塔式起重机钢结构损坏原因及维修

 

塔式起重机在建筑施工中已成为必不可少的施工机械设备，塔机在建筑施工中的现场安全生产管理工作中极其重要。长期以来，人们在维护塔机时只重视对传动及电气设备的养护，而忽视了对钢结构的检查及修复，给施工带来各种事故隐患。在此我们结合多年来的实际经验，谈谈塔机的钢结构在施工使用中的损坏原因及维修。

 

关于钢结构的损坏形式及原因分析

 

（1）表面锈蚀

 

塔机的工作环境比较恶劣，经常在含酸碱等腐蚀性气体灰尘下作业，加上运行过程中的碰撞及防锈油漆的自然老化、脱落，使表面失去保护，加上维护保养工作不及时，造成局部腐蚀氧化，不同程度地出现表面锈蚀现象，降低钢结构强度，久而久之使塔机的钢结构变形。

 

（2）裂纹

 

实践证明，虽然裂纹不一定导致断裂，发现裂纹不及时修复，塔机长期带患工作，往往是断裂的初期阶段，尤其是过渡性及危险性裂纹，具有进一步扩展的危险，及时发现并处理是很重要的。一般裂纹主要产生在焊接部位及应力集中的地方，如塔身下部、下支座、回转塔身、塔顶联接耳板等，通常在复合受力*大处。如果机构启动和制动过猛、越级换速、反车作紧急制动，使塔机钢结构增大冲击力，过大的惯性可导致塔机钢结构的焊缝开裂，处理不及时，会引发较大的危险事故。在浙江某工地的QTZ31.5塔机，由于司机操作不当，起升机构启动过猛，并且超载工作，使塔机前后摆动很大，使塔机上支座内的筋板全部开裂，幸亏发现得早，及时处理，未发生重大事故。

 

（3）变形

 

包括局部弯曲变形和扭曲、偏心。根据金属结构检验要求，杆件沿全长纵向轴线的直线度公差为1/750；使用中主弦杆变形量应不大于3‰～5‰；腹杆变形量不大于2～4mm；杆件连接螺栓孔距误差不超过装配间隙的1/2；且螺孔的圆度误差不超过装配间隙的l/2；当超过上述范围即视为变形。变形原因有：①由于碰撞、敲打等原因，造成钢结构局部弯曲变形；②由于连接螺栓松动，使得螺孔磨损成椭圆，造成各节臂、杆件之间偏心产生附加弯曲力矩；③误动作造成钢结构意外碰撞变形。如操作机构失灵使吊臂失控后仰，与塔身相撞会引起严重变形；④长期超载使用，使钢结构产生屈服变形（永久变形）。如顶升时不注意调整上部结构的平衡，没有将顶起部份的重心落在顶升油缸上，使顶部结构失去平衡乃至重心偏移较大，爬升架的导轮对标准节主弦杆的压力太大，使塔身主弦杆发生弯曲变形，塔机钢结构产生失稳而造成事故。

 

（4）断裂

 

钢结构的断裂，尤其是使用中突然断裂将产生非常严重的后果。断裂的原因有以下几点。

 

1）超载。资料表明因超载而造成起重设备发生的事故很多。有时是操作者或指挥者为赶速度，抱着侥幸心理盲目超载。有的建筑施工项目经理为赶超工期，人为使安全装置失效或拆除安全保护装置，特别是力矩限制器失灵，长期超载荷运行，导致塔机钢结构提前产生疲劳破损，缩短了塔机的使用寿命，并且易造成重大事故。塔机在拆除旧设备或其它障碍物及附着装置时，由于未清理完各种联结件（如预埋件未割断等），使得起吊后负荷加大、吊臂折断。有时是因对起吊物重量估计不足而超载，大幅度起吊不明重量大小的物件，造成起重力矩失控，极容易导致臂架、臂架拉杆及塔身主弦杆失稳和拉伸断裂。如上海某工地拆卸一台内爬塔机，使用了WQlO屋面起重机，违章作业，在拆卸塔机时，盲目超载，该拆卸的部件不拆，该分开吊的不分开，致使屋面起重机钢结构局部损坏、严重变形开裂。

