塔機新寵—平頭塔機

從08年開始，陸續(xù)在一些工地看到了跟以前常見塔機不一樣的“新型產(chǎn)品”，后來知道叫平頭塔機，后來查了資料，了解到這種平頭的塔機是以后的發(fā)展趨勢，同時把它的一些特點跟大家分享一下。

平頭塔機的特點：

一，結(jié)構(gòu)特征 
    沒有塔頭和拉桿是平頭塔機最顯著的結(jié)構(gòu)特征，這也是平頭塔得名的由來。由于這一特殊的結(jié)構(gòu)形式才使平頭塔與帶塔頭的塔機有了質(zhì)的區(qū)別，這也決定了平頭塔所特有的優(yōu)點和缺點。 ? 
     與帶塔頭、拉桿的水平臂小車變幅式塔機相比，平頭塔吊臂的受力狀況、連接方式明顯不同。立塔后無論是工作和非工作狀態(tài)，平頭塔吊臂和平衡臂上下主弦桿受力狀態(tài)不變，上弦桿主要受拉，下弦桿主要受壓，沒有交變應力的影響，其力學模型單一、簡明。正是基于這一點，平頭塔吊臂的連接設(shè)計才更簡便，非常便于臂節(jié)之間的快速拆裝，現(xiàn)代的平頭塔吊臂大多采用正三角形截面的空間桁架結(jié)構(gòu)主要也是考慮這一受力狀況。上弦桿靠一個銷軸連接承受拉力，下弦桿則靠結(jié)合處的端面承受壓力，這樣下弦桿的連結(jié)方式非常簡便，僅靠兩個定位鎖銷并配鎖止螺栓。安裝時先將上面的銷軸連好，然后下落臂節(jié)，兩鎖銷自動就位，穿上螺栓即可，臂節(jié)間主要靠上弦桿的一個大銷軸連接，既省力又省時，這是平頭塔機的特色之一。
優(yōu)點
    隨著應用領(lǐng)域的不斷加大人們逐漸發(fā)現(xiàn)了平頭塔的許多優(yōu)點，這是其它類型塔機所無法替代的。近5年來世界最著名的幾大塔機制造商，如Potain\,Liebherr\,Terex、Kroll等公司紛紛涉足平頭塔領(lǐng)域，使平頭塔成為一種新潮。
    1)大大降低拆裝塔機對所需起重設(shè)備起重能力的要求。平頭塔機由于取消了塔頭，其單元質(zhì)量小、安裝高度低，最大安裝高度可比同級的其它塔機降低10m以上。普通塔機安裝吊臂時必須在地面上先將臂架、拉桿等全部連接好再進行整體吊裝，此時對起重設(shè)備的要求最高，要有很大的起重量和起升高度。因為臂根銷軸連好后還要將大臂抬高許多才能將吊臂拉桿連好，安裝吊臂拉桿時容易出現(xiàn)安全事故，而平頭塔安裝則徹底被改善。平頭塔的吊臂節(jié)通常有4m、5m或10m節(jié)。以50m長的吊臂為例，其最大單元質(zhì)量只相當于吊臂總量的1/5左右，臂架在空中逐節(jié)拆裝和整體吊裝相比對起重設(shè)備的要求大大降低，不僅節(jié)省拆裝費用，而且更加安全、快捷。 
    2)適合于群塔交叉作業(yè)。由于平頭塔取消了塔頭，當群塔交叉作業(yè)時每兩臺交叉的高度差通?？山档?m，而帶塔頭的塔機要10m以上。平頭塔群交叉作業(yè)總體高度可大大降低，則具有總體安裝時間少、對安裝設(shè)備的要求低、減小每臺塔機的壓重及采用較小的塔身截面和底架等優(yōu)點。 
    3)適合對高度有特殊要求的場合施工。平頭塔沒有塔頭，吊鉤的有效高度大為提高，空間利用率高，因此非常適合于對高度有特殊要求的場合，如機場的改擴建，機場旁的施工，隧道內(nèi)、廠房內(nèi)的施工，高壓線下的施工等，而傳統(tǒng)帶塔頭的塔機往往很難勝任。 
    4)適合于對幅度變化有要求的施工場合。平頭塔機臂節(jié)特殊的連接方式及沒有塔頭、拉桿，使其吊臂的逐節(jié)拆裝非常簡易、安全，施工過程中如需要改變吊臂的長度(加長或縮短)時都不用拆下整個吊臂，而在空中就可以完成臂節(jié)的加、減。這種需要改變幅度的情形在電廠（站）的雙曲線冷卻塔施工中經(jīng)常會遇到，當冷卻塔建好后塔機通過雙曲線最小孔徑時，往往需要拆除部分臂節(jié)甚至是大部分臂節(jié)才能順利將塔機降下。普通塔機受拉桿的限制，吊臂只能拆掉吊點以外的臂節(jié)，要拆掉吊臂拉桿難度很大，這時采用平頭塔就可以在空中很方便地任意拆掉臂節(jié)。
    5)便于施工現(xiàn)場受限條件下的塔機拆裝。如果受現(xiàn)場條件限制，汽車起重機無法靠近時采用平頭塔無疑是最佳的方案。因為平頭塔獨有的吊臂連接方式使整個臂架可以在空中逐節(jié)拆裝，必要時可以直接從運輸車輛上取放臂節(jié)。由于單元臂節(jié)的質(zhì)量較小，可以利用工地上已有的塔機安裝其旁邊的平頭塔。實際上拆卸塔機時現(xiàn)場受限的情況更加普遍，如帶有裙樓的高層建筑，因種種因素塔機常立在裙樓里，一旦工程完工拆塔時受裙樓的限制，汽車起重機往往無法靠近，普通塔機拆卸大臂是個難題，而這種情況拆平頭塔則容易得多。 
    6)吊臂鋼結(jié)構(gòu)壽命長、安全性高。平頭塔沒有吊臂拉桿，其臂架的截面尺寸通常比同級別的普通塔機要大，尤其是截面的高度較大，則剛度較大，吊載時屈曲變形也較小。國內(nèi)用戶擔心平頭塔沒有拉桿不太安全可靠，但事實恰好相反，據(jù)國外司機反映，使用平頭塔比普通塔機更加平穩(wěn)，尤其在回轉(zhuǎn)或緊急制動時，平頭塔吊臂只受方向向下載荷的作用，比較簡單；而普通塔機的吊臂還額外受到因拉桿作用而產(chǎn)生的水平和向上分力的作用。另外，普通塔機因變幅小車位置的不同還使吊臂某一相同部位所受應力明顯不同，綜合作用的結(jié)果使吊臂主要受力桿件經(jīng)常受到拉、壓交變應力的作用，往往成為吊臂疲勞損傷甚至斷裂及焊縫開裂的主要原因；而平頭塔的吊臂在垂直和水平兩個方向上都不受交變應力的作用，極大地提高了吊臂鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。 
    7)吊臂的適用性好、利用率高。平頭塔吊臂的設(shè)計便于實現(xiàn)模數(shù)化，這一點很重要。對制造商來說，吊臂模數(shù)化可以大大降低設(shè)計和制造成本，從而降低平頭塔價格；對用戶來說，能充分發(fā)揮吊臂的靈活性和適應性。如同系列不同級別平頭塔的吊臂節(jié)可以互為利用，較大型號平頭塔的端部臂節(jié)可以用作較小塔機的中間或根部節(jié)，這樣可以增加塔機的吊臂組合，提高吊臂的適用性和利用率。 
    8)設(shè)計成本低。平頭塔的設(shè)計省去了塔頭、拉桿的設(shè)計和計算，而且吊臂的計算工況少、力學模型簡單，計算量大大降低，計算結(jié)果更加接近實際值，便于進行模數(shù)設(shè)計，從而大大減少設(shè)計周期。這一點對于生產(chǎn)廠家應付瞬息萬變的市場、滿足用戶多種要求來說也至關(guān)重要

