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1塔式起重机安全控制技术2开工前塔吊需考虑问题：1、选型2、覆盖范围3、基础问题4、附墙装置设置5、安拆3第一章法规、标准序号标准编号标准名称1GB/T13752—1992塔式起重机设计规范2GB5144—2006塔式起重机安全规程3GB/T9462—1999塔式起重机技术条件4JGJ33—2001建筑机械使用安全技术规程5GB5031—1994塔式起重机性能试验6建设部第166号令建筑起重机械安全监督管理规定7JG/T100—1999塔式起重机操作使用规程4第二章塔吊简介一、分类：1、按臂架结构形式分：水平臂架式、动臂式；2、按旋转方式分：上旋式、下旋式；3、按有无行走机构分：行走式、固定式；建筑工地常见的是水平臂架式、上旋式、固定附着式塔吊。型号通常用QT80、QTZ120、QTZ5013、F0/23B等表示。二、工作原理：三大工作机构：起升、变幅、回转机构，依靠三大工作机构对重物进行垂直和水平运输；通过液压顶升机构实现顶升加节；轨道行走式还有行走机构。三、构造5（一）金属结构：1、基础、底架；2、塔身；3、爬升架；4、回转支座；5、回转塔身；6、塔帽；7、起重臂；8、平衡臂；9、附墙装置（二）工作机构：1、起升机构；2、变幅机构；3、回转机构（三）液压顶升机构（四）行走机构（五）内爬机构四、安全装置1、两限制：起重力矩限制器；起重量限制器2、三限位：起升高度限位器；幅度限位器；回转限位器3、两保险：吊钩保险装置；卷筒、滑轮保险装置：64、其它：行走限位器；缓冲器和阻挡器；夹轨器；风速仪五、电气装置7第三章塔吊基础设计1、荷载塔吊作用于基础的荷载：M(kN-m)Fh(kN)FV(kN）Mn(kN-m)非工作状态13502670060工作状态9001370020082、塔基形式选择（1）浅基其尺寸、配筋、地基承载力在塔吊说明书均有要求。如果实际地基承载力偏小，可要缩小尺尺寸，应由相应资质设计单位设计。有软弱下卧层，应考虑沉降。方型板式基础9十字梁基础（2）桩基础桩可采用灌注桩、预制桩。一般采用四桩基础。有的设计也采用单桩基础。桩基础承台尺寸可以做得比独立基础小。10（3）钢结构基础11123、地基或桩基受力分析（1）浅基基底受力呈三角形分布压力；部分基底不受压，最大压力比平均压力大得多；受压区应大于一半；基础宽越小、高度越小，受压范围越小，最大压力越大。13（2）桩基四桩受力不等，个别桩可能受拉。承台越小，桩距越小，拉力越大。桩应按受压及抗拔设计。高桩承台，或基坑边承台，应考虑桩承受的水平力。采用单桩，单桩应能承受弯矩及剪力。144、基础位置选择（1）基坑边浅基应控制高度，对基础下边坡支护应加强；采用桩基时，应与支护结合计算，原支护不能省，采用管桩时，应考虑位移影响。15（2）地下室内基础面在底板下方；基础面与底板面平，应注意插筋及止水；16基础底为底板面，应考虑底板承载能力，必要时把荷载传至柱承台上；底板上方，可利用塔吊清土、施工内支撑等；17基础底在顶板面，应进行验算，并对顶板进行加固。5、基础构造（1）砼强度≥C35；（2）钢筋满足最小配筋率；（3）应设置围墙；18（4）预埋螺栓植筋问题19第四章附着装置固定附着式塔吊的独立高度、附墙间距和自由高度在使用说明书中都有严格要求，当安装高度需要超过规定的独立高度或附墙后自由高度的要求时，必须按照使用说明书的要求进行可靠附墙连接。1、附墙杆型式（1）圆管（2）方管（3）双槽钢（4）格构柱附墙杆长细比应小于120。2、附墙杆布置（1）三杆20一般条件下，附墙距离5米，附墙跨度8米左右，附墙杆件长度不大于8米，角度宜对称90°，尽可能使用厂家原配的附墙装置。表：某工况不同角度杆内力比较（2）四杆（3）垂直间距按厂家提供间距，过大或过小均不好。角度90705550453525压力（kN）248120110120132145250213、附墙杆设计特殊条件附墙装置，主要指离墙超过要求，或杆件位置、角度不能满足说明书要求，应进行专门设计。