塔式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)損壞原因及維修方法

塔式起重機(jī)在建筑施工中已成為必不可少的施工機(jī)械設(shè)備，塔機(jī)在建筑施工中的現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理工作中極其重要。長期以來，人們在維護(hù)塔機(jī)時只重視對傳動及電氣設(shè)備的養(yǎng)護(hù)，而忽視了對鋼結(jié)構(gòu)的檢查及修復(fù)，給施工帶來各種事故隱患。在此我們結(jié)合多年來的實際經(jīng)驗，談?wù)勊C(jī)的鋼結(jié)構(gòu)在施工使用中的損壞原因及維修。

關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的損壞形式及原因分析

(1) 表面銹蝕

塔機(jī)的工作環(huán)境比較惡劣，經(jīng)常在含酸堿等腐蝕性氣體灰塵下作業(yè)，加上運行過程中的碰撞及防銹油漆的自然老化、脫落，使表面失去保護(hù)，加上維護(hù)保養(yǎng)工作不及時，造成局部腐蝕氧化，不同程度地出現(xiàn)表面銹蝕現(xiàn)象，降低鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，久而久之使塔機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)變形。

(2) 裂紋

實踐證明，雖然裂紋不一定導(dǎo)致斷裂，發(fā)現(xiàn)裂紋不及時修復(fù)，塔機(jī)長期帶患工作，往往是斷裂的初期階段，尤其是過渡性及危險性裂紋，具有進(jìn)一步擴(kuò)展的危險，及時發(fā)現(xiàn)并處理是很重要的。一般裂紋主要產(chǎn)生在焊接部位及應(yīng)力集中的地方，如塔身下部、下支座、回轉(zhuǎn)塔身、塔頂聯(lián)接耳板等，通常在復(fù)合受力最大處。如果機(jī)構(gòu)啟動和制動過猛、越級換速、反車作緊急制動，使塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)增大沖擊力，過大的慣性可導(dǎo)致塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的焊縫開裂，處理不及時，會引發(fā)較大的危險事故。在浙江某工地的QTZ31.5塔機(jī)，由于司機(jī)操作不當(dāng)，起升機(jī)構(gòu)啟動過猛，并且超載工作，使塔機(jī)前后擺動很大，使塔機(jī)上支座內(nèi)的筋板全部開裂，幸虧發(fā)現(xiàn)得早，及時處理，未發(fā)生重大事故。

(3) 變形

包括局部彎曲變形和扭曲、偏心。根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)檢驗要求，桿件沿全長縱向軸線的直線度公差為1/750;使用中主弦桿變形量應(yīng)不大于3‰～5‰;腹桿變形量不大于2～4mm;桿件連接螺栓孔距誤差不超過裝配間隙的1/2;且螺孔的圓度誤差不超過裝配間隙的l/2;當(dāng)超過上述范圍即視為變形。變形原因有：①由于碰撞、敲打等原因，造成鋼結(jié)構(gòu)局部彎曲變形;②由于連接螺栓松動，使得螺孔磨損成橢圓，造成各節(jié)臂、桿件之間偏心產(chǎn)生附加彎曲力矩;③誤動作造成鋼結(jié)構(gòu)意外碰撞變形.如操作機(jī)構(gòu)失靈使吊臂失控后仰，與塔身相撞會引起嚴(yán)重變形;④長期超載使用，使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生屈服變形(永久變形)。如頂升時不注意調(diào)整上部結(jié)構(gòu)的平衡，沒有將頂起部份的重心落在頂升油缸上，使頂部結(jié)構(gòu)失去平衡乃至重心偏移較大，爬升架的導(dǎo)輪對標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿的壓力太大，使塔身主弦桿發(fā)生彎曲變形，塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生失穩(wěn)而造成事故。

(4) 斷裂

鋼結(jié)構(gòu)的斷裂，尤其是使用中突然斷裂將產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。斷裂的原因有以下幾點。

1)超載。 資料表明因超載而造成起重設(shè)備發(fā)生的事故很多。有時是操作者或指揮者為趕速度，抱著僥幸心理盲目超載。有的建筑施工項目經(jīng)理為趕超工期，人為使安全裝置失效或拆除安全保護(hù)裝置，特別是力矩限制器失靈，長期超載荷運行，導(dǎo)致塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)提前產(chǎn)生疲勞破損，縮短了塔機(jī)的使用壽命，并且易造成重大事故。塔機(jī)在拆除舊設(shè)備或其它障礙物及附著裝置時，由于未清理完各種聯(lián)結(jié)件(如預(yù)埋件未割斷等)，使得起吊后負(fù)荷加大、吊臂折斷。有時是因?qū)ζ鸬跷镏亓抗烙嫴蛔愣d，大幅度起吊不明重量大小的物件，造成起重力矩失控，極容易導(dǎo)致臂架、臂架拉桿及塔身主弦桿失穩(wěn)和拉伸斷裂。如上海某工地拆卸一臺內(nèi)爬塔機(jī)，使用了WQlO屋面起重機(jī)，違章作業(yè)，在拆卸塔機(jī)時，盲目超載，該拆卸的部件不拆，該分開吊的不分開，致使屋面起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)局部損壞、嚴(yán)重變形開裂。

