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摘 要：文章通过分析当今塔机的使用状况和事故的种类，提出了超期服役塔式起重机的使用 性能评估方法，沧州欧谱使塔机的使用性能评估具有切实的可操作性，可大大减少塔机事故的发生。 关键词：超期服役塔机 性能评估 Abstract: This paper analyzes the current situation and the use of tower crane accidents categories, proposed the use of tower cranes extended service performance assessment methods so that the use of performance evaluation of tower crane has a practical operational, can greatly reduce the tower crane accident occurred. Key words: Extended Service Performance Evaluation of tower crane 一、引言 根据《塔式起重机设计规范》中的要求：―塔式起重机设计寿命应根据其用途、技术、经济及淘 汰更新等因素而定，一般可按15—30 年计算‖，对建筑上使用的塔式起重机设计时一般是以20 年的 寿命来加以计算的。但是，当今塔机的生产效率和利用率比过去大幅提升，每日工作台时从原先的 8 小时提高到12 小时或12 小时以上，日均为1.5—2 个台班，实际使用年比公历年的时间大大缩短。 当然，这不能一概而论，不是对所有的塔机均是这样，为此，建设部发布的第659 号公告《建设部 关于发布建设事业―十一五‖推广应用和限制禁止使用技术（第一批）的公告》中对超过一定使用年 限的塔式起重机和施工升降机要求评估合格后可继续使用（63t.m 以下10 年，63t.m—125t.m 15 年， 125t.m 以上20 年），考虑到小吨位塔机的频繁超载使用，江苏省建设厅标准J11178-2008《建设工程 施工机械安装质量检验规程》中作了进一步的细化，规定起重公称力矩40t.m 以下（含40t.m）出厂 超过8 年，公称力矩40t.m-63t.m（不含63t.m）出厂超过10 年，公称力矩63t.m-125t.m（不含125t.m） 出厂超过15 年，公称力矩125t.m 以上出厂超过20 年的塔式起重机和SC 型施工升降机出厂超过8 年，SS 型施工升降机出厂超过5 年，均需评估合格后方可继续使用。 二、塔式起重机事故种类分析 随着经济的发展，大量高层建设工程逐渐兴起，塔式起重机在建筑工地的应用越来越广泛，若 不正确使用，将不可避免发生塔式起重机倒塌事故。由于塔机事故的复杂性及多样性，塔机事故的类型很难准确的分辨，以下的分类方法不一定完全科学，目的只是为了说明塔机事故的大致情况以 及它的危害性。事实上，很多塔机的事故是由于综合因素造成的，但就其主要原因来说，因超载、 安全保护装置失效、违章操作和结构疲劳方面造成的事故最多。 以下就事故发生的原因进行分类，其中所占比例为根据江苏省2005 年至2009 年资料统计： 塔机事故类别所占百分比% 备注 超载 52% 建筑施工行业 钢结构疲劳（起重臂断折、塔 身断折、拉杆塑变、机构损坏） 16% 建筑施工行业 违章作业12% 建筑施工行业 设计及制造质量不足8% 建筑施工行业 塔机安装和拆卸环节8% 建筑施工行业 其他 4% 建筑施工行业 通常情况下，超载中包含钢结构疲劳，违章作业中也包含超载，三者无法严格区分，但从表中 可以看出，钢结构疲劳等造成的塔机事故所占的比例较大。超载、违章作业、塔机安装和拆卸环节 等的事故可以通过加强管理来减少事故的发生，但钢结构疲劳却需要通过科学的手段来预测，也就 是需要我们对塔机的使用性能进行科学的评估。 