有关电建塔吊防、抗超强台风的探讨.doc

有关电建塔吊防、抗超强台风的探讨专版Il电力建设有关电建塔吊防抗超强台风的探讨口文/李富生刘舰张学达赵明曾会彬刘勇摘要:本论文主要以台风对福建区域某电建公司施工现场的影响为例,详细分析和描述了现场塔吊防台措施的设计,测算,制定方案,执行实施等具体过程.关键词:塔吊;超强台风;影响;防台措施引言本文首先统计了2003年至2008年5年间的台风数据信息,通过实例说明台风的影响,了解防台,抗台的重要性和严肃性,随之选择电建现场受台影响较大的塔吊为具体实物,通过解析塔吊防,抗台风措施及实施情况,有望对现场的抗台能力提升产生一定的影响力.l台风对福建沿海电建基地的影响福建省为典型的亚热带季风气候,处于东,西风带交替影响的过渡区和温带,热带各类天气系统频繁活动和经常影响的地区,突出的气候特点为丘陵起伏,地形复杂,气温垂直差异大,立体气候显着;有两个多雨的时期,56月为梅雨季节,通称前汛期;7-9月为台风季,又称后汛期;福建既是气候资源优越之区,又是气象灾害频繁而又严重之地,尤以台风最为突出.2塔吊风险及事故案例塔吊事故包括侧倾,倾倒,碰撞等,据了解,塔吊基础抗倾翻稳定性或基础持力层强度不满足设计条件占13%;塔身标准节弦杆焊缝脱焊或弦杆端部连接螺栓拉断占7%;附墙杆及连接不符合使用要求导致破坏倒塌占75%;其他原因造成的均占5%.统计结果表明,塔吊倒塌相对集中的出现在塔吊基础抗倾翻稳定性或基础持力层强度不满足设计条件,附墙杆及连接不符合使用要求方面.更值得注意的是,在接触的案例中,塔吊独立高度或附墙杆以上悬臂高度全部接近,达到或超过设计允许值.3塔吊机构在某电建现场施工作业中塔吊是种常用的起重82l广东科技.第4期机械,是重要的吊装搬运工具,是每个现代化建筑施工中不可或缺的重要部分.电建现场使用的塔吊型号包括STI293,STI200,ST5015,MC200,MC320,JCP6020,QZT250,QZT263八种,其中STI293塔吊现场最高安装高度为62.25m,ST/200塔吊现场最高安装高度为57.30m,上述两台他塔吊使用普遍,ST5015塔吊现场最高安装高度为39m,MC200塔吊现场最高安装高度为49.5m,MC320塔吊现场最高安装高度为48mjCP6020塔吊现场最高安装高度为22.5m.根据塔吊的原始数据(见图1)我们可以简单的判断出在相同情况下塔吊高度越高,塔顶风速越大,表面积越大,塔吊受到的风压越大;台风风力越大,同一塔吊受到的风压越大.由此可见塔吊的高度,台风的风力与塔吊受到的风压成正比,风压越大,塔吊的防抗台风措施要求越高,这就是为什么要将塔吊的安装高度做特殊统计的原因.t#t4l1-RttT=瑚-I-I_stir固缎怂:燮絮:.图1塔吊的数据(节选STI293,SqT200两种型号)4塔吊防,抗超强台风措施预防措施包括管理措施和技术措施.无论何种措施的实施,其根本必须考虑本质安全,也就是通过技术手段使机械本身事故工况下具备自我保护能力,或通过设计,制造工艺提高机械本身的强度和刚度来达到预期的防灾能力.(1)从技术方案上提高塔吊抗击超强台风的能力,主要措施包括提高设计中的抗风能力,采用双塔身,降低塔吊初始安装高度,缆风绳加固,附着式加固等方法,现简述这几种方法如下:提高塔吊技术标准中的抗台风能力,塔式起重机技术条件(GB厂r94621999)规定了塔吊的非工作状态,是已安装架设完毕的塔机,不吊重,所有机构停止运动,切断动力电源,并采取防风保护措施的状态.