区，用地现为非耕地，建设用地:18672.88M2;总建筑面积:75122.24M2;结构类型:桩基础、框支剪力墙,由两层地下室及上盖4栋25-28层的塔楼组成，首层为架空层花园。建筑高度约94.20m。 施工工期480天。采用QTZ80、QTZ63塔吊各一台，塔吊位置布置详（附图）。 二、塔吊基础设计 （一）、塔式起重机技术性能参数说明： 塔吊型号：QTZ80、QTZ63自升式塔式起重机技术性能参数
概况：本方案以QTZ80进行验算，本塔吊为上回转自升式，有重、中、轻三档，最大起升速度达80.0米/分钟，最大起重量为8.0T，最大幅度处起重量为1.30T，起重臂长为56.0米，平衡臂长为12.0米。本次安装高度为110.0米。本机具有起升、变幅、回转机构，有起升高度限位，最大和最小幅度限位，回转限位，重量限位，力矩限位。操作简单，视野开阔。 （二）、现场地质情况： 据野外钻探揭露，地质观察和室内土工试验结果分析、拟建场地揭露的岩土层有：第四纪人工填土层（Qml）、第四纪海相沉积层（Qm）、第四纪冲洪积层（Qal+pl）、第四纪残积层（Qel）、燕山期粗粒花岗岩（Y53（1）），现从上至下分述如下： 1、第四纪人工填土层（Qml） ○1杂填土：褐灰、淡灰、褐红色，湿，松散状，主要由残积粘性土、砖块、砼块和碎块回填而成，含少量砂和块石。本层场地内各孔均有钻遇，揭露层厚3.60~6.20M。2、第四纪海相沉积层（Qm） ○2淤泥质土：黑、深灰色，湿~饱各，软~可塑状，手捏细腻，味臭，污手，含少量贝壳、有机质和细砂，岩芯呈土柱状，本层场地内除ZK2、5、8、10、15、16、19、22
《塔式起重机安全规程》 GB 5144—2006 目次 1 范围 2 规范性引用文件 3 整机 4 结构4.1 材料4.2 连接4.3 梯子、扶手和护圈4.4 平台、走道、踢脚板和栏杆4. 5 起重臂走道4. 6 司机室4. 7 结构件的报废及工作年限4. 8 自升式塔机结构件标志4. 9 自升式塔机后续补充结构件要求 5 机构及零部件 5.1 一般要求5.2 钢丝绳5.3 吊钩5.4 卷简和滑轮5.5 制动器5.6 车轮 6 安全装置 6.1起重量限制器6.2起重力矩限制器6.3行程限位装置6.4 小车断绳保护装置6.5小车断轴保护装置6.6钢丝绳防脱装置6.7风速仪6.8 夹轨器6.9 缓冲器、止挡装置6.10 清轨板6.11顶升横梁防脱功能 7 操纵系统 8 电气系统 8.1一般规定8.2电气控制与操纵8.3电气保护8.4照明、信号8.5导线及敷设8.6电缆卷筒8.7集电器 9 液压系统 10 安装、拆卸与试验 11 操作与使用
前言 本标准的3.7、4.1、4.2.1、4.2.2.1、4.2.2.3、4.3、4.4、4.5、4.6.7、4.7.4、4.8、5.2.1、5.2.4、5.3.1、5.4.1、5.5.2、5.6.1、5.6.2、6.3.3.2、7.1、7.2、7.3、7.3.1、7.3.2、7.4、8.3.3、8.5.1、10.6 b）、10.8e)、10.9、11.1为推荐性的，其余为强制性的。 本标准代替GB 5144—1994《塔式起重机安全规程》。 本标准参考了ISO7752-3：1993《起重机控制布置和特性第3部分：塔式起重机》、ISO11660-1：1999《起重机通道、护板和限制装置第1部分：总则》、ISO11660-3：1999《起重机通道、护板和限制装置第3部分：塔式起重机》的有关内容。 本标准与GB 5144—1994相比主要变化如下： ——增加对自升式塔机顶升加节、频繁拆装的起重臂的连接、结构件正常工作年限及主要结构件可追溯的永久性标志等要求； ——采用有关国际标准的部分内容； ——调整部分条款为推荐性。 