 

2）基础不坚实。塔机*大幅度提升额定载荷时，其倾翻力矩会引起不坚实基础下沉，产生冲击载荷而造成整体倾翻或折臂。如吴江某工地新安装的一台塔机，由于施工单位选用的基础在河浜填土上，对塔机基础下面不进行加固处理，没有按说明书中的规定要求，未达到地耐力就制作塔机基础，安装后造成塔机和基础整体倾翻。

 

3）疲劳破坏塔机钢结构件受力复杂，承受不稳定交变应力，随着工作次数的增加，疲劳强度逐步降低。违章作业，斜拉、斜吊重物，导致塔机钢结构疲劳破坏，特别是大幅度斜拉、斜吊重物，除了承受起重力矩外，臂架还要受到一个水平横向力矩，这两个力矩叠加，就有可能使臂架弦杆失稳弯曲，严重疲劳破损，导致侧向折臂。

 

（5）爬爪不到位

 

塔机顶升加节作业时，由于操作人员疏忽，爬爪单爪爬在塔身踏板上，另一爬爪不到位，单爪承受塔机上部结构重量，如果顶空上部整体下落，下落冲击引起钢结构（平衡臂、起重臂等）损坏变形，严重时导致塔机倾覆及安全伤亡事故。

 

（6）钢丝绳断裂

 

在日常检修过程中，检修人员粗心大意，起升钢丝绳断丝、断股等没有检查出，以致塔机起吊物件时，钢丝绳突然断裂，引起物件、吊钩下坠，摆动轻则损坏局部钢结构，重则塔机反弹引起倾翻。

 

关于钢结构损坏的修复与预防

 

（1）钢结构的修复

 

1）修补裂纹对于有迅速扩大趋向的裂纹以及焊缝上的裂纹、主要受力部位（如吊臂上下弦杆、塔身主弦杆、塔顶联接耳板）的裂纹，必须及时修复。通常采用现场补焊，焊条应与母材相近，同时须将母材裂纹处打磨后再补焊。焊缝上的裂纹须将原有的焊缝清除干净，打磨后才可施焊。

 

2）修复弯曲构件采用冷压或局部加热顶压法可将变形构件校正。因钢结构塑性变形后强度下降，因此对于主要受力杆件如主弦杆的修复应慎重进行。

 

3）更换钢结构受力杆件（如平衡臂拉杆、起重臂拉杆等）严重锈蚀或扭曲变形、起重臂臂节接头销轴孑L严重磨损、拉杆销轴孔磨损成椭圆、联接法兰盘严重磨损、法兰螺孔磨损超限等，当已无价值或修复后达不到使用要求时应个别更换乃至全部重新制作。

 

4）补强对于某些强度薄弱环节，如杆件两端主弦杆与法兰板的联接焊缝应采用加强肋板补强；腹杆与主弦杆的焊接应采用搭接，并尽可能增加焊缝长度。为避免不同材质焊后收缩不一致，选材应尽可能一致。

 

（2）完善维修保养检验制度

 

设备管理部门应将维修保养检验制度列为安全检查的工作之一修复后应根椐具体情况讲行检验，对于一般或局部修复可用外观检验，重要杆件和部位的焊缝应用X射线探伤、超声探伤或磁粉探伤，合格后方可使用。钢结构的补漆、腹杆焊缝脱落后的补焊等应在日常检修中予以修复，不应到大修期间才处理。在塔机使用时，应严格保证各安全装置灵活可靠、完好，特别是力矩限制器一定要灵活可靠、完好有效

 

（3）严格操作规程

 

严格执行塔机安全规程和起重机操作使用规程是减少钢结构损坏的重要手段。不论起重机司机还是指挥人员、检修人员、安全管理人员都应该时刻严格执行规程，把规章制度放在首位、安全放在首位。此外要对起重量作出准确判断，以起重量作为起重机工作能力的标志是不准确的，应把起重力矩作为安全使用标志。