高层建筑施工的起重机配置原则

塔式起重机是一种具有竖直塔身的全回转臂式起重机。起重臂安装在塔身顶部，形成”形的工作空间。它具有较高的有效高度和较大的工作半径，且机械运转安全可靠，使用和装拆方便，因此被广泛用于多层和高层的工业与民用建筑的结构安装。

（一）塔式起重机的类型

由于塔式起重机具有提升、回转和水平运输的功能，且生产效率高，尤其在吊运长、大、重的物料时有明显的优势，在有条件的情况下宜优先采用。塔式起重机一般分为固定式、附着式、轨道（行走）式、爬升式等几种，如图4-7所示。

图4-7　各种类型的塔式起重机

（a）固定式；（b）附着式；（c）轨道（行走）式；（d）爬升式

1.固定式塔式起重机

固定式塔式起重机的底架安装在独立的混凝土基础上，塔身不与建筑物拉结。图4-8所示为QTZ63型塔式起重机，它是按最新颁布的塔式起重机标准设计的新型起重机械，主要由金属结构、工作机构、液压顶升系统、电气设备及控制部分等组成。

2.附着式塔式起重机

附着式塔式起重机是固定在建筑物近旁的钢筋混凝土基础上，借助锚固支杆附着在建筑物结构上的起重机械，它可以借助顶升系统随着建筑施工进度面自行向上接高。采用这种形式可减小塔身的长度，增大起升高度，一般规定每隔20m将塔身与建筑物用锚固装置连接。这种塔式起重机宜用于高层建筑的施工。

附着式塔式起重机的型号较多，如QTZ50、QTZ60、QTZ100、QTZ120等。

例如，QTZ100型塔式起重机具有独立式、附着式等多种使用形式，独立式起升高度为50m，附着式起升高度为120m。其塔机基本臂长为54m，额定起重力矩为1000kN·m，最大额定起重量为80kN，加长臂为60m，可吊12kN的重物，如图4-9所示。

附着式塔式起重机的顶部有套架和液压顶升装置，需要接高时，利用塔顶的行程液压千斤顶将塔顶上部结构顶高，用定位销固定，千斤顶回油，推入标准节，用螺栓与下面的塔身连成整体，每次接高2.5m。附着式塔式起重机的顶升接高过程如图4-10所示。

图4-8　QTZ63型塔式起重机的外形

图4-9　QTZ100型塔式起重机的外形

（a）独立式；（b）附着式

图4-10　附着式塔式起重机的顶升接高过程

（a）准备状态；（b）顶升塔顶；（c）推入塔身标准节；（d）安装塔身标准节；（e）塔顶与塔身连成整体
1—顶升套架；2—液压千斤顶；3—承座；4—顶升横梁；5—定位销；6—过渡节；7—标准节；8—摆渡小车

锚固装置的附着杆布置形式如图4-11所示。

图4-11　附着杆布置形式

（a）、（b）、（c）三杆式附着杆系；（d）、（e）、（f）四杆式附着杆系；（g）空间桁架式附着杆系

3.轨道（行走）式塔式起重机

轨道（行走）式塔式起重机是一种能在轨道上行驶的起重机。这种起重机可负荷行走，有的只能在直线轨道上行驶，有的可沿L形或U形轨道行驶，轨道（行走）式塔式起重机应用广泛，有塔身回转式和塔顶旋转式两种。

TQ60/80型是轨道（行走）式上回转、可变塔高塔式起重机。其外形结构和起重特性如图4-12所示。

图4-12　TQ60/80型塔式起重机的外形结构和起重特性

爬升式塔式起重机的爬升过程

4.爬升式塔式起重机

爬升式塔式起重机是一种安装在建筑物内部（电梯井或特设开间）结构上，借助套架托梁和爬升系统或上、下爬升框架和爬升系统自身爬升的起重机械，一般每隔1或2层楼爬升一次。这种起重机主要用于高层建筑施工。