三、塔式起重机使用能力评估方法 在塔机的设计、生产和使用中，人们对结构件的静强度及整机性能均比较重视，而对其疲劳性 能和使用寿命则往往难以进行准确的计算，目前我国也无统一的塔机使用报废年限和结构件寿命评 估预测标准。只有在对长期在用的起重机械设备的重要零部件的应力（使用状况）、缺陷（存在的缺 陷情况）以及材料的力学性能三要素进行全面了解与分析，并作出科学的评价（断裂安全评价、塑 性破坏安全评价或者疲劳安全评价）之后，才能够给出设备的合理使用年限或预期使用寿命。 我国现行塔式起重机设计规范与安全技术规程，对塔机结构件、零部件报废作了若干规定，但 涉及起重机械的整机报废的标准还未出台，因此整机的使用寿命及报废我们可以参照执行。 相关规 定主要有以下几点： 1. 起重机主要结构件由于腐蚀而使结构的计算应力提高，当超过原计算应力的15%、对无计算 条件的当腐蚀深度达到原厚度的10%时，则应予以报废； 2. 起重机主要受力构件如塔身、臂架等，在失稳或损坏后经更换或修复，检测其结构的应力不 得低于原计算应力，否则应予以报废； 3. 卷筒与滑轮有下列情况之一的应予报废： 裂纹或轮缘破损；卷筒壁较原来厚度减少10%；滑轮绳槽的壁厚磨损达20%；滑轮槽底磨损超 过钢丝绳直径的25%； 四、吊钩有下列情况之一的应予报废： 吊钩挂绳处断面磨损超过原高10%；心轴磨损超过其直径的5%；用20 倍放大镜观察表面有裂 纹、沧州欧谱破口，钩尾和螺纹部分等危险断面及钩筋有永久变形者。 五、钢丝绳有下列情况之一的应予报废： 在一个捻距（节距）内达到规定断丝数时；钢丝绳表面磨损或腐蚀使原钢丝绳的名义直径减少 7%；钢丝绳失去正常状态产生波浪形等。 六、制动器有下列情况之一的应予报废： 裂纹；制动块摩擦衬垫磨损量达到原厚度的50%；制动轮表面磨损量达1.5—2mm；弹簧出现塑 性变形；电磁铁杠杆系统空行程超过其额定行程的10%。 根据上述的规定以及可能会产生塔机事故的因素，我们对塔机的综合寿命评估主要从以下三个 方面开展： 1. 安装前检查 主要对塔机的结构部件进行检查。主要有起升机构、变幅机构、回转机构、顶升机构以及结构 件的锈蚀程度和磨损程度，对不符合要求的或是达到报废标准的，要求加固或是更换，这其中特别 是起升机构钢丝绳、液压顶升系统液压油、塔身主肢的锈蚀深度、臂架的磨损及锈蚀深度，以及结 构件的焊缝等，以保证安装后的塔机可正常使用。 2. 安装后检测 （1）塔机的结构刚度检测 在进行了塔机结构部件检查以后，待塔机安装好后检测塔机额定载荷和超载状态下的各工况的 刚度变化，判断材料的疲劳损伤程度。 （2）塔机主要结构件的应力检测 在进行塔机结构件刚度检测的同时，对塔机的主要结构件进行应力检测，其目的就是进一步判 断材料的疲劳损伤程度，漆膜划格器http://www.qimohuageqi.com与结构刚度检测结果一起综合考虑，以便判断塔机的使用寿命。 3. 塔机寿命评估 根据所测试的结构应力和结构刚度，将数据导入塔机评估软件系统中（图1），将测试出的载荷 应力再综合考虑自重应力，与塔机的设计结构应力和刚度进行参数分析、比较，以判断塔机的可使 用寿命。 4、展望 通过对塔式起重机进行寿命评估，可以提高超期服役塔式起重机的安全可靠性，延长其使用寿 命，避免因塔式起重机失效引发的事故，有着良好的工程意义和实践价值，能产生巨大的社会和经 济效益。 图 1 塔机评估系统 参考文献： [1]塔机正常工作年限评估方案的探索王铁柱 建筑机械化2008/06 [2]塔式起重机剩余寿命评估的思考王保瑞 建筑机械化2008/12 [3]塔式起重机金属结构设计与分析牟小林 机械研究与应用2009/03 [4]塔式起重机结构有限元分析技术研究王正勇 工程机械2009/08 [5]塔式起重机钢结构损坏原因邱洪鹏 品牌与标准化2009/16 |
