CN101003350B - 上旋转自行架设塔式起重机的架设安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种上旋转自行架设塔式起重机及其安装架设方法。该塔式起重机，包括有塔身、塔顶、起重臂和平衡臂、起升机构，塔顶上固定有一塔顶滑轮组，塔顶的上部铰接有一件架设拉杆，塔顶的中部铰接有一件架设撑杆，架设拉杆和架设撑杆的上端部相互铰接，上端部的铰接处固定有一架设滑轮组。塔式起重机具有安全、可靠的优点。本发明的架设安装方法，在塔顶设计安装架设机构，可垂直吊起臂架对接臂根铰点，消除不确定因素；同时设计撑杆与臂架组成铰链四连杆机构，使臂架在起扳过程中始终有较大的起扳角度，降低各结构件受力及卷扬机钢丝绳倍率。

Description

上旋转自行架设塔式起重机的架设安装方法

技术领域

本发明涉及一种塔式起重机，特别是一种上旋转自行架设塔式起重机及其安装架设方法。

背景技术

塔式起重机是现代施工中必不可少的重要施工设备，广泛应用于宾馆、住宅、工业建筑、大跨度厂房及高塔形建筑物的施工，也可以用于码头、货场的货物装卸和搬运。塔式起重机(以下简称塔机)对保证施工质量、保证施工安全、提高施工效率起着关键作用，也是机械化施工水平的重要标志。

近年来，我国在塔机的设计计算手段、生产加工工艺、配套工作机构的性能等方面均有长足的进步，但是塔机事故时有发生，据中国建设报报道：我国塔机事故触目惊心，2000年共发生塔机事故11起，其中有7起是在安装或拆卸过程中发生的，造成17人死亡、4人受伤，给国家和人民生命财产造成严重损失。由此可见，安装架设过程是塔机安装使用的薄弱环节。

我国中小城市及小城镇的住宅建筑一般为多层建筑，每座楼房的高度一般不超过30m，长度不超过60m，目前施工中在用塔机主要是上旋转自行安装架设塔机，规格主要为250kN.m以下，如采用同规格的自升式塔机，整机成本要增加2万元，而且250kN.m以下的塔机也只能用于住宅建设施工，采用自升式意义不大，所以上旋转自行安装架设塔机是目前国内产、销量最大的一类塔机。该类塔机在结构和机构、安全装置、工作性能等方面均有很大提高，而在自行架设方法上，没有专用的架设机构，事故时有发生。因此，能否研究设计出安全、可靠、实用的架设机构及方法，是关系到上回转自装塔机能否很好满足住宅建设施工要求的关键。

目前国内上旋转自行安装架设塔机的安装架设方法一般为：

1.从塔身标准节到塔顶的整个塔机垂直轴线部分采用抱杆安装，比较成熟可靠。

2.塔机起重臂和平衡臂的安装采用在塔顶上挂滑轮组的方法，利用自身起升机构先吊起臂架将臂根与塔身臂根铰点连接，然后重新穿绕滑轮组将臂架绕臂根铰点拉起至水平，再连接臂架拉杆。由于设计者对上回转自装塔机的安装步骤缺少考虑，塔顶的设计有前倾、有后倾，不能同时兼顾起重臂和平衡臂的安装，而且塔顶没有设计架设机构，就使得安装很不方便，存在很多事故隐患，现以中立塔顶为例说明：

第一步，如图1a、图1b所示，由于塔顶没有设计架设机构，塔顶的滑轮组位于塔身垂直轴线上，而塔身臂根铰点外伸，在吊起臂架连接臂根铰点时，为防止碰撞塔身，臂架必须呈斜向运动，需要地面人员在臂架尾部通过辅助拉绳4拉出一定角度配合。由于此时臂架两端均为柔性绳索连接，容易翻转，存在很多不安全因素，同时自身起升机构拉力增大；在对装臂根铰点时臂架位置不确定，要反复找正，相当困难。

第二步，绕臂根铰点拉起臂架，需要在塔顶和臂架前部穿绕滑轮组，如图2a、图2b所示，安装人员要高空作业，费时、费力，很不安全；臂架的运动形式为定轴转动，计算模型如图5a所示，臂架自重(包括变幅机构、变幅小车)为G，重心到臂根铰点的距离为L_OH，架设拉力S(沿CA方向)要克服臂架自重，对塔机臂根铰点取矩：如图5a所示