爬升式塔式起重机的特点是：塔身短、起升高度大而且不占建筑物的外围空间；司机作业时看不到起吊过程，全靠信号指挥，施工完成后拆塔工作属于于高空作业等。目前使用的有QT5-4/40型（400kN·m）、ZT-120型和进口的80HC、120HC及QTZ63、QTZ100等。QT5-4/40型爬升式塔式起重机的外形与构造示意如图4-13所示。该起重机的最大起重量为4kN，幅度为11～20m，起重高度可达110m，一次爬升高度为8.6m，爬升速度为1m/min。

图4-13　QT5-4/40型爬升式塔式起重机的外形与构造示意

1—起重机构；2—平衡臂拉绳；3—起重力矩限制装置；4—起重量限制装置；5—起重臂接绳；6—小车牵引机构；7—起重小车；8—吊钩；9—配重；10—电气系统；11—平衡臂；12—塔顶；13—起重臂；14—司机室；15—回转支撑上支座；16—回转支撑下支座及走台；17—塔身；18—底座；19—套架

爬升式塔式起重机的爬升过程主要分为准备状态、提升套架和提升起重机三个阶段，如图4-14所示。

图4-14　爬升式塔式起重机的爬升过程

（a）准备状态；（b）提升套架；（c）提升起重机

（1）准备状态：将起重小车收回到最小幅度处，下降吊钩，吊住套架并松开固定套架的地脚螺栓，收回活动支腿，做好爬升准备。

（2）提升套架：首先开动起升机构将套架提升至两层楼高度时停止；接着摇出套架四角活动支腿并用地脚螺栓固定；再松开吊钩升高至适当高度并开动起重小车到最大幅度处。

（3）提升起重机：先松开底座地脚螺栓，收回底座活动支腿，开动爬升机构将起重机提升至两层楼高度停止，接着摇出底座四角的活动支腿，并用预埋在建筑结构上的地脚螺栓固定，至此，提升过程结束。

（二）塔式起重机的工作参数

塔式起重机的主要参数是：回转半径、起重量、起重力矩和起升高度（吊钩高度）。

1.回转半径

回转半径是指工作半径或幅度，即从回转中心线至吊钩中心线的水平距离。在选定塔式起重机时要通过建筑外形尺寸，作图确定回转半径，然后考虑塔式起重机起重臂长度、工程对象、计划工期、施工速度以及塔式起重机配置台数，最后确定适用的塔式起重机。一般来说，体型简单的高层建筑仅需配置一台自升塔式起重机，而体型庞大复杂、工期紧迫的高层建筑则需配置两台或多台自升塔式起重机。

2.起重量

起重量是指所起吊的重物、铁扁担、吊索和容器重量的总和。起重量参数分为最大幅度时的额定起重量和最大起重量，前者是指吊钩滑轮位于臂头时的起重量，而后者是指吊钩滑轮以多倍率（3绳、4绳、6绳或8绳）工作时的最大额定起重量。对于钢筋混凝土高层及超高层建筑来说，最大幅度时的额定起重量极为关键。若是全装配式大板建筑，最大幅度起重量应以最大外墙板重量为依据。若是现浇钢筋混凝土建筑，则应按最大混凝土料斗容量确定所要求的最大幅度起重量。对于钢结构高层及超高层建筑，塔式起重机的最大起重量是关键参数，应以最重构件的重量为准。

3.起重力矩

起重力矩是起重量与相应工作幅度的乘积。对于钢筋混凝土高层和超高层建筑，重要的是最大幅度时的起重力矩必须满足施工需要。对于钢结构高层及超高层建筑，重要的是最大起重量时的起重力矩必须符合需要。

4.起升高度（吊钩高度）

起升高度（吊钩高度）是自钢轨顶面或基础顶面至吊钩中心的垂直距离。塔式起重机进行吊装施工所需要的起升高度同幅度参数一样，可通过作图和计算加以确定。

（三）塔式起重机安全操作

1.塔式起重机的轨道基础

（1）塔式起重机的轨道基础应符合下列要求：

1）路基承载能力：轻型（起重量在30kN以下）应为60～100kPa；中型（起重量为31～150kN）应为101～200kPa；重型（起重量在150kN以上）应为200kPa以上。

