塔式起重机概述及其安全和管理

一个 塔式起重机 是一种安装在高塔顶部的旋转起重机，其吊臂位于塔顶。它作业范围大，主要用于多层和高层建筑施工中的材料垂直运输和构件安装。它由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、吊臂、底座、连接杆等。工作机构包括起升、变幅、旋转和行走四个部分。电气系统包括电机、控制器、配电箱、连接线路、信号和照明装置等。

塔式起重机分为两类：上旋转式和下旋转式：

1. 上部旋转塔式起重机： 塔身本身不旋转，其上方的动臂、平衡臂等部件通过回转机构绕塔身中心线旋转一周。根据使用需求，塔式起重机可分为运行式、固定式、附挂式和内爬式。运行式塔式起重机可沿轨道运行，作业范围大，应用广泛，适用于多层建筑施工。如果起重机底座固定在轨道上或塔身直接固定在基础上，则称为臂长更长的固定式塔式起重机。如果固定式塔式起重机的塔身通过附挂杆与建筑物在一定高度连接，则称为附挂式塔式起重机。它利用塔高连接装置使起重机的上部旋转部分随建筑物高度相应增加，用于高层建筑施工。起重机安装在电梯井道或连接孔等竖井内，利用液压缸使起重机根据施工进度沿竖井向上爬升，称为内爬式塔式起重机。它节省了塔身的一部分，服务范围广，不占用施工场地，但对建筑物的结构有一定的要求。

2. 低位旋转塔式起重机： 回转轴承安装在底座和转盘之间。除行走机构外，其他工作机构均布置在转盘上并与之同步旋转。除了履带式外，还有履带式和轮胎式，分别以履带底盘和轮胎底盘作为行走装置。该设备重心低，可整体拆卸和运输，轻便灵活，应用范围广，适用于多层建筑施工。

起源

据记载，第一项用于建筑的塔式起重机专利于1900年颁发。1905年，一种带有固定塔身和吊臂的起重机问世。1923年，现代塔式起重机的原型机研制成功，同年，第一台相对完整的现代塔式起重机问世。1930年，德国开始大规模生产塔式起重机并将其应用于建筑行业。1941年，德国发布了塔式起重机工业标准DIN 8770。该标准规定，塔式起重机的起重能力以重力矩的形式表示，其计算公式为：载荷(t)与振幅(m)的乘积(tm)。

我国塔式起重机产业始于上世纪50年代。与中欧和西欧国家由于建筑业发展缓慢而导致的塔式起重机产业发展滞后相比，我国塔式起重机产业正处于快速发展期。

然而，在城镇化战略等一系列利好政策的推动下，塔式起重机市场在一定程度上得到了保障，行业整体发展水平也逐渐接近欧美等发达国家。但是，尽管塔式起重机技术日趋智能化和绿色化，塔式起重机企业管理也日益国际化，我国中小塔式起重机企业的发展前景却并不乐​​观。

徐工、中联重科、三一重工等大型企业已走出国门开拓海外市场，尤其是中联重科，已成为全球最大的塔式起重机企业。这些巨头企业无一例外都拥有非常完善的研发、质量保证体系和运营管理机制，能够参与国际市场份额的竞争。但对于中小企业而言，却没有这样的机会。由于自身技术和资金的限制，再加上行业价格战愈演愈烈、货款拖欠问题严重，整个行业的前景并不明朗。

特征

从塔式起重机的技术发展角度来看，虽然新产品层出不穷，生产效率、操作便捷性、维护便利性和运行可靠性等方面也得到了提升，但塔式起重机的技术本质并未发生根本性改变。塔式起重机的研究正朝着组合式发展。所谓模块化，是以塔体结构为核心，根据其结构和功能特点将塔体分解成若干部件，然后根据系列化、通用化的要求和模块化系统的原理，将每个部件再细分为若干模块。根据参数要求，选择合适的模块，组成具有不同技术性能特征的塔式起重机，以满足具体的施工需求。模块化塔式起重机的应用有助于加快塔式起重机产品的研发速度，降低产品研发成本，更好地服务客户。