本标准由中华人民共和国建设部提出。 本标准由全国起重机械标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：北京建筑机械化研究院、长沙建设机械研究院、四川建设机械（集团）股份有限公司、北京市建筑工程机械厂、上海宝达工程机械有限公司、重庆大江信达股份有限公司工程机械厂、湖南湘潭江麓建筑机械有限公司、广西建工集团建筑机械制造有限责任公司、江苏省正兴建设机械有限公司、上海市建设机械检测中心、北京中建正和建筑机械施工有限公司。 本标准主要起草人：虞洪、许武全、何振础、易明、魏吉祥、董明军、王福国、付剑雄、胡浪、杨道华、史洪泉、杨定平、钱进。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： ——GB 5144—1985、 GB 5144—1994。
建筑起重机械设备安装工程专项施工方案 一、编制依据： 1.3.1、现场施工平面布置图和施工组织设计； 1.3.2、《QTZPT6010塔式起重机使用说明书》 1.3.3、《特种设备安全监察条例》 1.3.4、《塔式起重机安全规程》 1.3.5、《钢结构工程施工质量验收规范》 1.3.6、《起重设备常用数据手册》 1.3.7、《重型设备吊装手册》 1.3.8、《建筑施工高处作业安全技术规范》 1.3.9、《建筑机械使用安全技术规程》 1.3.10、《施工现场临时用电安全技术规范》 二、工程概况 工程名称：万荣商务中心 建设单位：金源百荣投资有限公司 施工单位：湛江市第四建筑工程有限公司 本工程位于大学南路与芦庄路交汇处。 三、塔机概况 3.1、塔吊构造 QTZPT6010塔机由新乡克瑞重型机械科技股份有限公司制造，它由金属结构、机械、电气及液压顶升装置四大部分组成。金属结构部分主要包括：固定脚、塔身、顶升套架、回转平台、塔头、平衡臂、起重臂等；机械部分主要包括：起升机构、小车变幅机构、回转机构等组成；电气部分主要包括：开关柜、电阻器、操作台及安全保护装置；液压顶升系统主要包括：油箱、径向柱塞泵、安全阀、换向阀、高低压限压阀、平衡阀、液压油缸及等组成。
3.2.1、QTZPT6010塔吊起重性能表 四、施工项目组织机构及职责 4.1施工项目部组织机构 根据施工合同或协议的要求、对塔机安装、运输、拆卸全过程进行管理和监控，确保质量目标、工期目标的实现，确定如下组织机构，并明确分工职责：
项目部组织机构图（一） 2.2施工人员职责分工 五、机具安排 机械：利用25 吨汽车吊完成塔机安装任务。 工具：手锤2把、8镑大锤1把、克丝钳1把、30m棕绳1根、撬棍2根、吊装用钢丝绳4根、塔机安装专用扳手1套、450mm扳手1把。 六、安装条件 1、了解现场布局，清理障碍物。 2、参与安装塔机的指挥员、技术人员、司机、电工、修理工等必须经过培训，持证上岗，严格按使用说明书的要求安装。 3、登高人员必须经过体检，身体合格方可登高。 4、安装前应检查塔机的各部件、随机附件、安装工具是否齐全，完好。安装塔机有关人员作业时必须戴安全帽、穿防滑绝缘鞋，在平台以外必须系安全带。 5、检查各配电箱的电气原件及安装，要求电气系统安装完好，元件无损坏，布线良好，接头无松动。 6、测起升机构、变幅机构、回转机构、液压顶升系统等机构电机的绝缘电阻，其阻值不小于0.5MΩ，绝缘良好时送电空载运转，要求运转无异常，零件无损件，紧固件无松动，制动器灵敏可靠，润滑良好，无渗漏油现象。 7、结构无变形，节点无开焊、漏焊。 8、六级风以下可进行塔机的安装，四级风以下可进行顶升，顶升时严禁回转。