（1）根据塔吊所受倾翻力矩M、风荷载q计算附着装置所受水平力R。受力模型弯矩图22剪力图（2）根据受扭力矩Mn及水平力R计算各附墙杆内力。附墙杆实际承受轴向拉力或压力作用。BAF3F2F1RCDMn（3）对附墙装置的强度和刚度进行验算，主要为附墙杆压杆稳定、抗拉强度、销轴、连接板、焊缝强度等。4、附着装置操作要求23（1）装设附着框架和附着杆件，应采用经纬仪测量塔身垂直度，并应采用附着杆进行调整，塔身垂直度偏差要求：塔身独立高度垂直度偏差应不大于4‰；在最高锚固点以下垂直度允许偏差为2/1000。（2）在附着框架和附着支座布设时，附着杆倾斜角不得超过10°。（3）附着框架宜设置在塔身标准节连接处，箍紧塔身。塔架对角处在无斜撑时应加固。（4）塔身顶升接高到规定锚固间距时，应及时增设与建筑物的锚固装置。（5）起重机作业过程中，应经常检查锚固装置，发现松动或异常情况时，应立即停止作业，故障未排除，不得继续作业。（6）拆卸起重机时，应随着降落塔身的进程拆卸相应的锚固装置。严禁在落塔之前先拆锚固装置。（7）遇有六级及以上大风时，严禁安装或拆卸锚固装置。24第五章塔吊倒塌分析1、倒塌的主要因素（1）安装、拆卸及顶升加节过程中的违章操作；（2）力矩限制器失灵，人为超载违章；（3）斜吊、起吊地下埋设重物超载；（4）风力超过规定范围而进行顶升或吊装作业（4级：不得顶升、安装；6级：不得吊装）；（5）强风时回转机构没有保证臂架自由旋转；（6）塔身独立高度、自由高度超过规定未附墙；（7）塔身垂直度不符合要求，重心外移过大；（8）平衡重和压重重量偏小，位置不正确；（9）钢结构疲劳受损、锈蚀、焊缝开裂；（10）钢丝绳、吊具破坏，导致重物突然脱落。2、倒塌破坏部位（1）基础破坏（2）地脚螺栓断裂（3）附着装置破坏25（4）塔身破坏（5）塔臂破坏26第六章塔吊倒塌案例从2000年—2008年4月，媒体曝光的120起建筑起重机械安全责任事故的统计来看：建筑起重机械事故呈群死群伤特征。120起事故死亡总人数232人，平均每起约2人；租赁使用单位74起占59%，安装单位42起占35%，制造厂家4起占3.5%；现场作业人员违章操作事故96起占80%。主要问题集中在：无证上岗；超负荷使用；违规安装拆卸；基础不符合要求；附着不规范；自行加工起重机结构；安全技术方案错误；载货升降机违规载人等。起重设备原因造成事故18起占15%，问题集中在主要结构严重锈蚀、主要结构裂纹；连接螺栓松动；销轴脱落；钢丝绳断裂；安全装置损坏等。1、大连风暴潮2007年3月4日晚，大连遭遇罕见的风暴潮袭击。本次风暴潮共造成市区建筑工程现场的8台塔吊倒塌，3台塔吊起重臂折断，造成了多人伤亡，直接经济损失约700余万元。27破坏原因分析：（1）强风风速为28.8米/秒，风速等级为11级。并且由于时值正月十五，多数工地并未开工，采取相应措施不及时。（2）设计制造缺陷设计风压800Pa，相当于风速36.1米／秒，100处风速估计为45.72米/秒，相当于14级（3）附墙杆及连接不规范本次台风中有附墙杆倒塌塔吊中，有3例长细比过大（规范规定钢管允许长细比λ≤120，实际钢管最大长细比达到193），抗压强度不足而扭曲变形。连接不规范，本次台风中8例有附墙杆倒塌塔吊中，附墙杆端部脱焊3例；中部对接或连接处脱焊2例；连接环断裂1例；调节螺栓剪断2例；调节螺栓拉断2例。（4）塔吊用材问题破坏倒塌塔吊采用角钢的占88.89%，说明采用角钢的塔吊抗风能力较差。（5）自由高度过高。本次台风倒塌的塔吊中，有1例实际自由高度28超过设计允许自由高度，占11.11%；有7例实际自由高度达到或接近设计允许自由高度，占77.78%。（6）旧塔吊使用问题8例倒塌塔吊，有2例是已周转多年的旧塔吊，其构件相应老化，在本次台风中未按旧塔吊技术条件而降格使用，出现了塔身在最高附墙杆上部弯折倒塌情况。