分类

塔式起重机分为两大类： 塔式起重机分为上回转式和下回转式。前者承载能力高于后者。我们在许多建筑工地看到的是带有上部顶升装置和关节高度的上回转式塔式起重机。根据其是否可移动，可分为：行走式和固定式。固定式塔式起重机的塔身固定不动，不旋转。它安装在整体式混凝土基础上，或条形、X形混凝土基础上。

步行类型可分为四种类型： 履带式、汽车式、轮胎式和履带式塔式起重机。在房屋建造中，一般采用固定式。根据更换臂架的方式，可分为水平臂小车更换臂架和臂架更换臂架两种类型；根据安装方式，可分为自升式、整体快速拆装式三种类型。应用最广泛的是底部回转式、快速拆装式、轨道式塔式起重机和自升式塔式起重机，它们可用于四种用途（轨道式、固定式、附着式和内部爬升式）。

国家标准

设备管理

设备特性

塔式起重机的吊臂可分为水平式和杠杆式两种类型。水平式吊臂通过负载小车沿吊臂移动来改变吊臂角度，吊臂运动较为平衡，但吊臂长度较长，自重也较大。杠杆式吊臂则通过吊臂机构拉动吊臂来改变其俯仰角，其运动稳定性不如水平式吊臂，但自重较小。

塔式起重机的起重能力随振幅而变化。起重能力与振幅的乘积称为力矩，它是该起重机的主要技术参数。塔式起重机通过回转机构和回转轴承实现较大的起升高度，回转和行走时的惯性质量也较大，因此需要具备良好的调速性能，特别是起升机构需要能够在轻载时快速移动，重载时缓慢移动，并在安装后进行小幅移动。除了采用电阻调速外，涡流制动、频率调制、极数变换、晶闸管和机电组合等也是常用的调速方法。

数据管理

施工单位或塔式起重机所有者应向塔式起重机检验中心申报塔式起重机的生产许可证、产品合格证、拆装许可证、使用说明书、电气原理图、液压系统图、驾驶证、塔式起重机基础图、地质勘测资料、塔式起重机拆装方案、安全技术披露文件以及主要部件保修单（钢丝绳、高强度连接螺栓、地脚螺栓和主要电气元件等）。经塔式起重机检验中心检验合格后，安装完成后将向项目经理出具安全使用许可证和交接记录。同时，在日常使用中，应加强对塔式起重机的动态跟踪管理，并由相关负责人编制和签字的交班记录、检查记录和维修记录（包括小修、中修和大修）。维修过程中更换的材料和易损件必须有合格证或质量保证书，上述材料应及时分类归档，建立“一机一档案”的制度。

拆卸和组装管理

塔式起重机的拆装是事故高发环节。因拆装不当和安装质量不合格造成的安全事故占很大比例。塔式起重机的拆装必须由合格的拆装单位进行，且拆装必须在资质范围内进行。拆装人员必须接受专门的业务培训，具备一定的拆装经验并持有相关工作证书。同时，各类人员必须配备齐全，岗位职责明确，各司其职，服从统一指挥。在调试过程中，专业电工的技术水平和责任心至关重要。电工必须持有电工证和起重机操作员证。我们对大量塔式起重机的检验数据进行了统计，发现我市某拆装单位共安装了54台塔式起重机，其中47台首次检验不合格，首次检验合格率仅为13%。大部分事故是由于安装电工技术水平低下、拆装单位管理疏忽以及安全意识需要进一步提高造成的。因此，我们针对该单位开展了专项管理，加强了业务培训，并取得了良好效果。此外，拆装市场价格与预算不符，甚至有的塔式起重机安装费高达400至500元，这也是导致安装质量下降的重要原因之一。应制定专门的拆装方案，由安装单位技术负责人审核签字，并设置拆装单位警戒区和警戒线。安排专人指挥，禁止无关人员进入现场。作业必须严格按照拆装程序和操作规程执行。当风力超过4级时，应停止拆卸和组装作业；当风力超过6级时，塔吊应停止起吊作业。特殊情况下，夜间作业应配备充足的照明。特殊情况下，必须与塔吊驾驶员充分协商并就拆卸和组装的程序和注意事项达成一致意见。

