塔式起重机安全技术

塔式起重机安全技术
一、塔式起重机概述
1.1、什么是塔式起重机？
英文名称——tower(塔) crane（起重机）塔式起重机是指臂架安装在垂直塔身顶部的回转式臂架型起重机。

塔式起重机是集物料垂直、水平输送以及全回转“三维”功能为一体的施工机械。

塔机的机身为塔形钢架结构，能沿轨道行走或独立固定并与建筑物附着，配有全回转臂架式的起重机。

塔机外形像铁塔一样，得名塔式起重机，简称塔机、塔吊。

1.2、塔式起重机属性
《特种设备安全法》规定，塔式起重机属于涉及人身和财产安全，危险性较大的特种设备管理范畴。

房屋建筑工地、市政工程工地用起重机械和场（厂）内专用机动车辆的安装、使用的监督管理，由有关部门依照本法和其他有关法律的规定实施。

《特种设备目录》（质检总局2014年第114号）规定，建筑塔式起重机属于普通塔式起重机（代码4310）。

1.3、塔式起重机的起源与发展
塔式起重机起源于西欧。

据记载，第一项有关建筑用塔机--塔吊
专利颁发于1900年。

1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机。

1923年出现了第一台比较完整的近代塔吊。

1930年德国开始批量生产塔式起重机并用于建筑施工。

1941年有关塔吊的德国工业标准
DIN8770公布。

该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(t.m)一以起
重力矩表示塔吊的起重能力。

1.4、我国塔机制造业发展历程
1953年我国从原民主德国引进“建筑师－I”型塔机；1954年在
抚顺试制成功第一台TQ2-6型塔机；进入改革开放时期，我国塔机制造业开始崛起，从仿造到造；进入21世纪，我国塔机行业快速发展，塔机制造核心技术不断提高。

2010年中联重科起重机械公司制造出
全球最大上回转自升塔式起重机D5200-240；2014年中联重科起重机
公司又制造出全球最大平头塔机--T3000-160V，创吉尼斯世界纪录。

自此，中国塔机发展进入世界领先地位。

全球最大上回转自升塔式起重机
2011年8月12日，中联重科自主研发制造的全球最大上回转自升塔式起重机D5200-240，在中铁大桥局承建的马鞍山长江大桥主塔工施中，成功吊起240.5吨重量；是世界上第一台能实现“双两百”的起重机，即将200吨以上的起重量(240吨)起升到200米以上(210米)的高度。