（7）吊臂回转装置失灵8例倒塌塔吊中有一例自由高度虽未超高，但由于吊臂回转装置失灵，台风袭击时，吊臂未能回转至与风向平行，承受较大风压，导致所有附墙杆全部拉断。另有工地目击者反映，塔吊是在台风风向由东北风突然转变为东南风的时候塔身折断，且统计8例塔吊倒塌时间有4例时间相近，依此判断在阵风风向突然转变的瞬间，可能发生塔吊吊臂不能及时回转至与风向平行情况，导致受风投影面积增大造成塔身弯折。（8）基础抗倾覆能力不足。8例倒塌塔吊中，有1例工业厂房工程因厂房低塔吊高，同时塔吊达到最大独立高度，基础承受较大倾覆力矩，由于基础没有经过设计，桩基础承载力不足，导致基础承台和上部塔吊整体倾翻。造29成基础承台背风一侧桩基下沉，迎风一侧桩基拔断。对策和措施（1）提高塔吊设计抗风能力（2）规范附墙杆制作和安装（3）提高塔基抗倾覆能力（4）合理选择塔吊安装位置。在风力较强地区，确定塔吊安装位置时，应尽可能选择在背风面，避开迎风面。在沿海的大部分地区，塔吊安装位置应选择在建筑物的西面或南面，尽量不要在建筑物的北面或东面安装塔吊。因场地条件限制不能选择时，附墙杆应采取加强措施。（5）控制塔吊自由高度进入大风季节，工地应对塔吊降格使用作为一项主要季节性安全措施，不具抵抗强风袭击的塔吊，其最高附墙杆以上或无附墙杆的自地面以上自由高度不得大于七节标准节高度或20米。（6）建立大风预警防范机制强风来临前，应启动应急预案，采取应急措施：a.塔吊吊臂预先回转至与风向平行；30b.吊钩升至最高位，回转范围内不得有障碍；c.放松回转限位刹车，停止作业并切断电源；d.采取措施降低自由高度；e.如遇准确超强风预报，高层建筑塔吊应提前拆除1～2道附墙杆，使塔吊吊臂和平衡臂低于建筑物，并与建筑物主体结构连接牢固。台风类似倒塌情况2004年14号台风中，台州共有9台塔吊倒塌。2006桑美台风，温州苍南共有6台塔吊倒塌。2、某市凤凰花苑工地2009年12月28日下午3时40分，一座20余米高的塔吊突然坍塌。六人从塔吊上坠下，其中五人当场死亡，一人伤势严重，被送往医院急救。此次出事的塔吊的吊臂从主体支架支撑点两侧断裂，吊臂断裂前，塔吊牵引吊臂的钢索最先断裂。31原因分析（1）塔吊是伪劣产品。（2）塔吊缺乏维护。（3）超载，力矩限制器失灵。3、某体育馆工程塔式起重机整机倾覆事故（1）事故概况2001年3月8日晚，某体育馆工程使用的QTZ60型塔式起重机在起吊混凝土料斗时发生整机倾覆32事故，致使司机重伤，项目部临时活动房局部被砸塌，经济损失达30余万元。塔式起重机在起吊混凝土料斗时，塔身根部朝平衡臂方向的两根地脚螺栓断裂，塔式起重机朝起重臂方向发生倾覆，大部分钢结构变形，机构、电气破坏，整机报废。（2）事故原因1）据现场勘察计算，塔式起重机起吊时，料斗与混凝土的重量已超过该起重机在该工作幅度下的起重量，发生事故时实际起重力矩超过该起重机的最大起重力矩26.3%，严重超载。塔式起重机的最大工作幅度距离搅拌站出料口尚差2m左右，在当料斗在搅拌站出料口处装载混凝土时，起重机吊钩只能斜拉起吊，因此加大了起升载荷，加剧了超载现象，导致塔式起重机发生倾覆。2）起重机作业人员无上岗证。本案例中塔式起重机司机与指挥人员均无操作证，均属违章上岗作业。3）安全保护装置无效。该塔式起重机的起重力矩限制器未按《使用说明书》的要求调试到位，该装置内的推杆与行程开关触点距离太远，因而当塔式起重机起重力矩超载时，推杆未能顶触行程开33关的触点而报警、断电，不起安全保护作用。4）施工现场安全管理不力。因工程项目位于郊区，并从社会租赁塔式起重机使用，工程项目部放松了对塔式起重机及其操作人员的安全管理，对无证上岗、照明不良、起重机斜拉与超载、安全保护装置失灵等违章现象与安全隐患不闻不问，且未按施工现场常规安全管理规定对塔式起重机的主要安全保护装置进行安装检测与定期检测。4、QTZ4O塔式起重机整体倾覆事故1999年9月12日，某住宅楼工程正在安装一台QTZ40型塔式起重机。该塔式起重机独立高度32m，臂长42