塔式起重机的防台风措施

2018年9月份，台风“山竹”在广东台山海宴镇登陆，给贵州、湖南、海南、广东和广西等省份造成了巨大的经济损失，导致了非常严重的后果，大约有160多万人被迫转移安置，造成直接损失53亿元左右。“山竹”的风速能够达到50m/s, 在此次台风席卷大陆的过程中，广东省有100多台塔式起重机受到不同程度的损坏，其经济损失无法估量。所以， 采取措施提升塔式起重机的防范台风能力显得尤为重要。

1  塔式起重机防台风能力

在我国工程项目建设的过程中，塔式起重机的使用范围非常广泛，而台风会给塔式起重机带来严重的经济损失和人身财产安全威胁。在台风直接吹向塔式起重机臂架的时候，臂架上的风荷载和调重上的风荷载会出现扭矩，该扭矩会被分散到机身四边的桁架之上，使得桁架腹杆上有较大的应力产生，该应力会与风载荷大小、风荷载中心作用点与机身水平距离之间呈现正比。换句话说，风荷载和臂架位置幅度越大，腹杆所产生的应力也就会越大。在自身重力、回转惯性力和臂架调重力的作用下，腹杆会产生另外的应力，该应力也会与臂架幅度呈现出正比的状态。

大量调查发现，风荷载可以高效控制腹杆应力值，在臂架处于大幅度位置的时候，要高度重视垂直风给机身腹杆带来的失衡影响，机身腹杆失衡比较严重以后，塔式起重机就会出现倒塌的情况。在臂架处于较小幅度位置时，风会顺着塔式起重机吹，使得弯矩出现在臂架的铰链位置处，当风荷载值达到一定程度，后倾弯矩就会比臂架自身的前倾弯矩大，此时整个臂架出现后翻的情况。所以，塔式起重机的附墙杆刚性、塔机高度、自重以及臂架幅度都会给其防台风能力造成严重的影响。在制定塔式起重机防台风措施时，要从塔式起重机自身的使用性能和结构特点出发，使用科学的防范措施和技术，快速提升塔式起重机的平稳性，防止在强台风的作用下出现倒塌的情况。

2  塔式起重机防台风的常见问题

（1） 塔式起重机不满足抗强台风的要求

在《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752—2017)投入使用以后，提升了华南沿海地区塔式起重机非工作状态下的风压，使塔式起重机的防台风能力发生了巨大的改变。然而在实际情况中，很多塔式起重机设计时都是依据《塔式起重机 设计规范》(GB/T 13752—1992)执行的，这就使其防台风能力不强，在遇到强台风以后造成巨大的经济损失。伴随着社会经济的发展进步，沿海地区高层建筑层出不穷，假如这些建筑物依然沿用内陆建设标准，其抵御风力级别为10级，而强台风的风力可以达到14级以上，使得台风给塔式起重机造成了致命的伤害。非工作状态计算风压和风速的情况见表1。

表1非工作状态计算风压和风速的具体情况

注：非工作状态计算风压取值的时候，内陆地区适合取最小值的地区有华北、华中和华南等地区，适合取最大值的地区有西北、西南、东北和长江下游等地区；沿海地区要以上海为界，取最小值的地区为上海以北地区，取最大值的地区为上海以南地区。

表2  非工作状态常用的计算风压、计算风速、 平均风速和风力等级的具体情况

（2）塔式起重机附着装置不合格

在塔式起重机作业的过程中，受塔机位置、使用受损情况以及转场等因素的影响，使得原厂的塔吊附着臂无法满足现场的使用要求，而有些附着装置并不是原厂生产的，导致这些附着臂出现质量不过关的情况，例如焊接质量不达标、使用残次钢材做原材料等，这就会使附着系统很难满足实际的施工需求。有些附着装置会采取焊接的方式与附着建筑物的端部相连，在发生塔机地基下沉的情况以后拉杆出现弯曲的现象，抗拉强度会随之下降，假如焊接质量不过关，极易出现焊缝裂开的情况，使附着装置失去了原本的作用。

（3）安装维护保养不到位

有些塔机安装从业人员的专业素质不高，没有参加岗前培训活动，过度追求施工效率，使得塔式起重机的安装质量比较差，在安装结束以后未能采取措施检查安装质量，使得单螺母施工、高强螺栓混用、维修不到位以及说明书与实际施工不符的情况时有发生。在塔式起重机安装施工现场经常会遇到维修保养不到位、日常检查频率低等情况，导致塔机连接螺栓和连接销时常会岀现变形、裂缝或者锈蚀的情况，这就使得塔机的防台风能力急剧下降。

3  塔式起重防台风的主要措施

（1)  做好设计工作

塔式起重机的防风设计包括两种情况，分别是工作状态和非工作状态，确保风压取值准确，保证每一个防风细节不会有遗漏的情况出现。在计算最大风压的时候，要保证起重机是在工作的状态下，同时对金属结构的稳定性和刚度强度进行科学的计算，使整台机器在工作状态始终保持着良好的抗倾覆性能。在确定风压定值的时候要以实际情况为基础， 沿着高度变化获得相应的风压值，并以此为依据完成最大风压的合理计算。一般情况下，对于正常高度的起重机而言，高度接近100m处的风压是最安全的。在计算工作状态下的风速时要以瞬时风速为基础，在计算非工作状态下的风速时要以2min之内的平均风速为依据。工作人员要严格按照有关规定来计算风速值，根据起重机的型号来选择最优的计算方法。以起重机的特殊性能和工作特点为基础，使整机的受力情况变得更加清晰，防止因为受力分析不全而造成计算误差的情况发生。在分析受力情况的时候做到万无一失，安装性能良好的风速仪、夹轨器、铁鞋以及锚定装置等防风装置，防止起重机被吹跑或者是吹倒。

(2)  做好安全管理工作

在对塔式起重机实施安全管理工作的时候，最有效的措施是防止塔式起重机被台风损坏或者吹倒，因此，工作人员要具体问题具体分析，以塔式起重机的工作环境和使用方式为基础，创建完善的安全管理体系和应急预案，保证塔式起重机安全作业。建立健全塔式起重机安全管理信息传递系 统和抢险救灾体系，采取措施高效管理资金、设备和人员，责任落实到人，使用奖惩机制来不断提升工作人员的主动性和积极性，使安全问题控制在萌芽阶段。依据台风的往年发生情况合理规划安全管理工作，将台风的高发季节设置为防台风的重点工作内容,及时维修设备、发生问题立即整改，将安全防护工作落实到实处。完善塔式起重机防台风安全保证措施,引进新的设备和技术，快速提升塔式起重机的防台风能力。

（3）做好预防工作

编纂专门的塔式起重机防台风预案,在遇到强台风的恶劣天气以后，根据具体的情况对塔式起重机悬臂端的高度进行科学调节，还可以将顶升套架平台调整到与最高处一道附墙高度一致的状态下,这样会使迎风面被减少，使塔吊风阻降到最小。塔机可以与建成的建筑物结构主体连接在一起,使塔机的稳定性得以保证，从而使台风给塔机带来的影响降到最小。

4 结束语

本文研究了台风给塔式起重机造成的影响和相关防范方法,分析了塔式起重机防台风能力的具体形式，并依托塔式起重机的不同工作状态和不同类型,对其防台风的方式和方法进行了全面的论述,提升了塔式起重机的安全性和稳定性，将台风给塔式起重机造成的损失控制在了最小的范围之内。