刷新了POTAIN(波坦)MD3600最大吊重160T的该类起重机的世界纪录。

1.5、塔式起重机的特点
优点：1）具有垂直、水平、全回转“三维”物体运输工作性能。

2）标准节为钢结构，可分层加节提升增高，安拆方便。

3）司机室视野开阔，操作方便，性能稳定，工作效率高。

4）起升高度高、起重力矩大、水平覆盖面广、变幅距离大。

5）可连续作业，提高施工进度缩短工期、提高劳动生产率，降低施工成本。

缺点：1）结构体积庞大，自重大，安装与拆卸强度大。

2）转场需要拆卸、运输，费用高，占地面积大。

3）体积高大，设备安全性受风力影响较大。

4）司机进出驾驶室需要攀高，上、下不安全。

5）轨道式塔机，还需铺设行走轨道构筑费用大。

6）上回转塔机安全装置集中上部，安全检查不方便。

二、塔工起重机分类
2.1、按架设方式分：
塔机按架设方式分为快装式塔机和非快装式塔机。

1）快装式一般为自行架设顶升塔机，即依靠自身的动力和液压顶升装置实现增加或减少塔身标准节。

2）非快装式一般为非自行架设塔机，即依靠其他起重设备进行组装架设成整机的塔机。

2.2.按变幅方式分：
塔机按变幅方式为小车变幅塔机和动臂变幅塔机。

1）小车变幅塔机，是指通过起重小车沿起重臂运行进行变幅的塔机，这类塔机的起重臂架始终处于水平位置，变幅小车悬挂于臂架下弦杆上，两端分别和变幅卷扬机钢丝绳联接。

小车变幅塔机中又分为平头式和锤头式二种。

2）动臂变幅塔机，是指通过臂架俯仰运动进行变幅的塔机，幅度的改变是利用变幅卷扬机和变幅滑轮组系统来实现的。

2.3.按按臂架结构型式分：
小车变幅塔机按臂架结构型式分为定长臂小车变幅塔机、伸缩臂小车变幅塔机和折臂小车变幅塔机。

按臂架支承型式小车变幅塔机又可分为平头式塔机和锤头式塔机。

动臂变幅塔机按臂架结构型式分为定长臂动臂变幅塔机与铰接臂动臂变幅塔机。

2.4.按回转方式分：
塔机按回转方式分为上回转塔机和下回转塔机。

三、塔式起重机组成
3.1.塔式起重机的组成：
塔机由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。

1）金属结构
主要包括：底座、基础节、加强节、标准节、顶升套架、上下支座、塔帽、起重臂、平衡臂、以及附着装置等。

2）工作机构
工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。

自升式塔机还包括液压顶升机构。

3.2. 附墙架的作用：
1）附着装置主要作用是增加塔吊的使用高度，保持塔吊的稳定性。

2）附着装置受力的大小与塔吊的悬臂高度和两道附着装置之间垂直距离有关。

3）附着装置安装完毕后通过附着杆将塔吊附着力传递到建筑物上。

4）对于多道附着的塔吊，其最高一道附着装置以上的悬臂塔身根部将承担较大负荷，最高一道附着装置承载的载荷比例也最大。

3.3电气系统
包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明等工作装置。

还包括防雷、防雨、防污染等电气安全装置。

四、塔式起重机安全装置
5.1.塔机安全装置组成
塔机安全装置是保证塔机在允许载荷和工作空间中安全运行，提供设备和人身安全的重要组成部分。

塔机安全装置由“四限位三保险二限制一监控”组成；四限位，是指起升、变幅、回转、行走限位装置；三保险，指滑轮和吊钩防脱绳、小车防断绳、小车防断轴保险装置；二限制，力矩限制器、起重量限制器；一监控，通讯设备及超限报警、安全监视管理系统装置。

还包括，各种制动装置，防护
装置。

这些安全装置必须确保齐全有效。

在使用中如发现损坏应及时维修更换，不得私自解除或任意调节。

5.2.塔机安全装置作用
力矩限制器--限制起重臂相应幅度起重量；重量限制器--限制最大起重量；高度限制器--限制最大起升高度；变幅限制器--限制起重臂最大和最小幅度；回转限制器--防止在相同一个方向转动扭断电缆线，540°；防脱绳装置--防止钢丝绳脱离工作位置；小车防断绳装
置--防止变幅绳断裂小车自由滑动；小车防断轴装置--防止小车走轮断轴后坠落；各部位制动器--既是工作装置，亦是安全装置。

5.3. 塔机电气安全
按照《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）要求，塔吊的专用开关箱也要满足“一机一闸一漏一箱”的要求，漏电保护器的脱扣额定动作电流应不大于30mA，额定动作时间不超过0.1s。