塔吊标准节连接螺栓松动的原因分析 塔吊标准节靠塔吊自身的顶升装置，一节一节的组装在一起构成塔吊的“躯干”，起到支承上部工作部件的作用，主要承受顶部工作部件传来的轴向压力、水平力、弯矩和扭矩。塔吊标准节螺栓松动是针对标准节节间采用螺栓套管连接形式的塔身，目前大多数塔吊厂家的中小型塔吊（60t·m及以下）都采用这种连接形式，且螺栓均为高强度螺栓。但是，在对塔吊日常检查工作中，不少情况出现连接螺栓松动的情况，那是什么原因导致塔吊标准节螺栓松动呢下面，就塔吊标准节连接螺栓松动的原因分析、危害及预防措施，做如下探讨。 塔吊标准节连接螺栓松动的原因： 我们先来分析塔身的受力特点，塔身受力可简化为：垂直于水平面的弯矩M、在水平面的扭矩T、轴向压力N、水平力F，其中M、T对螺栓松动影响较大。当吊臂吊起重物时，M为正值，放下重物后M为负值。回转启动时产生的T为正值，回转制动时产生的T为负值。在正常工作时，塔吊频繁地吊起和放下重物，吊臂反反复复地启动和制动，使塔身承受正负交替频繁变化的弯矩和扭矩，导致标准节连接螺栓受力在反复不断的变化，这是螺栓松动的根本原因。塔吊的工作特点决定了标准节连接螺栓受力特点，这是不可克服的。为此，各塔吊厂家对塔吊标准节连接螺栓都采用高强度螺栓。有关塔吊的规范和各塔吊厂家的使用说明书都对这种螺栓连接的安装提出了要求，要求在安装时施加预紧力，对不同规格的连接螺栓给出了不同的预紧力值，如对常用的级M24螺栓，其预紧力为：155KN。要达到准确施加预紧力，必须根据高强度螺栓的扭矩系数计算应作用在螺栓上拧紧扭矩，对上述级M24螺栓，其理论预紧力矩约为700N·m。而目前的成都地区，安装塔吊时几乎全是凭操作工人经验拧紧螺栓，很多操作工人连规定的预紧力和理论预紧扭矩的概念都没有，更谈不上用扭矩来控制螺栓预紧力了。还有，拧紧标准节连接螺栓是在高空作业，操作条件不好，要想将实际预紧扭矩施加到500N时，工人劳动强度将大大增加，要想直接靠人力将预紧扭矩拧到符合要求不易作到。 由此可见，实际安装的塔吊的螺栓预紧力几乎都达不到规定的预紧力要求，这是螺栓松动的重要原因。还有，塔吊顶升加节时，吊臂侧的标准节连接接触面受拉，平衡臂侧的标准节连接接触面受压，在相同拧紧扭矩作用下，此时两侧螺栓中的预紧力相等。当塔吊旋转，吊臂方向变化后，塔身标准节接触面受压受拉情况改变，螺栓中的受力变化很大，特别是将吊臂转到与顶升加节时相反的方向，原吊臂侧的标准节连接接触面由受拉变到受压，其螺栓所受的拉力大大减小，特别当原预紧力比正确值少得太多时，将有可能没有预紧力了，这是螺栓松动的另一重要原因。还有些单位，对塔吊管理极不严格，原本配有双螺帽(一颗厚的受
浅谈塔式起重机板式基础设计 汪少波 （苏州中正建设工程有限公司） 【摘 要】： 板式塔式起重机基础作为最基本的基础形式被广泛应用于建设领域，几乎每个项目技术人员都会遇到板式塔吊基础的设计。本文对板式塔吊基础设计的规范及常见问题进行了分析，以期帮助技术人员更好的理解板式塔吊基础设计。 【关键词】：塔式起重机 板式基础 1引言 1.0.1 根据集团公司统计，近两年我们每年的塔吊安装台次近170余台，其中70%以上都采用了板式基础的形式，目前执行的主要规范依据为《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009，另外《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010、《高耸结构设计规范》GB50135-2006、《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92都可以作为设计参考依据。 