2）每间隔6m应设置一个轨距拉杆，轨距允许偏差为公称值的1/1000，且不超过±3mm。

3）在纵、横方向上，钢轨顶面的倾斜度不得大于1/1000。

4）钢轨接头间隙不得大于4mm，并应与另一侧轨道接头错开，错开距离不得小于1.5m，接头处应架在轨枕上，两轨顶高度差不得大于2mm。

5）距轨道终端1m处必须设置缓冲止挡器，其高度不应小于行走轮的半径。在距轨道终端2m处必须设置限位开关碰块。

6）鱼尾板连接螺栓应紧固，垫板应固定牢靠。

（2）起重机的混凝土基础应符合下列要求：

1）混凝土强度等级不低于C35。

2）基础表面平整度允许偏差不大于1/1000。

3）埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺必须符合出厂说明书的要求。

（3）起重机的轨道基础或混凝土基础待验收合格后方可使用。

（4）起重机的轨道基础两旁、混凝土基础周围应修筑边坡和排水设施，并应与基坑保持一定的安全距离。

2.塔式起重机的安装

（1）安装前应根据专项施工方案对塔式起重机基础的下列项目进行检查，确认合格后方可实施：

1）基础的位置、标高、尺寸；

2）基础的隐蔽工程验收记录和混凝土强度报告等相关资料；

3）安装辅助设备的基础、地基承载力、预埋件等；

4）基础的排水措施。

（2）安装作业应根据专项施工方案要求实施。安装作业人员应分工明确、职责清楚。安装前应对安装作业人员进行安全技术交底。

（3）安装辅助设备就位后，应对其机械和安全性能进行检验，合格后方可作业。

在实际应用中，经常发现因安装辅助设备自身安全性能出现故障而发生塔式起重机安全事故，所以要对安装辅助设备的机械性能进行检查，合格后方可使用。

（4）安装所使用的钢丝绳、卡环、吊钩和辅助支架等起重机具均应符合规定，并经检查合格后方可使用。

（5）在安装作业中应统一指挥，明确指挥信号。当视线受阻、距离过远时，应采用对讲机或多级指挥。

（6）自升式塔式起重机的顶升加节应符合下列要求：

1）顶升系统必须完好；

2）结构件必须完好；

3）顶升前，塔式起重机下支座与顶升套架应可靠连接；

4）顶升前，应确保顶升横梁搁置正确；

5）顶升前，应将塔式起重机配平，在顶升过程中，应确保塔式起重机的平衡；

6）顶升加节的顺序应符合产品说明书的规定；

7）在顶升过程中，不应进行起升、回转、变幅等操作；

8）顶升结束后，应将标准节与回转下支座可靠连接；

9）塔式起重机加节后需进行附着的，应按照先装附着装置、后顶升加节的顺序进行，附着装置的位置和支撑点的强度应符合要求。

（7）塔式起重机的独立高度、悬臂高度应符合产品说明书的要求。

（8）雨雪、浓雾天气下严禁进行安装作业。安装时塔式起重机最大高度处的风速应符合产品说明书的要求，且风速不得超过12m/s。

（9）塔式起重机不宜在夜间进行安装作业；特殊情况下，必须在夜间进行塔式起重机安装和拆卸作业时，应保证提供足够的照明。

（10）特殊情况下，当安装作业不能连续进行时，必须将已安装的部位固定牢靠并达到安全状态，经检查确认无隐患后，方可停止作业。

（11）电气设备应按产品说明书的要求进行安装，安装所用的电源线路应符合现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46－2005）的要求。