塔式起重机基础

塔式起重机基础是塔式起重机的根本所在。实践证明，许多重大安全事故都是由塔式起重机基础问题引起的。它是影响塔式起重机整体稳定性的重要因素。有些事故是由于施工现场为了赶工期而仓促浇筑混凝土造成的；有些事故是由于地基承载力不足造成的；有些事故是由于基础附近开挖导致滑坡、积水造成不均匀沉降等造成的，这些都会引发严重的安全事故。我们必须高度重视基础建设，这一点不容有失。塔式起重机的稳定性是指其抵抗倾覆的能力，而塔式起重机最大的事故就是倾覆和倒塌。在设计塔式起重机基础时，必须确保地基承载力满足设计要求，钢筋混凝土强度至少达到设计值的80%。对于设有地下室的塔式起重机，其基础必须采取特殊处理措施：基础下方必须打入一定数量的桩，桩端钢筋必须与基础锚栓牢固焊接。混凝土基础底面必须平整压实，基础底部不得呈盆底状。基础锚栓的尺寸误差必须严格按照基础图纸的要求进行施工。锚栓必须保持足够的露出地面的长度，并且每个锚栓都必须用双螺母预紧。安装前必须对基础表面进行处理，以确保基础水平度不超过千分之一。同时，塔式起重机基础不得积水，否则会导致塔式起重机基础不均匀沉降。塔式起重机基础附近不得挖掘坑洞或沟槽。

安全距离

在布置塔式起重机时，应制定规划，尤其是在住宅楼宇和塔式起重机较多的房地产开发区域，更应考虑相邻塔式起重机之间的安全距离。水平和垂直方向的安全距离均应至少保持2米。相邻塔式起重机的塔身和起重臂不应相互干扰，且在风力过大时，塔式起重机应能自由旋转。塔式起重机后臂与相邻建筑物之间的安全距离应至少保持50厘米。塔式起重机与输电线路之间的安全距离也应符合要求。

如果塔吊与输电线路之间的安全距离不符合规定要求，则应在塔上安装防护架。原则上，防护架应在停电期间架设，且不得使用金属材料，可使用竹竿等其他材料。竹竿与输电线路之间的距离不应小于1米，并应具有一定的稳定性，以防止被强风吹倒。

安全装置

为确保塔式起重机的正常安全使用，必须强制要求塔式起重机在安装时配备指定的安全装置，主要包括：起升扭矩限制器、起升重量限制器、高度限制器、振幅限制器、回转限制器、吊钩安全装置、卷筒安全装置、风向仪和风速计、钢丝绳脱钩安全装置、小车防断绳装置、小车防断轴装置及缓冲器等。这些安全装置必须确保完好无损、灵敏可靠。使用过程中如发现损坏，应及时维修更换，未经许可不得擅自拆卸或改动。

稳定

塔式起重机的高度与底部支撑尺寸之比较大，塔身重心较高，扭矩较大，起停频繁，冲击力也较大。为了提高其稳定性，我们需要分析塔式起重机倾覆的主要原因。原因主要有以下几点：

1. 过载。不同型号的起重机通常以起升扭矩作为主要控制手段。当工作范围增大或起吊重量超过相应的额定载荷时，起吊重量产生的倾覆扭矩会超过其稳定扭矩，这可能导致塔式起重机倒塌。

2. 斜向吊装。当重物斜向吊装时，倾覆力矩增大，吊点处会产生水平和垂直方向的力。塔式起重机的底部支撑点也会产生额外的倾覆力矩，从而降低稳定性系数，导致塔式起重机倒塌。

3. 塔式起重机基础不平整、地基承载力不足以及垂直度误差过大都会增加塔式起重机的倾覆力矩，降低其稳定性。因此，我们必须根据这些关键因素进行严格的检查和核查，以防止重大设备和人员安全事故的发生。