司机室里的配电盘不得裸露在外。

电气柜应完好无损，关闭严密、门锁齐全，柜内电气元件应完好，线路清晰，操作控制机构灵敏可靠，各限位开关性能良好，定期安排专业电工进行检查维修。

5.5. 塔机的稳定性控制要素
塔机高度与底部支承尺寸比值较大，且塔身重心高、扭矩大、起吊制动频繁、冲击力大，极易造成塔机倾覆。

为提高塔机稳定性防止倾覆，应控制以下要素：
一、禁超载：当工作幅度加大或重物超过相应的额定荷载时，重物的倾覆力矩超过它的稳定力矩，就有可能造成塔机倒塌。

二、禁斜吊：斜吊重物时会加大它的倾覆力矩，在起吊点处会产生水平分力和垂直分力，在塔吊底部支承点会产生一个附加的倾覆力矩，从而减少了稳定系数，造成塔吊倒塌。

三、禁超偏：塔吊基础不平，地耐力不够，垂直度误差过大也会造成塔吊的倾覆力矩增大，使塔吊稳定性减少。

四、禁晃扭：塔机在操作中往往采取起升、变幅、回转多动作同时进行，这样容易加大塔机标准节晃动性扭力。

5.6. 塔机附墙装置
当塔机超过它的独立高度时需要架设附墙架，以增加塔机的稳定性。

附墙装置要按照塔机说明书要求架设，附墙间距和附墙点以上的自由高度不能任意超长，超长的附墙支撑应另外设计并有计算书，进行强度和稳定性的验算。

附着框架保持水平、固定牢靠与附着杆在同
一水平面上（8°），标准节和附墙架与建筑物平行设置并保持连接牢固。

独立状态塔身或附着状态下最高附着点以上塔身轴心线对支承面的垂直度≤4/1000；附着状态下最高附着点以下塔身轴心线对支承面的垂直度≤2/1000。

与建筑物连接点应选在混凝土柱上或混凝土圈梁上。

采用预埋件或过墙螺栓与建筑物结构有效连接。

不宜采用膨胀螺栓代替预埋件，不得现场自制附墙架。

塔式起重机安全操作
6.1. 操作前检查
1）上班必须进行交接班手续，检查机械履历书及交接班记录情况。

2）检查各主要螺栓的紧固情况，焊缝及主角钢无裂纹、开焊等现象。

3）检查机械传动的齿轮箱、液压油箱等的油位符合标准。

4）检查塔机各部安全装置齐全有效，灵敏可靠。

5）操作系统、电气系统接触良好，无松动、无导线裸露等现象。

6）配电箱在送电前，联动控制器应在零位。

合闸后，检查金属结构部分无漏电方可上机。

7）所有电气系统必须有良好的接地或接零保护。

8）起重机各部位在运转中2m以内不得有障碍物。

9）塔式起重机操作前应进行空载运转或试车，确认无误方可投入生产。

6.2. 安全操作规定：
1）司机必须按所驾驶塔机起重性能和安全操作规程进行作业。

2）操纵控制器时，必须从零点开始，推到第一挡，然后逐级加挡，每挡停1～2s，直至最高挡。

3）机上各种安全保护装置运转中发生故障、失效或不准确时，必须立即停机修复，严禁带病作业和在运转中进行维修保养。

4）操作前应发出音响信号，对指挥信号辨不清时不得盲目操作。

5）起重量、起升高度、变幅等安全装置显示或接近临界警报值时，司机必须严密注视，严禁强行操作，严禁三个动作同时操作。

6）操作时不得从事与塔机操作无关事情；不得擅离操作岗位。

7）当吊钩滑轮组起升到接近起重臂时应用低速起升。

8）严禁重物自由下落，当起重物下降接近就位点时，必须采取慢速就位。

9）使用非直撞式高度限位器时，高度限位器调整为：吊钩滑轮组与对应的最低零件的距离不得小于1m，直撞式不得小于1.5m。

10）严禁用吊钩直接悬挂重物。

严禁从塔机上向下抛掷任何物品。

11）操作中平移起重物时，重物应高于其所跨越障碍物高度至少100mm。

12）停机、休息或中途停电时，应将重物卸下，不得把重物悬吊在空中。

13）塔机操作室内无关人员不得进入，禁止放置易燃物和妨碍操作物品。

14）塔机臂架和起重物件必须与高低压架空输电线路的安全距离。

15）遇有恶劣气候如大雨、大雪、大雾和施工作业面有六级（含六级）以上强风、起重机发生漏电、钢丝绳严重磨损、安全保护装置失效或显示不准确时，禁止作业。

6.3. 停机后处置规定：
1）塔机停止操作后，必须选择塔机回转时无障碍物和轨道中间合适的位置及臂顺风向停机，并锁紧全部的夹轨器。

2）回转机构带有常闭或制动装置的塔式起重机，在停止操作后，司机必须搬开手柄，松开制动，以便起重机能在大风吹动下顺风向转动，以卸风荷载。

在未采取可靠措施时，不得采用任何方法，限制起重臂随风转动。

3）应将吊钩起升到距起重壁最小距离不大于5m位置，吊钩上严禁吊挂重物。