（12）塔式起重机的安全装置必须齐全，并应按程序进行调试合格。

（13）连接件及其防松防脱件应符合规定要求，严禁用其他代用品代用。连接件及其防松防脱件应使用力矩扳手或专用工具紧固连接螺栓，使预紧力矩达到规定要求。

（14）安装完毕后，应及时清理施工现场的辅助用具和杂物。

3.塔式起重机的使用

（1）塔式起重机的起重司机、起重信号工、司索工等操作人员应取得特种作业人员资格证书，严禁无证上岗。

（2）塔式起重机使用前，应对起重司机、起重信号工、司索工等作业人员进行安全技术交底。

（3）塔式起重机的力矩限制器、重量限制器、变幅限位器、行走限位器、高度限位器等安全保护装置不得随意调整或拆除，严禁用限位装置代替操纵机构。

（4）塔式起重机进行回转、变幅、行走、起吊动作前应示意警示。起吊时应统一指挥，明确指挥信号；当指挥信号不清楚时，不得起吊。

（5）塔式起重机起吊前，当吊物与地面或其他物件之间存在吸附力或摩擦力而未采取处理措施时，不得起吊。

（6）塔式起重机起吊前，应对安全装置进行检查，确认合格后方可起吊；安全装置失灵时，不得起吊。

（7）塔式起重机起吊前，应按《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》（JGJ196—2010）第6章的要求对吊具与索具进行检查，确认合格后方可起吊；吊具与索具不符合相关规定的，不得用于起吊作业。

（8）塔式起重机与架空输电线的安全距离应符合现行国家标准《塔式起重机安全规程》（GB5144－2006）的规定，见表4-6。

表4-6　塔式起重机与架空输电线的安全距离

（9）作业中遇突发故障，应采取措施将吊物降落到安全地点，严禁吊物长时间悬挂在空中。

（10）遇有风速在12m/s及以上的大风或大雨、大雪、大雾等恶劣天气时，应停止作业。雨雪过后，应先经过试吊，确认制动器灵敏可靠后方可进行作业。夜间施工应有足够照明，照明的安装应符合现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）的要求。

（11）塔式起重机不得起吊重量超过额定荷载的吊物，且不得起吊重量不明的吊物。

（12）在吊物荷载达到额定荷载的90%时，应先将吊物吊离地面200～500mm后，检查机械状况、制动性能、物件绑扎情况等，确认无误后方可起吊。对有晃动的物件，必须拴拉溜绳使之稳固后方可吊起。

（13）物件起吊时应绑扎牢固，不得在吊物上堆放或悬挂其他物件；起吊零星材料时，必须用吊笼或钢丝绳绑扎牢固；当吊物上站人时不得起吊。

（14）标有绑扎位置或记号的物件，应按标明位置绑扎。钢丝绳与物件的夹角宜为45°～60°。吊索与吊物棱角之间应有防护措施；未采取防护措施的，不得起吊。

（15）作业完毕后，应松开回转制动器，各部件应置于非工作状态，控制开关应置于零位，并应切断总电源。

（16）轨道（行走式）塔式起重机停止作业时，应锁紧夹轨器。

（17）塔式起重机的使用高度超过30m时应配置障碍灯，起重臂根部铰点高度超过50m时应配备风速仪。

（18）严禁在塔式起重机塔身上附加广告牌或其他标语牌。

（19）每班作业应做好例行保养，并应作好记录。记录的主要内容应包括结构件外观、安全装置、传动机构、连接件、制动器、索具、夹具、吊钩、滑轮、钢丝绳、液位、油位、油压、电源、电压等。

（20）实行多班作业的设备，应执行交接班制度，认真填写交接班记录，接班司机经检查确认无误后，方可开机作业。

（21）塔式起重机应实施各级保养。转场时，应作转场保养，并有记录。

（22）塔式起重机的主要部件和安全装置等应进行经常性检查，每月不得少于一次，并应做好记录，发现有安全隐患时应及时进行整改。

（23）当塔式起重机使用周期超过一年时，应按《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》（JGJ196—2010）的附录C进行一次全面检查，合格后方可继续使用。