∑M_O≥0，则

S×L_OC×sin∠OCA≥G×L_OH×sin∠HOF

由于塔顶没有安装架设机构，滑轮组与臂架夹角/OCA很小，需要数量较多的地面人员配合向外拉起臂架，而且受现场场地限制、有时很难保证初始夹角∠HOF，此时架设拉力S较大，安全性差，容易出现起升绳固定点滑脱，为此发生过人身伤亡事故。尤其是在起重臂拉平后还要人员上到起重臂上扛抬、对接起重臂拉杆，十分危险，为此也发生过人身伤亡事故。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种具有安全、可靠、架设方便的上旋转自行架设塔式起重机。

本发明的另一目的在于提供所述塔式起重机的架设安装方法，该方法针对目前上旋转自行安装架设塔机安装架设中存在的问题，在塔顶设计安装架设机构，可垂直吊起臂架对接臂根铰点，在臂架起扳过程中使其始终有较大的起扳角度，降低各结构件受力及卷扬机钢丝绳倍率。

本发明是通过以下措施来实现的：

本发明的上旋转自行架设塔式起重机，包括有塔身、塔顶、起重臂和平衡臂、起升机构，塔顶上固定有一塔顶滑轮组，塔顶的上部铰接有一件架设拉杆，塔顶的中部铰接有一件架设撑杆，架设拉杆和架设撑杆的上端部相互铰接，上端部的铰接处固定有一架设滑轮组。

上述本发明的上旋转自行架设塔式起重机，为了更方便地固定安装臂架，所述的架设滑轮组与塔身臂架连接点位于一条垂直线上。

上述本发明的上旋转自行架设塔式起重机，拆除架设拉杆，可以使架设撑杆绕在塔顶中部的铰接点转动，起扳臂架。

本发明的塔式起重机的架设安装方法，采用以下步骤：

(1)安装好塔身和塔顶后，在塔顶上安装架设拉杆、架设撑杆及架设滑轮组；

(2)在臂架的端部固定一臂架临时滑轮组，起升机构钢丝绳通过臂架临时滑轮组、塔顶滑轮组和架设滑轮组，组成多倍率起升滑轮组，将臂架垂直吊起固定在塔身上端的臂根铰点；

(3)拆除架设拉杆，使架设撑杆可绕在塔顶中部的铰接点转动；

(4)将臂架拉杆连接在臂架中前部拉点和架设撑杆上端之间，，起升机构钢丝绳通过塔顶滑轮组和架设滑轮组，组成多倍率起升滑轮组；

(5)开动起升机构收紧起升钢丝绳，使塔顶滑轮组和架设滑轮组相对运动，将臂架拉成水平状，同时臂架拉杆上端也靠近塔顶连接点，连接并固定，完成臂架安装。

本发明的上旋转自行架设塔式起重机，具有安全、可靠、架设方便的优点。

本发明的架设安装方法，针对目前上旋转自行安装架设塔机安装架设中存在的问题，在塔顶设计安装架设机构，可垂直吊起臂架对接臂根铰点，消除不确定因素；同时设计撑杆与臂架组成铰链四连杆机构，使臂架在起扳过程中始终有较大的起扳角度，降低各结构件受力及卷扬机钢丝绳倍率，安全、可靠。

附图说明：

图1a、图1b为未采用双摇杆架设机构的起重机起吊臂架时的结构示意图

图2a、图2b为未采用双摇杆架设机构的起重机架设臂架时的结构示意图

图3a、图3b为本发明的塔式起重机起吊臂架时的结构示意图

图4a、图4b为本发明的塔式起重机架设臂架时的结构示意图

图5a为本发明和未采用双摇杆架设机构的起重机计算分析对比图

图5b为本发明的起重机双摇杆铰链四连杆机构计算分析图

图6为图3b的I局部放大图

图7为图4b的II局部放大图

图中：1-起升机构、2-臂架临时滑轮组、3-塔顶滑轮组、4--辅助拉绳、5--架设拉杆、6-架设撑杆、7-架设滑轮组、8-臂架拉杆。

具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的说明。

本发明的上旋转自行架设塔式起重机，包括有塔身、塔顶、起重臂和平衡臂，塔顶上固定有一塔顶滑轮组3，塔顶的上部铰接有一件架设拉杆5，塔顶的中部铰接有一件架设撑杆6，架设拉杆5和架设撑杆6的上端部相互铰接，上端部的铰接处固定有一架设滑轮组7。

具体的安装架设方法如下：

第一步，如图3a、图3b、图6所示，安装好塔身和塔顶后，在塔顶上安装架设拉杆5、架设撑杆6及架设滑轮组7；在臂架的端部固定一臂架临时滑轮组2，起升机构钢丝绳通过臂架临时滑轮组2、塔顶滑轮组3和架设滑轮组7，组成多倍率起升滑轮组，将臂架垂直吊起固定在塔身上端的臂根铰点。由于架设撑杆6伸出塔身以外，使架设滑轮组7正好位于塔身臂架连接点轴线上，对装臂根铰点时臂架位置确定，垂直提起臂架，就可以方便地对装。