2)基礎(chǔ)不堅實。 塔機(jī)最大幅度提升額定載荷時，其傾翻力矩會引起不堅實基礎(chǔ)下沉，產(chǎn)生沖擊載荷而造成整體傾翻或折臂。如吳江某工地新安裝的一臺塔機(jī)，由于施工單位選用的基礎(chǔ)在河浜填土上，對塔機(jī)基礎(chǔ)下面不進(jìn)行加固處理，沒有按說明書中的規(guī)定要求，未達(dá)到地耐力就制作塔機(jī)基礎(chǔ)，安裝后造成塔機(jī)和基礎(chǔ)整體傾翻。

3)疲勞破壞塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)件受力復(fù)雜，承受不穩(wěn)定交變應(yīng)力，隨著工作次數(shù)的增加，疲勞強(qiáng)度逐步降低。違章作業(yè)，斜拉、斜吊重物，導(dǎo)致塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞，特別是大幅度斜拉、斜吊重物，除了承受起重力矩外，臂架還要受到一個水平橫向力矩，這兩個力矩疊加，就有可能使臂架弦桿失穩(wěn)彎曲，嚴(yán)重疲勞破損，導(dǎo)致側(cè)向折臂。

(5) 爬爪不到位

塔機(jī)頂升加節(jié)作業(yè)時，由于操作人員疏忽，爬爪單爪爬在塔身踏板上，另一爬爪不到位，單爪承受塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重量，如果頂空上部整體下落，下落沖擊引起鋼結(jié)構(gòu)(平衡臂、起重臂等)損壞變形，嚴(yán)重時導(dǎo)致塔機(jī)傾覆及安全傷亡事故。

(6) 鋼絲繩斷裂

在日常檢修過程中，檢修人員粗心大意，起升鋼絲繩斷絲、斷股等沒有檢查出，以致塔機(jī)起吊物件時，鋼絲繩突然斷裂，引起物件、吊鉤下墜，擺動輕則損壞局部鋼結(jié)構(gòu)，重則塔機(jī)反彈引起傾翻。

關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)損壞的修復(fù)與預(yù)防

(1) 鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)

1)修補(bǔ)裂紋對于有迅速擴(kuò)大趨向的裂紋以及焊縫上的裂紋、主要受力部位(如吊臂上下弦桿、塔身主弦桿、塔頂聯(lián)接耳板)的裂紋，必須及時修復(fù)。通常采用現(xiàn)場補(bǔ)焊，焊條應(yīng)與母材相近，同時須將母材裂紋處打磨后再補(bǔ)焊。焊縫上的裂紋須將原有的焊縫清除干凈，打磨后才可施焊。

2)修復(fù)彎曲構(gòu)件采用冷壓或局部加熱頂壓法可將變形構(gòu)件校正。因鋼結(jié)構(gòu)塑性變形后強(qiáng)度下降，因此對于主要受力桿件如主弦桿的修復(fù)應(yīng)慎重進(jìn)行。

3)更換鋼結(jié)構(gòu)受力桿件(如平衡臂拉桿、起重臂拉桿等)嚴(yán)重銹蝕或扭曲變形、起重臂臂節(jié)接頭銷軸孑L嚴(yán)重磨損、拉桿銷軸孔磨損成橢圓、聯(lián)接法蘭盤嚴(yán)重磨損、法蘭螺孔磨損超限等，當(dāng)已無價值或修復(fù)后達(dá)不到使用要求時應(yīng)個別更換乃至全部重新制作。

4)補(bǔ)強(qiáng) 對于某些強(qiáng)度薄弱環(huán)節(jié)，如桿件兩端主弦桿與法蘭板的聯(lián)接焊縫應(yīng)采用加強(qiáng)肋板補(bǔ)強(qiáng);腹桿與主弦桿的焊接應(yīng)采用搭接，并盡可能增加焊縫長度。為避免不同材質(zhì)焊后收縮不一致，選材應(yīng)盡可能一致。

(2) 完善維修保養(yǎng)檢驗制度

設(shè)備管理部門應(yīng)將維修保養(yǎng)檢驗制度列為安全檢查的工作之一修復(fù)后應(yīng)根椐具體情況講行檢驗，對于一般或局部修復(fù)可用外觀檢驗，重要桿件和部位的焊縫應(yīng)用X射線探傷、超聲探傷或磁粉探傷，合格后方可使用。鋼結(jié)構(gòu)的補(bǔ)漆、腹桿焊縫脫落后的補(bǔ)焊等應(yīng)在日常檢修中予以修復(fù)，不應(yīng)到大修期間才處理。在塔機(jī)使用時，應(yīng)嚴(yán)格保證各安全裝置靈活可靠、完好，特別是力矩限制器一定要靈活可靠、完好有效

(3) 嚴(yán)格操作規(guī)程

嚴(yán)格執(zhí)行塔機(jī)安全規(guī)程和起重機(jī)操作使用規(guī)程是減少鋼結(jié)構(gòu)損壞的重要手段。不論起重機(jī)司機(jī)還是指揮人員、檢修人員、安全管理人員都應(yīng)該時刻嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，把規(guī)章制度放在首位、安全放在首位。此外要對起重量作出準(zhǔn)確判斷，以起重量作為起重機(jī)工作能力的標(biāo)志是不準(zhǔn)確的，應(yīng)把起重力矩作為安全使用標(biāo)志。