塔式起重機的穩(wěn)定性是指塔式起重機在自重和外載荷的作用下抵抗翻倒的能力。塔式起重機大體包括上回轉(zhuǎn)式、下回轉(zhuǎn)式和自升附著式3種形式。這些塔式起重機都可能由于種種原因翻倒。
一、超載
1.起重力矩限制器失靈
片面追求生產(chǎn)進(jìn)度,人為超載使用或違章作業(yè),引起超載,造成整機傾覆。起重力矩限制器是塔式起重機最關(guān)鍵的安全裝置。每班作業(yè)前都應(yīng)檢查、試驗,確認(rèn)可靠后再開始作業(yè)。
2.作業(yè)超過設(shè)計規(guī)定的工作級別
循環(huán)次數(shù)超過利用等級,由于交變載荷的作用,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)早期疲勞破壞(如焊縫和母材開裂)。在實際使用中,常發(fā)現(xiàn)把建筑施工用塔式起重機用于起吊頻繁的貨場、預(yù)制構(gòu)件工廠,工作級別相差甚遠(yuǎn)。因此,使用塔式起重機一定要注意設(shè)計的工作級別,包括利用等級和載荷利用率的大小,并切實遵守。
二、自然環(huán)境因素
1.臨界轉(zhuǎn)變溫度
普通結(jié)構(gòu)鋼斷裂的臨界轉(zhuǎn)變溫度為-20℃。如果在低于這個溫度的環(huán)境下工作,并且受應(yīng)力集中、材質(zhì)不均勻的影響,可導(dǎo)致突然斷裂。這種破壞是十分危險的,事前無任何跡象。在北方嚴(yán)寒地區(qū),尤其要防止這種破壞。為避免產(chǎn)生這種破壞,一定要遵守設(shè)計規(guī)定的使用溫度(一般-20℃~+40℃)。如必須在低于-20℃溫度下工作,必須向制造廠申明。
2.風(fēng)力作用
在超過設(shè)計規(guī)定的風(fēng)力下使用,一般現(xiàn)代塔式起重機工作狀態(tài)風(fēng)速規(guī)定為20m/s,必須保證塔式起重機最大安裝高度處的風(fēng)速不超過此值。對安裝高度較大的塔式起重機,臂根鉸點高度超過50m,用戶即應(yīng)在塔式頂安裝風(fēng)速儀。對有預(yù)報的風(fēng)災(zāi)、地震可采取拆放倒,或增加纜風(fēng)繩等措施。
三、動載荷是塔式起重機
造成傾翻的重要因素
動載荷是由運動速度改變引起的。塔式起重機動載荷主要有慣性載荷、振動載荷及沖擊載荷。
1.慣性載荷
慣性載荷主要包含2種,即起動與制動過程中的慣性載荷,以及貨物及塔機各轉(zhuǎn)動部分在旋轉(zhuǎn)時的慣性載荷。塔式起重機操作者違反操作規(guī)程,起制動過猛,越級換檔,機構(gòu)調(diào)速失效。尤其是回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu),突然打反車或剎車,均會造成起動和制動時慣性力突然加大,引起鋼結(jié)構(gòu)焊縫開裂的破壞,以致整機傾翻。因此,杜絕上述的違章操作是保證塔式起重機安全的重要條件。
2.振動載荷
由于實際的塔式起重機是彈性系統(tǒng),在驟然加載或減載時,會引起系統(tǒng)的彈性振動,產(chǎn)生振動載荷。塔式起重機吊物捆扎不合理,起吊重物滑脫,均會造成臂架的屈曲失穩(wěn)而破壞。例如:起吊大型細(xì)長構(gòu)件或鋼筋捆,由于不在重心處,吊重滑脫,一端迅速觸地,使臂架承受突然的水平振動載荷,導(dǎo)致屈曲失穩(wěn)破壞。另外,塔式起重機起升過卷,吊重突然脫落反彈后傾均會產(chǎn)生振動載荷,使臂架折毀而傾翻。
3.沖擊載荷
塔式起重機沖擊載荷主要有2種:
(1)過軌道接頭的沖擊載荷
對于軌道式塔式起重機,如果軌道接頭使用日久,發(fā)生鋼軌固定不牢,軌道間隙過大現(xiàn)象,行走會產(chǎn)生較大沖擊,臺車脫軌,而造成整機傾翻事故。車輪走過不平的軌道接頭引起的沖擊載荷在計算時可用沖擊系數(shù)Kch來考慮,即:
P=Kch(PQ+PG)
PQ與PG分別為吊重與自重產(chǎn)生的靜載荷。
沖擊系數(shù)Kch與運行速度及軌道接頭不平程有關(guān),對一般的軌道狀況Kch,數(shù)值為1.05~1.4。
(2)吊重突然離地的沖擊載荷
在起升機構(gòu)中,如果在起升繩非常松弛的狀態(tài)下突然以高速起吊離地,就會引起很大的動載荷,這也是一種沖擊載荷。如果塔身的垂直度超差過大,重心外移過多,此時就會造成整體穩(wěn)定性的喪失,引起塔機傾翻。因此,在起吊重物的初始階段,應(yīng)平穩(wěn)、緩慢,以使沖擊載荷降低到最小值。