巧用塔机伸臂拆除复杂环境下的塔吊
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摘要：本文介绍一例QTZ80A型塔式起重机的拆除作业，分析作业过程中的危险点和关键点，指出了在有限资源的情况下，进行复杂环境下塔吊拆除作业的可行性，充分利用现场资源，巧妙的运用塔吊自身的伸臂充当吊具完成塔机主体部分的拆除作业，从而降低了施工成本、提高施工效率，树立了公司优质服务的良好形象。
关键词：QTZ80A、拆除、伸臂
塔式起重机由于其高安全性及实用性等优点，在我国目前的电力建设市场中，作为主力施工机械之一，得到了广泛的应用。由于近年来电力建设市场竞争越来越激烈，短工期、高效率就成为各施工单位追求的目标，在压缩工期时，缺乏一定的科学性，这就造成了众多为工程服务的塔吊需在复杂环境下对其进行拆除，而又由于其塔机拆除又是一项具有高风险特点的施工作业，所以，如何保证塔式起重机能够在复杂环境下进行塔机的拆除作业，成为各方面都十分关注的问题。下面，我就自己在这方面的成功经验，谈一点体会。
(一) 工程概述
安徽淮南平圩发电厂二期工程2×600MW机组工程建设中，2#炉电除尘安装主吊机械采用一台QTZ80A塔式起重机，该塔机系长沙建筑机械研究院设计，连云港机械厂制造的水平臂架、小车变幅、上回转自升式多用途塔机，其标准臂长为40m，加长臂可达45m、50m，最大起重量为8000kg，不加附着最高起升高度为45m，加装附着装置最大起升高度可达100m，目前工况为起重臂长40m，安装有一层附着，塔吊最高起升高度为50m。
该塔机定位在2#电除尘中部，电除尘安装结束后，根据施工安排，需对塔机进行拆除，而此时塔机的周围建筑物均已安装完毕，塔机的西侧为送风机及电除尘进口烟道，东侧为引风机及电除尘出口烟道，南侧及北侧均为电除尘。这就造成用于拆除作业的吊车无法接近该塔机，所以当塔吊的高度降至电除尘顶部位置时，塔吊就已无法拆除；而此时唯一可以利用的是用于2#锅炉吊装用的一台DBQ3000塔式起重机(塔式工况：主臂66m+付臂54m)，该塔式起重机布置于2#炉扩建端，由于DBQ3000塔式起重机最大起吊幅度为60m，距QTZ80A塔吊中心尚有11m距离，所以此时DBQ3000只能拆除其塔吊的起重臂及平衡臂，而塔吊中心主体部分，就无法拆除，结合当时的实际困难，根据现场机械配置情况，通过对施工现场环境经过认真考察，对施工方案进行了认真的分析和策划,同时并对QTZ80A塔吊起重臂进行了强度校核及认可，最后决定采用该塔吊起重臂充当起吊梁，利用杠杆原理，DBQ3000塔式起重机吊于杠杆的支点处，采用一台KH180履带吊(主臂工况：52m)进行辅助，吊于杠杆的一端并在此端挂一配重，用于起吊重物时的压重，另一端用于起吊塔吊中心主体部分。
QTZ80A塔机中心主体部分重量明细表
序号 部件名称 重量 备注
1. 塔顶及回转塔身 2.58t 塔顶顶部高度为42.5m
2. 上支座及下支座组合件 2.45t
3. 爬升架 4.12t
4. 标准节 913Kg/节 共有13节
(二) 作业步骤和方法
1. 起吊梁的动作原理：采用QTZ80A塔机起重臂（40m）作为起吊梁（以下统称为起吊梁），利用扛杆原理进行作业，起吊梁上带小车加一配重块（配重重约0.5t），共重约：5.664t；配重与小车均放置于起吊梁的B端（塔吊起重臂的根部为B端以下简称B端），位于A端的（塔吊起重臂的头部为A端以下简称A端）38m处；DBQ3000塔式起重机吊于起吊梁距A端11m处，此处作为杠杆原理中的支点，KH180-3履带吊吊于B端端部，双机进行抬吊。
2. 试吊作业：起吊梁开始吊装前，应在地面进行试吊作业，试吊作业分别进行最大拆除载荷（即爬升架重量：4.12t）试验、最大拆除载荷（即爬升架重量：4.12t）的1.1倍动载荷试验及1.25倍静载荷试验；试吊结束确认后进行拆除作业。
3. 起吊梁起吊重物时各吊车协同动作：当利用起吊梁起吊重物时，方法为两吊车水平吊起起吊梁，利用起吊梁的A端生钩吊起被吊物体，待生钩完毕后，KH180-3履带吊逐渐减负荷，直至吊物被吊起，然后通过双机协同动作，将被吊物体吊至地面。
4. 起吊重物时载荷分配：起吊梁未吊重物时DBQ3000塔吊实际负荷为3.11t,KH180-3实际负荷为：2.554t，当起吊梁吊重物时，按最重物体爬升架4.12t计算，DBQ3000塔吊实际负荷为：8.78t、KH180履带吊实际负荷为：1t。