塔式起重机设计规范(GB仃1375292)规定了非工作状态风,是设计起重机在非工作状态承受的从最不利方向吹来的最大风力(暴风),其作用在塔吊结构上的风载荷按下式计算:FW=CWpWA式中:FW一作用在塔式起重机上的风载荷;CW一风力系数;DW一计算风压;A一垂直于风向的迎风面积.并明确规定了非工作状态计算风压(Dw).按起重机设计规范(GB厂r38l1)和塔式起重机设计规范(GB厂r1375292)规定:设计离地面高度在20100m的塔机时,非工作状态下设计风压是1300Pa.塔机在非工作状态下,设计计算应符合1300Pa要求,设计时引用此风压计算,在厂家的使用说明书中已经明确规定:非工作状态的承载最大风速在42m/s以下,loom高度的最大抗风等级为14级,在实际使用中超过此范围的,应作特别处理.如果通过技术手段将14级提升为17级,则可以直接应用.有两种方法:a.提高设计时选用的风压载荷,选用刚度,强度更好的材料,达到防l7级台风要求;b.以loom最大抗风等级14级为依据,倒退测算抗l7级台风的极限高度.采用外包节双塔身结构加固,结合电建1号,2号机组塔群抗超强台风工作经验,对la#,2a#塔吊采用外包节双塔身的结构,按照起重机设计规范(GB/T3811)和:嗒式起重机设计规范(GB/1r1375292)的相关标准,针对非工作状态下风速61.2m/s的风载荷计算要求,对塔机的施工设置进行核算.以la#号为例,塔机的安装高度为62.65.起重臂长64m,塔身标准节为2.0m2.0m3.0m.按防台要求,在2.0m塔身标准节外包2.5m的塔身标准节,外包高度30m,做内外两套塔身以防台风侵袭.通过对2.0m内置整体稳定核算,对2.5m外包整体稳定核算(其中包括起重机非工作状态风载荷计算,起重机非工作状态风载倾覆力矩计算,非工作状态整体稳定应力核算,连接轴销的核算)得出结论:在塔机安装高度为62.65m,外包节2.5m的塔身标准节(外包高度30m),风速61.2m/s的影响下,塔机的整体稳定与连接轴销均满足.降低塔吊初始安装高度,塔吊在设计的范围内的安装高度根据施工区域的建设需求逐渐加节完成安装,从前面所述的台风风压计算中知,降低安装高度可以提升塔吊的抗台能力,在无法进行其它措施的情况下,可以采取降级方法来完成防,抗超强台风.缆风绳加固,现电建现场多数采用拉缆风绳的方式提高塔吊的防抗台风的能力.降低高度固然可以达到抗台目的,但是在操作过程中难度比较大,塔吊安装后再降级需要时间和人力,受施工区域的限制,现场多台塔吊同时降级不易实现,在台风形成到影响工地期间台风的走向及六级风工况下高空作业被禁止都对降级产生影响,所以拉缆风绳相对降节而言具有其可行性,可减少对施工的影响.建筑物附着可以有效地提高塔吊的可靠性和安全性,在有条件进行的附着的情况下尽可能附着在固定的建筑体上,但受施工进度的制约和限制.(2)从管理措施中提高防台的能力,主要措施包括编制防,抗超强台风预案和现场操作规程,培训和演练,定期检查,完善各级管理责任,加强执行力等.5相关设施选用,基础参数的测算5.1揽风绳揽风绳的上部固定于塔吊的附着框上,下端固定于锚固点,起到对塔吊加固的作用.