电气安全

根据《施工安全检查标准》（JGJ59-99）的要求，塔式起重机的专用开关箱必须满足“一机一开关一漏电一箱”的要求，漏电保护器的额定跳闸动作电流不应超过30mA，额定动作时间不应超过0.1s。驾驶室内的配电盘不得外露。电气柜应状况良好，门锁严密，门锁齐全。柜内电气元件应状况良好，线路畅通，操作控制机构应灵敏可靠，限位开关应工作正常，并应定期安排专业电工进行检查和维护。

壁挂式设备

当塔式起重机超过其独立高度时，应安装壁挂装置以提高塔式起重机的稳定性。壁挂装置的安装应符合塔式起重机手册的要求。壁挂间距和壁挂点上方的自由高度不得随意延长。过长的壁挂支撑应单独设计，并备有计算手册以验证其强度和稳定性。连接框架应保持水平，并与连接杆牢固地固定在同一水平面上，与建筑物连接应牢固。连接后，连接点下方塔身垂直度不得超过千分之二，连接点上方塔身垂直度不得超过千分之三。与建筑物的连接点应选择在混凝土柱或混凝土环梁上。使用预埋件或穿墙螺栓与建筑物结构有效连接。一些建筑公司使用膨胀螺栓代替预埋件，使用钢丝绳代替连接支撑，这非常危险。

安全操作

塔式起重机管理的关键在于对操作人员的管理。操作人员必须身体健康，了解机械结构和工作原理，熟悉机械原理和维护规则，并持有相关工作证书。操作人员必须按照规章制度维护起重机，具有高度责任感，认真做好清洁、润滑、紧固、调整和防腐工作。他们不得酒后工作，也不得带病或疲劳工作。他们必须严格遵守塔式起重机的机械操作规程和“十大禁忌”。他们不得违反规章制度或野蛮操作。他们有权拒绝非法指令，夜间作业必须有充足的照明。塔式起重机安全使用的关键在于操作人员的技术水平和责任心，而检查和维护的关键在于机电维护人员。我们必须坚定地树立以人为本的理念。

安全检查

塔式起重机在安装前后及日常使用过程中均须进行检查。金属结构焊缝不得开裂，金属结构不得发生塑性变形，连接螺栓和销的质量应符合要求，并采取措施防止松动和回缩。应安排人员定期预紧连接螺栓，钢丝绳应润滑良好，断丝数量不得超过标准，不允许断股，不允许塑性变形，绳夹接头应符合标准，减速箱和油缸不得漏油，液压系统压力应正常，制动器和限位保险应灵敏可靠，传动机构应润滑良好，安全装置应完整可靠，电气控制电路应绝缘良好。尤其要督促塔式起重机驾驶员、维修电工和机械维修人员定期进行检查，特别是钢丝绳、吊钩、各种传动部件、限位保险装置和其他易损件。必须立即处理问题，并指定具体人员、时间和措施，严格防止因病进行机械操作。

出口机制

国家已明确下令，严禁使用老旧型号塔式起重机。经鉴定和维修后，必须限制老旧破损塔式起重机的使用。目前塔式起重机的使用寿命没有统一标准，各地存在诸多不同意见和规定。

一些用户过度追求利润和利益，忽视安全，以小博大，严重超载是塔式起重机事故高发的主要原因之一。为了满足建筑公司的需求，扩大销量，抢占市场份额，一些厂家为了增加塔式起重机的作业范围，提高独立高度，加长臂展，但这必然会降低塔式起重机的稳定性，降低额定起重能力，增加安全隐患。此外，还有一些私人改装或组装的塔式起重机，这些塔式起重机由于是二手货，价格低廉，厂家不愿投入更多资金进行维护，因此故障频发。这些情况尤其值得我们重视。我们应该从事实出发，因地制宜，在广泛征询各方意见的基础上，出台相应的配套政策来解决这一问题。

结论

通过加强塔式起重机上述各方面的安全管理，可以有效预防塔式起重机使用过程中发生的各种事故，达到防患于未然的目的。实践证明，只要各施工单位、制造商、施工管理部门和塔式起重机检验机构能够落实上述环节，加强塔式起重机的特殊安全管理，就能有效降低重大事故的发生率。 塔式起重机安全 事故是可以有效控制的。