5. 塔机主体部分拆除：拆除共分为塔顶、操作室、上支座、下支座、爬升架、部分标准节的拆除，由于各部拆除步骤及方法基本类同，在此只针对最高部件及最重部件的拆除，来阐述其起吊梁在实际起吊重物时的步骤、方法以及注意事项。
1) 塔顶及回转塔身拆除：塔顶顶部高度为42.5m，塔顶及回转塔身重约：2.58t，采用一对φ15-10m采用捆绑的形式生根于塔顶的中下部，并在起吊梁上生钩，保证钢丝绳的净高为1m，回转塔身与上支座的连接件拆除后，KH180履带吊缓慢松钩，回转塔身离开下支座约100mm后，KH180履带吊与DBQ300塔吊同时缓慢起钩，注意在缓慢起钩时起吊指挥人员应密切关注两吊车的同步情况，随时注意调整，当回转塔身离开下支座约500mm时停止起钩，双机协同动作将塔顶及回转塔身组合件吊于地面。
2) 爬升架的拆除:爬升架重4.12t，尺寸为6.22m×2.36m×2.36m，采用起吊梁的方法起吊爬升架，起吊爬升架时，DBQ3000塔机实际负荷为8.78t，DBQ3000工况为主臂66m+付臂54m，选定幅度为：60m，额定载荷为：10.2t,负荷率为：86.07%；KH180-3实际负荷为：1t，选定幅度为：18m，额定载荷为：4.6t，实际负荷率为：21.7%。
(三) 施工总结
1. 施工过程中的重点和危险点：
采用起吊梁进行起吊重物时，由于两台吊车的机械性能有所差别，动作的协调性较差，所以应做好DBQ3000塔吊及KH180履带吊的协同作业时的动作协调性，避免应两吊车动作不协调导致吊车载荷分配不均，从而造成超载形成危险。同时还应对两吊车的机械完好情况在工作前进行确认，确保在机械使用过程中的安全。
2. 采用起吊梁的方法来实现塔机中心主体部件拆除作业的优缺点：
此施工方法最大的优点在于其最大限度地发挥了现场机械能力，充分利用了现场配置的DBQ3000塔吊及KH180履带吊，通过协同作业完成其塔吊的拆除；同时此作业方法还巧妙地运用塔吊自身的起重臂作为起吊梁，无须另外制作起吊梁，节省了制作起吊梁的费用。同时也大大降低了机械使用费，如采用传统的作业方法，在塔吊降至极限位置时，需采用辅助吊车进行拆除，根据此塔吊的现场实际情况，最少应采用一台200t履带吊接塔式工况进行起吊，方可完成拆除作业，仅此吊车进退场费少则2万元以上，同采用此起吊梁拆除作业相比，机械使用费至少节约1.5万元以上。
采用起吊梁的方法的缺点为：起吊重物时对两吊车的机械性能及起重机械可靠性的要求较高，同时还对起重指挥人员的指挥水平要求较高。
(四) 相关计算
1. 起吊梁未吊重物时：
以A端为基准点列出方程：
40F1+11F2=4.23×20+0.88×38+0.554×33.25-------1
F1+ F2=0.88+0.554+4.23-------------------------2
解得：F1=2.554t; F2=3.11t
所以：在起吊梁未吊重物时，DBQ3000实际负荷为：3.11t，KH180-3实际负荷为：2.554t
2. 起吊梁最大起吊量计算
起吊梁为均质，以DBQ3000吊点为分割点，A端重：G2=1.16t，B端重：G1=3.07t；以O点（即DBQ3000吊点）为基准点，列出力矩方程：
11G+5.5G2=14.5G1+0.554×22.25+0.88×27-29F1---------3
当F1=0时，起吊梁所吊重物最重，根据上式计算得：Gmax=6.7t。
3. 起吊爬升架时各机承受载荷计算
根据式3，将式中G按爬升架的重量带入即G=4.12t,计算得：F1=1t; F2=8.78t
所以：在起吊爬升架时，DBQ3000实际负荷为：8.78t，KH180-3实际负荷为：1t；
4. 各吊点钢丝绳的校核
KH180-3履带吊点处在起吊梁空载时，此吊点所受重量最大即Fmax=2.554t,吊装时采用一根φ15、2m钢丝绳，采用3.3t卸扣对接，单根钢丝绳受力约为1.3t，φ15钢丝绳的破断拉力为11.9t，安全系数为：9.1，钢丝绳选用符合要求；
DBQ3000塔吊吊点处在起吊爬升架时，此吊点所受力最大即Fmax=8.78t，吊装时采用φ19.5、16m钢丝绳一对，做四个绳头，吊点相距8m，单根钢丝绳实际载荷为：2.195t, φ19.5钢丝绳的破断拉力为19.65t，安全系数为：8.95，钢丝绳选用符合要求；
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。