第二步，如图4a、图4b、图7所示，拆除架设拉杆5，使架设撑杆6可绕在塔顶中部的铰接点转动，将臂架拉杆8连接在臂架中前部拉点和架设撑杆上端之间，在塔顶滑轮组3和架设滑轮组7之间穿绕钢丝绳，组成多倍率起升滑轮组；开动起升机构收紧起升钢丝绳，使塔顶滑轮组和架设滑轮组相对运动，将臂架拉成水平状，同时臂架拉杆上端也靠近塔顶连接点，连接并固定，完成臂架安装。

本发明的工作原理为：由于架设撑杆伸出塔身以外，BDCO四杆件组成铰链四连杆机构。如图5所示，OB杆为机架、长度为L4，BD杆长度为L1，与机架夹角Φ1，DC杆长度为L2，与机架夹角Φ2，CO杆长度为L3，与机架夹角Φ3，根据机械原理：铰链四连杆机构中最短构件与最长构件之和大于其他两构件之和，这种运动链的所有转动副都不能做整周转动，取任何构件为机架所组成的机构均为双摇杆机构，这样可以防止架设撑杆超顶点转动。Φ1、Φ2、Φ3的计算关系如下：

A＝l₄-l₁×cosΦ₁

B＝-l₁×sinΦ1

$C=\frac{A^2+B^2+{l_3}^2-{l_2}^2}{2\×l_3}$

${\mathrm{\Φ}}_3=2\mathrm{arctg}\frac{B\±\sqrt{A_2+B^2-C^2}}{A-C}$

${\mathrm{\Φ}}_2=\mathrm{arctg}\frac{B+l_3\sin {\mathrm{\Φ}}_3}{A+l_3\cos {\mathrm{\Φ}}_3}$

如图5所示，架设撑杆(BD杆长度为L1)绕B点转动，滑轮组与架设撑杆夹角为∠BDA，大于塔顶没有安装机构时滑轮组与臂架夹角∠OCA，在起重臂与垂直线夹角为3度时，滑轮组与架设撑杆夹角∠BDA可达到23度，架设拉力S1(沿DA方向)为没有安装机构时架设拉力S(沿CA方向)的四分之一，不需要地面人员的配合也能较为方便地拉起臂架，在拉起臂架的同时，臂架拉杆也同时到位，安装人员站在塔顶工作台上即可连接臂架拉杆，消除了事故隐患。另外，架设拉力S1(沿DA方向)变小后，滑轮组倍率减小，而且在塔顶和架设撑杆之间穿绕钢丝绳减少了滑轮组间的距离，可以有效地节省因架设而增加的钢丝绳的长度，使之接近于塔机工作时的长度。

因此，双摇杆架设机构对保证上旋转自行安装架设塔机的安全性是必不可少的。

新设计的上旋转自行安装架设塔机设计方案中采用此架设方法；

出厂前的上旋转自行安装架设塔机采用此架设方法设计安装架设机构；

在用的上旋转自行安装架设塔机在转场时采用此架设方法设计安装架设机构。

Claims (1)

1.一种上旋转自行架设塔式起重机的架设安装方法，所述的上旋转自行架设塔式起重机包括有塔身、塔顶、起重臂和平衡臂、起升机构，塔顶上固定有一塔顶滑轮组(3)，塔顶的上部铰接有一件架设拉杆(5)，塔顶的中部铰接有一件架设撑杆(6)，架设拉杆(5)的上端部和架设撑杆(6)的上端部相互铰接，上端部的铰接处固定有一架设滑轮组(7)；所述的架设滑轮组与塔身臂架连接点位于一条垂直线上；其特征在于采用以下步骤：

(1)安装好塔身和塔顶后，在塔顶上安装架设拉杆、架设撑杆及架设滑轮组；

(2)在臂架的端部固定一臂架临时滑轮组，起升机构钢丝绳通过臂架临时滑轮组、塔顶滑轮组和架设滑轮组，组成多倍率起升滑轮组，将臂架垂直吊起固定在塔身上端的臂根铰点；

(3)拆除架设拉杆，使架设撑杆可绕在塔顶中部的铰接点转动；

(4)将臂架拉杆连接在臂架中前部拉点和架设撑杆上端部之间，起升机构钢丝绳通过塔顶滑轮组和架设滑轮组，组成多倍率起升滑轮组；

(5)开动起升机构收紧起升钢丝绳，使塔顶滑轮组和架设滑轮组相对运动，将臂架拉成水平状，同时臂架拉杆上端也靠近塔顶连接点，连接并固定，完成臂架安装。

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