（24）使用过程中塔式起重机发生故障时，应及时维修，维修期间应停止作业。

4.塔式起重机的拆卸

（1）塔式起重机拆卸作业宜连续进行；当遇特殊情况，拆卸作业不能继续时，应采取措施保证塔式起重机处于安全状态。

（2）当用于拆卸作业的辅助起重设备设置在建筑物上时，应明确设置位置、锚固方法，并应对辅助起重设备的安全性及建筑物的承载能力等进行验算。

（3）拆卸前应检查主要结构件、连接件、电气系统、起升机构、回转机构、变幅机构、顶升机构等。发现隐患应采取措施，解决后方可进行拆卸作业。

（4）附着式塔式起重机应明确附着装置的拆卸顺序和方法。

（5）自升式塔式起重机每次降节前，应检查顶升系统和附着装置的连接等，确认完好后方可进行作业。

（6）拆卸时应先降节、后拆除附着装置。塔式起重机的自由端高度应符合规定要求。

（7）拆卸完毕后，应拆除为塔式起重机拆卸作业而设置的所有设施，清理场地上作业时所用的吊索具、工具等各种零配件和杂物。

5.钢丝绳的使用

（1）钢丝绳作吊索时，其安全系数不得小于6。

（2）钢丝绳的报废应符合现行国家标准《起重机　钢丝绳　保养、维护、检验和报废》（GB/T5972—2016）的规定。

（3）当钢丝绳的端部采用编结固接时，编结部分的长度不得小于钢丝绳直径的20倍，并不应小于300mm，插接绳股应拉紧，凸出部分应光滑平整，且应在插接末尾留出适当长度，用金属丝扎牢，钢丝绳插接方法宜按现行行业标准《起重机械吊具与索具安全规程》（LD48—1993）的要求。用其他方法插接的，应保证其插接连接强度不小于采用绳夹固接时的连接强度，钢丝绳吊索固接的要求（表4-7）。

表4-7　对应不同钢丝绳直径的绳夹最小数量

图4-15　钢丝绳夹的正确布置方法

（4）绳夹压板应在钢丝绳受力绳一边，绳夹间距A不应小于钢丝绳直径的6倍（图4-15）。

（5）吊索必须由整根钢丝绳制成，中间不得有接头；环形吊索只允许有一处接头。

（6）采用二点吊或多点吊时，吊索数宜与吊点数相符，且各根吊索的材质、结构尺寸、索眼端部固定连接、端部配件等性能应相同。

（7）钢丝绳严禁采用打结方式系结吊物。

（8）当吊索弯折曲率半径小于钢丝绳公称直径的2倍时，应采用卸扣将吊索与吊点拴接。

（9）卸扣应无明显变形、可见裂纹和弧焊痕迹。销轴螺纹应无损伤现象。

6.吊钩与滑轮的使用

（1）吊钩应符合现行行业标准《起重机械吊具与索具安全规程》（LD48—1993）中的相关规定。

（2）吊钩禁止补焊，有下列情况之一的应予以报废：

1）表面有裂纹；

2）挂绳处截面磨损量超过原高度的10%；

3）钩尾和螺纹部分等危险截面及钩筋有永久性变形；

4）开口度比原尺寸增加15%；

5）钩身的扭转角超过10°。

（3）滑轮的最小绕卷直径应符合现行国家标准《塔式起重机设计规范》（GB/T13752—2017）的相关规定。

（4）滑轮有下列情况之一的应予以报废：

1）有裂纹或轮缘破损；

2）轮槽不均匀磨损达3mm；

3）滑轮绳槽壁厚磨损量达原壁厚的20%；

4）铸造滑轮槽底磨损达钢丝绳原直径的30%，焊接滑轮槽底磨损达钢丝绳原直径的15%。

（5）滑轮、卷筒均应设有钢丝绳防脱装置，吊钩应设有钢丝绳防脱钩装置。