大型动臂塔机应用技术与安全预警（二）

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　　2结构特性
　　(1)吊臂起伏角度大，尾部回转半径小
( R# n$ j4 |$ ^* X/ d　　大型动臂式塔机吊臂起伏角度在17至83度之间，大大拓宽了设备的能力和工作范围。相对于水平臂塔机，吊臂的大仰角相当于增加了塔身的高度，有效扩展的工作范围几乎是以吊臂长度为半径的半球体空间。这对于结构主体施工以及主体结构上高耸构件吊装具有重要意义。尾部回转半径在8至11米之间，这在群塔作业、城市狭小作业空间施工提供了更多的选择，在城市中心区、超高层建筑工程施工甚至是唯一选择。但另一方面，由于吊臂起伏引起两个方面的问题。其一，吊臂自重弯距变化大。如M440D安装55米吊臂，当由最小幅度变化到最大幅度时，其自重弯距变化超过300t.m(安装82米臂的M1280D塔机自重弯距变化甚至超过1000t.m)，吊臂自重弯距变化对整机平衡影响很大。因此大型动臂式塔机吊臂设计采用高强度结构钢，最大限度地减轻臂架重量而增加吊重，提高吊重与机重的比例系数。其二，吊臂迎风面积增加大。由最大幅度变化到最小幅度时，相对于臂根铰点，其吊臂迎风面积增加3.4倍。因此无论大型动臂式塔机处于工作状态或非工作状态，风载荷对塔机安全影响更大，并且这种影响是变化的、动态的，容易为操作及管理者忽视而造成重大事故。这一点在“安全预警”中进一步讨论。
- J4 D8 k) X# o& V　　(2)吊臂稳定性好，安装幅度范围大
　　大型动臂式塔机吊臂设计采用“杆”结构，相对于水平臂塔机“梁”结构稳定性能更好，吊臂结构占整机结构重的比例更小，而最大起重量则更大。因此，常规大型动臂式塔机起重能力都能够达到30至100吨，有效的解决了超高钢结构工程对起重机大起重能力的要求。另外，由于塔机吊臂设计采用“杆”结构，吊臂安装幅度范围更大。为使用提供更多灵活选择，可以供不同工程选择，也可以在同一工程的不同阶段根据需要调整。表3中可见，虽然吊臂安装幅度大，但是不同安装臂长对于起重特性的影响很大，例如65米安装臂长在臂端起重力矩175t.m，而30米安装臂长在臂端起重力矩则能够达到585t.m，该变化量远大于水平臂塔机。此特点是由吊臂自重弯距变化和吊臂风载荷引起，尽管制造商试图采用可移动平衡重来抵消吊臂自重弯距变化，终因制造成本等因素未成为主流。因此从有效利用大型动臂式塔机“起重特性”的角度讲，在超高工程主体结构施工阶段，更适宜选择较短吊臂安装。
　　(3)主起升钢丝绳对起重特性影响大
　　国外大型动臂式塔机采用了独立装机的内燃机动力，装机容量可达到600Hp以上，为起重机高速重载起升创造了良好条件，起升主钢丝绳选用直径达到32毫米以上，钢丝绳自重对于超高工程主体结构施工必然会影响到设备起重特性。例如M900D主钢丝绳重量就达到8.2公斤/米，如果超过其基本高度300米，附加值2500公斤则要转移为起重载荷，设备起重特性则要做相应修正。该附加载荷对于大型动臂式塔机超高使用的影响是显著的。
, Q* r' ?: a  {. ]. S- S1 K　　3特殊爬升及支撑体系
) j  e( U/ U" U' ^1 P$ Y　　大型动臂式塔机采用了独特的整体内爬自升体系，其起升高度完全不受塔身结构限制。系统主要包括：内爬支承系统、爬升系统。
6 b9 b; m* o- X% K. {. p　　3.1内爬支承系统
　　大型动臂式塔机的结构垂直载荷通常在150至400吨，方向确定；由倾覆弯矩等效的水平载荷50至180吨，方向不确定，这些载荷通过内爬支承系统传递到建筑主体结构。由于超高建筑结构形式的不同、内爬塔机布置位置不同，内爬支承系统也采用不同的结构形式，通常有三角支承架形式和支承钢梁形式。三角支承架悬挑在核心筒墙体上，主要包括主梁、次梁、斜撑杆(拉或压杆)、水平撑杆。主梁与核心筒墙体通过钢牛腿连接，斜撑杆通常采用无缝钢管，主梁两侧设置水平撑杆，各撑杆与主梁连接均采用销轴形式以方便安装。支承钢梁主要包括主梁、次梁、水平撑杆。主梁跨度依据建筑主体结构确定，通常4米至18米；主梁与建筑主体结构通过不同方式连接。主梁之间及主梁与建筑主体结构之间采用水平撑杆连接以抵抗水平载荷。
　　整个内爬支承系统由三套结构尺寸相同的三角支承架或支承钢梁配套而成。其中两套组成结构支撑体系。下支撑抵抗垂直载荷，上、下支撑抵抗等效水平载荷。其平面投影重合，立面间距通常12米至18米，构成稳定的结构支撑体系。另外一套相同的三角支承架或支承钢梁供爬升时交替使用。
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