二，缺點 
    平頭塔也有其固有的缺點，大致有3方面。 
    1)平頭塔整個吊臂、平衡臂的質(zhì)量比同級別的普通塔機重5%～15%。為克服這一缺點應遵循一定的設(shè)計原則，如150tm以上級別平頭塔的吊臂應設(shè)計成單節(jié)質(zhì)量較輕的分段組合式，以便于運輸及空中的逐節(jié)拆裝，重要的是便于安裝人員安全到達臂節(jié)連接點及穿繩。另外，回轉(zhuǎn)平臺與平衡臂和吊臂應采用分體式設(shè)計，限制單件質(zhì)量。 
    2)在現(xiàn)有條件下500tm以上級別平頭塔的設(shè)計優(yōu)點將會逐漸喪失。對于幅度較大的大型平頭塔機來說吊臂的自重明顯增加，這會削弱平頭塔的起重能力。為有效彌補這一損失，應最大限度地減少吊臂自重，通常是降低其截面高度、減小結(jié)構(gòu)件的材料壁厚、采用高強材料等。 
    3)平頭塔吊臂的外形尺寸對運輸不利。尤其是大型平頭塔的根部節(jié)較大，如最初Linden550tm級平頭塔的根部吊臂節(jié)高達3.7m,因超高必須解體運輸，因此通常情況下吊臂節(jié)的截面尺寸不應超過2.8m。對于臂長85～120m、起重力矩800tm以上的大型塔機來說，采用平頭式的設(shè)計會帶來不便，在吊臂截面尺寸的處理上有些困難，此時采用傳統(tǒng)帶拉桿的吊臂形式較好。

附件精彩圖片來自迷你火柴盒模型社區(qū)，作者：黑白網(wǎng)蟲

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