部分选定的塔吊揽风绳数据如下:表1塔机钢丝绳的测算钢丝绳高度角度钢丝预紧最大地锚宁德塔机受力绳规强度破断(k(o)等级力(t)力拉力重量格(k(kg)(t)SIT293固定式5385l60.467.5+50l960235l583O67l42>80tSTI293固定式5O66760.466+1,5o1960235l583O67142>80tSrrr2936m行走式4649144.355,1,4819602161340o61740>62tSrI2936m行走式3178345.755,t,48187O132806o37720>40t20o4.5m行走式1529929.453+3618707559602126o>22tSqT200固定式2452752.654187Ol】O67003l36o>32t揽风绳型号的选择:广东科技.第期J83专版II电力建设在同等级风速下,标高越高受风速影响愈大,因此塔吊越高受到的外力也越大,要保证塔吊安全所使用的揽风绳直径也越大.受力破断力预紧力最大拉力S1rr293股数规格强度等级(kg)(t)(k异)(kg)原采用1,I,55o1960235l5830671422619W+IWR,I,401870lO67000330o05O667现改用36x19W+FC36187079.9830o2540O46x19W+FC30l870565o()018ooO5.2揽风绳拉设的角度要求现场施工中场地会受施工条件限制,锚固点设置的范围有限,在设置点固定的情况下,塔身越高角度越大.角度大水平方向的分力会减小,要求增大揽风绳直径.现场XXX单位揽风绳角度核算在4550之间,现场XX公司的揽风绳角度5367.5o之间,可见角度可以适当调整,根据现场施工条件确定其角度,但大致范围在4567之间,范围相对有控制.5.3地锚的选择和放置点的选定,压重块的选择地锚承受着揽风绳传递来自塔吊的拉力和揽风绳自身的重力水平分解力,地锚有三种方式:采用墙体及楼板预埋拉环(在结构内),预埋钢板锚固基岩(当在结构外,地平面标高基岩标高2m时),在锚固处埋设地锚(当在结构外,地平面标高>基岩标高2m时),三种的方式可组合使用,条件只有一个满足最大拉力的要求.5.4揽风绳在塔身上的固定有两种形式揽风绳在塔身上的固定有三种形式采用特殊标准节固定,采用插销固定,采用附着框固定(如图2).目IlIljj,嘲l_二盟/图2附着框示意图5.5其他设备,实施其他需要用的工具材料包括钢丝绳,钢丝绳夹,牵引钢丝绳,10T倒链,单面直显吊秤,附着撑杆等.6措施的实旋过程根据塔吊的型号,安装位置,施工现场因素等情况,可对不同的塔吊选择不同的防台方法.电建基地塔群防超强台风采用揽风绳式加固,附着式加固与双塔身式加固等几种方法.84厂东科技20112第4期l6.1揽风绳式加固这是一种比较常见的塔吊防台方法,这种方法的实施过程包括材料,工具准备,人员准组织,确定施工顺序,确定施工方法及施工等几个步骤.拉设揽风绳的施工顺序:脚手架操作平台的搭建一附着框安装一揽风绳与附着框固定一锚固点确定一揽风绳与压重块的就位.6.2附着式加固塔吊附着也是一种非常常见的且经常使用的抗台措施,附着式抗台措施需要进行大量的准备工作,主要包括:根据施工组织设计对塔机附着预埋件进行合理的布置和准确定位.提前将附着的预埋铁件进行加工,安装,验收.在相应附着点塔身及安全壳预埋铁件下方1.5m处,用钢管脚手架搭设工作平台,并挂好安全网.附着安装期间,应确保安装两侧20m范围内无其他任何与附着安装无关的作业.吊附着的施工顺序为测量定位,放线一预埋件施工一钢筋绑扎一隐蔽工程验收一模板安装一混凝土浇捣一安装塔机附墙装置.6.3双塔身加固电建施工现场的la#,2a#(STr293)塔吊均采用双塔身的防台加固措施.由于该塔吊为主塔吊,高度最高(标准节数量为20节),经过塔吊厂家的计算,在la#,2a#塔吊的标准节外加7节2.5m