1.0.2 从技术部门对塔吊基础方案的审批反馈情况来看，方案的设计情况差异较大，过分依赖软件，对规范理解不够，考虑因素不全面，加之不同规范有不同的条文规定，因此本文对板式塔吊基础的设计参考规范及常见问题进行了分析，希望通过本文的分析，帮助技术人员更好理解目前几本发行的有效规范，在塔吊基础设计时能采用合理参数，使塔吊基础设计兼具安全与经济性。 1.0.3 板式塔吊基础的设计主要包含地基承载力特征值确定于修正、塔吊传递给基础的荷载、基础尺寸确定、板式基础偏心距、承载力验算及基础脱开面积校核、软弱下卧层验算、地基变形计算、地基稳定性计算、冲切验算与配筋计算。 1.0.4 本文的一些计算分析结论主要依据无锡巨神生产的QTZ5013塔式起重机参数，在同级别的塔式起重机中，无锡巨神QTZ5013塔吊说明书所提供的荷载参数偏大且最全面，具有代表性，这个级别的塔吊也是应用最广泛的塔式起重机。无锡巨神QTZ5013塔式起重机荷载参数及荷载示意图见表1.0.4、图1.0.4-1、图1.0.4-2所示。 表1.0.4 无锡巨神QTZ塔式起重机荷载参数表 吊钩高度固定 方式 混凝土基础承受的载荷 工作状态非工作状态H1 H2 M1 M2 M3 P H1 H2 M1 M2 M3 P 40.1m a / 27.8 564 996 170 513 40.1m a 24.5 / 1252 / 67 513 73.5 / 1796 / / 434 40.1m b 24.5 / 1211 / 67 513 66.2 / 1628 / / 434 注：表中中固定方式a为大臂沿塔身对角线方向，b为大臂与塔身平行方向。P为基础所受的垂直力（kN），H1、H2为基础所受水平力（kN），M1、M2为基础所受的倾覆力矩（kN·m），M3为基础所
1 前言 1.1选题的背景[1] 从目前的发展趋势来看，国外的城市型和中型塔机中平头塔机将逐步替代传统的塔机。目前，国内生产平头塔机的阵营同样在迅速扩大，用户也在逐渐增多，但是和带有塔头的普通塔机相比差距巨大，同时由于建筑施工企业的使用习惯，我国平头塔机的广泛推广和应用尚需时日，相信随着我国平头塔机的不断发展和完善，可以预见, 具有独特优点的平头塔机必将在中国市场上得到广泛的推广和应用。因此，如今平头塔机在国内外市场前景良好。 1.2选题的目的和意义 随着建筑业的发展,塔式起重机(简称塔机)作为建筑施工的重要象征与主要运输机械,在建筑业得到了广泛应用。作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危险作业。目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。如何提高塔式起重机的本质安全、合理地使用和管理塔机,让塔机更好地发挥作用,是建筑业亟待解决的难题之一。 塔身是平头塔式起重机的核心部分。本课题在调研目前现有产品和相关技术资料的基础上，明确塔身结构型式和工作原理，在满足多种工况要求的条件下，从中选择合理方案，进行强度、刚度、稳定性设计和校核计算。给出塔身标准节优化设计、绘出结构图纸。 2 平头塔式起重机国内外发展状况综述 平头塔机和传统塔机的图片
图1传统塔机（资料来源：互联网） 图二平头塔机（资料来源：互联网） 2.1平头塔式起重机的特点[2] 2.1.1平头塔机的结构特点没有塔头和拉杆是平头塔机最显著的结构特征，这也是平头塔得名的由来。由于这一特殊的结构形式才使平头塔与带塔头的塔机有了质的区别，这也决定了平头塔所特有的优点和缺点。 与带塔头、拉杆的水平臂小车变幅式塔机相比，平头塔吊臂的受力状况、连接方式明显不同。立塔后无论是工作和非工作状态，平头塔吊臂和平衡臂上下主弦杆受力状态不变，上弦杆主要受拉，下弦杆主要受压，没有交变应力的影响，