塔式起重机基础沉降时的处理与垂直度的关系
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108科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald2011 NO.06Science and Technology Innovation Herald工 程 技 术
近年来,国家拉动基础建设应对经济能源危机,各工程基础建筑随处可见,由于塔式起重机的使用优势,塔式起重机更多的在国内各工地普遍使用。首先,由塔吊安装规范GB/T5031——2008对垂直度的要求,新安装的塔吊在空载、风速不大于3m/s状态下,独立状态塔身(或附着状态下最高附着点以上塔身)轴心线的侧向垂直度允差为3/1000,使用后的独立状态塔身(或附着状态下最高附着点以上塔身)轴心线的侧向垂直度允差为4/1000。其次,我们各种规范对塔吊垂直度的定义与塔吊基础水平度的定义区别模糊不清,塔吊垂直度的定义是塔式起重机塔身轴心对支承面的侧向垂直度,这里的支承面不一定就是基础平面,由笔者的理解如果塔身直接安装在基础平面上,同时不考虑塔身金属结构本体的微小的变形因素,塔吊垂直度就等于塔吊基础水平度,侧向垂直度在最大独立安装高度、空载状态、臂架相对塔身0°和90°时分别沿臂架方向测量,标尺贴靠在塔身结构中心的最低处和最高处,用经纬仪读出两处的值。侧向垂直度误差按式(1)计算。 △L=|L1-L2|/△H≤4/1000 (1)式中:L1为上部测量点标尺读数,单位为毫米(mm);L2为下部测量点标尺读数,单位为毫米(mm);△H为两个测量点间的高度差,单位为毫米(mm)。就垂直度这一问题的实际探讨以我单位一处理塔吊为例,我单位塔吊QTZ80型为湖南江麓机电有限公司2007年生产,有出厂验收合格证明,在此忽略钢结构本体弯曲度的影响,塔吊塔式起重机主要技术参数如下。(1)塔机最大独立高度:40m。(2)塔机最大起重量:8t。(3)起重臂最大幅度:50m。(4)平衡臂长度为:13.5m。(5)本次安装高度:35m。(6)起重臂安装幅度:50m。(7)塔身标准节尺寸:1500mm×1500mm×2500mm。塔吊基础形式为:钢筋混凝土承台,钢管桩基础,先打4根直径为φ470mm的钢管桩入土深度25米,然后按照塔吊基础布筋图下筋,钢筋中心点与钢管中心点一致,然后焊接预埋塔吊螺栓金属结构,等基础硬度达标后安装塔吊金属结构。安装后塔吊抗倾覆和下沉验算设计制作符合要求。塔基础水平度为1.8%,运行一段时间后,由于施工需要及事前没采取任何措施,基坑开挖时露出基础一边,经一段时间后观察基础有下沉,塔基础下沉后水平度位于塔身四点的数据为:北点1633mm,西点1628mm,南点1622mm,东点1623mm。经计算可以得出最大水平度为(1633-1662)/2300=4.78%.超过塔身垂直度要求,这时塔身向西北方向偏差最大,分析原因是露出基础的一方为塔吊配重块的一方,在静定状态下,此方向受力分析水平力产生的力矩是承台基础下沉,由于此时塔吊处于空载状态,我们进一度测量塔吊安装高度35m处塔身垂直度有以下一组数据:塔吊 (QTZ80)仪器方向(在东面摆)臂往东南方向3号点顶往北偏25cm1号点顶往北偏25cm4号点顶往北偏26cm2号点顶往北偏26cm塔吊(QTZ80)仪器方向(在东面摆)臂往东南方向3号点顶往西偏30cm1号点顶往西偏28cm由以上数据计算出塔吊顶往西北偏,垂直度约为39/3500=11.1%.由以上两组数组得出不同的垂直度,究竟是怎么回事呢?笔者认为后者比前者大太多,一方面是由于金属结构弹性变形所致,另一方面可能是受塔吊整体向西北方向倾斜影响所致,那么究竟哪个数据更接近塔吊垂直度值呢?笔者认为4.78%,塔吊垂直度的定义是塔身与其支承面之间的倾斜度,而第一组数据只是塔吊支承面的水平度,没有考虑到塔身金属结构本体的倾斜度,而第二组数据由于塔吊倾斜度影响大大失真。从各种规范书来看,还没有规范规定塔吊基础倾斜后金属结构变形范围的,特别是使用年代较长的塔吊,其弹性变形范围大,塔吊安装后很难保正倾斜度在3%范围内。在者,现在的特种设备检测院检测塔吊时不会测量其垂直度,在表格内也没有对其的要求。那我们的塔吊倾斜后采取的措施是对其支承面垫钢板纠平,以上面塔吊为例,我们在北点1633mm垫两块4mm厚的钢板,西点1628mm垫1块4mm厚的钢板,这样计算出来的基础支承面水平度为3/2300=1.3%,然后测量塔身垂直度分别数据为:塔吊(QTZ80)仪器方向(在东面摆)臂往东南方向3号点顶往北偏9cm1号点顶往北偏10cm4号点顶往北偏11cm2号点顶往北偏12cm塔吊(QTZ80)仪器方向(在东面摆)臂往东南方向3号点顶往西偏16cm1号点顶往西偏17cm计算出来塔身垂直度约为5.6%,考虑塔吊扭曲变形的影响,将平衡臂方向转到东南方向来固定,塔吊金属结构会恢复扭转弹性自动方向纠正偏差,此时还需要作塔吊静刚度验收,我们在此认为塔吊运行一段时间后垂直度值在规定范围内。按照上述方法,我们运行塔吊一段时间后,做常规垂直度测量得到如下数据:塔吊(QTZ80)仪器方向(在东面摆)臂往东南方向3号点顶往北偏9cm1号点顶往北偏5cm4号点顶往北偏7cm2号点顶往北偏7cm塔吊(QTZ80仪器方向(在东面摆)臂往东南方向3号点顶往西偏8cm1号点顶往西偏6cm由以上数据计算出塔吊顶往西北偏,垂直度约为12/3500=3.42%<4%,符合规范。毕竟塔吊作为一种高大型特种设备,有很多规范数据亦但还少数许没有规范的地方,我们在探讨时多带着问题去想,这样会减少很多理解上的误差,帮助我们去更好的了解塔吊的特性。①作者简介:张少红(1972,1,18),男,土家族,籍贯:湖北省天门市卢市镇,职称:助理工程师,研究方向:机械设计、制造及其一体化。塔式起重机基础沉降时的处理与垂直度的关系①张少红(中交四航局第二工程有限公司 广州 510290)摘 要:本文重点阐述我单位一台正在使用的塔吊在基础下沉后的处理方法,以及在处理过程中大家对塔吊规范定义的不同理解争议和作者实际解决问题的办法,为施工单位最大限度利用起重设备节约了资金和促进了效益。关键词:基础水平度 塔身垂直度 静定刚度中图分类号:TH213.3文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(c)-0108-01