强风多发地区塔式起重机问题解决方案

强风多发地区塔式起重机受损原因：

（1）塔机抗风研究不足。

目前在国内，台风对塔式起重机安全影响研究不足，也没有相对合理、准确的方法去考虑台风对塔式起重机安全的影响，无法确定塔式起重机在台风作用下失效的机理。

（2）塔机抗风标准偏低。

《塔式起重机设计规范：GB/T 13752—1992》[8]要求内地非工作工况风压按500～600Pa 选取，沿海风压以离地面高度小于20 m、20～100 m、大于100 m分为三档，设计时分别按600～1300Pa 选取。近年，台风“天兔”“威马逊”“彩虹”“天鸽”“山竹”中心附近最大计算风压达到1500Pa以上，塔式起重机原设计规范已经不能满足抗强台风要求，这是海南、广东、广西、福建等东南沿海台风多发地区造成塔机损毁的客观原因[9]。 《起重机设计规范：GB 3811—2008》[10]、《塔式起重机设计规范：GB/T 13752—2017》[11]要求“可根据当地气象资料提供的10 m 高处50年一遇10 min时距平均暴风风速vb来确定瞬时风速（但不大于50 m/s）”，并规定“南海诸岛的非工作工况计算风压为1500kPa（风速49 m/s）”，另指出“沿海地区、台湾岛、南海诸岛港口大型起重机防风系统的计算风速vn应不小于55 m/s”。《塔式起重机安全规程：GB 5144—2006》[12] 《塔式起重机：GB/T 5031—2008》[13]《塔式起重机稳定性要求：GB 20304—2006》[14]未提出非工作工况风压数值要求和风载荷要求[15]。

（3）台风风压超设计基本风压。

2017年“天鸽”强台风登陆时台风中心附近最大风速为45 m/s（14级），瞬时最大风速甚至达到60 m/s（17级）。计算后得到塔机非工作状态计算风压pn=0.625vn 2=0.625×（1.4vb）2 =0.625×（1.4×50）2=3.06 kPa，为横琴新区、金湾区设计基本风压0.85 kPa的3.6倍，为香洲区、斗门区设计基本风压0.80kPa的3.8倍。“天鸽”强台风发生时，在建项目的塔式起重机设计基本执行了《塔式起重机设计规范：GB/T 13752—1992》，抗风能力明显不足。按照该规范规定塔机非工作状态下应能承受的地面最大风压为1.0kPa，相当于风速40.0 m/s，小于“天鸽”强台风最大风速为45 m/s。“天鸽”风力过强是导致塔式起重机受损的一个主要原因。

（4）附着装置不规范。

倒塌的塔式起重机附着装置存在附墙连接强度、刚度未加强，塔式起重机附墙预埋件埋在梁中，部分预埋件埋深不足，两侧未设置加强钢筋等施工问题，致使预埋件拔出，钢筋屈服破坏。塔式起重机部分附墙预埋件耳板拉断，附着装置连接失效原因有采用劣质钢材制作附墙杆，附墙杆和附着框架用小替大，造成附着系统抗拉、抗扭、抗压强度减小，稳定性下降。安装塔式起重机时没有严格控制垂直度要求，增加了附加弯矩。各附着装置受力大于设计要求，发生附墙连接失效，例如连接耳板拉裂等。不同等级的轴、销和螺栓混淆使用，导致磨损程度不一，轴向位移和轴向弯曲，连接处固定处间隙变大，塔身摇摆幅度变大，增加了附加弯矩，加大了杆件的内力。部分项目附着装置连接锚固点设置在装饰梁上，装饰梁平面外刚度小，导致梁破坏。部分项目附着装置连接锚固点设置在平面外刚度较弱的剪力墙上，导致剪力墙局部破坏。锚固点的锚固钢筋锚固长度不足，锚固水平段不足40d，锚固点的混凝土构件没有设置加强钢筋。未对锚固点的设置位置进行验算，造成锚固点处混凝土结构变形、撕裂。(www.xing528.com)

（5）塔式起重机螺栓连接、焊接失效。

暴风袭击时塔式起重机自由回转、风荷载等作用对螺栓带来的频繁震动、冲击和交变载荷作用，从而出现反复变形的情况。现场的主要失效形式有：螺母脱落、高强度螺栓断裂和连接套焊缝脱落。根据引起疲劳断裂的应力循环次数来看，塔机高强度螺栓断裂属于高周疲劳断裂。螺母脱落是因为螺栓容易松动导致的，其原因一种是因为机械运动，螺栓防松性能不好，制造精度不高、防松设计存在缺陷和螺纹牙经过多次安装拆卸滑丝等原因造成松动；另一种是人为因素，安装工人疏漏忽视导致没有拧紧。螺栓的螺纹斜面间的摩擦力可能会瞬时消失或减小，这类情况的多次出现就会造成连接渐渐松脱，不利于螺栓连接的刚度及紧密性，这样的情况可能会出现在塔机的任意两节标准节之间。

塔式起重机连接套焊缝脱落主要是由于焊接阶段没有按照焊接要求进行焊接，端口处存在焊瘤、焊缝端不到头、表面气孔或夹渣等焊接缺陷，“天鸽”强风荷载作用导致塔机在摇晃过程中连接套焊缝脱开。

（6）塔式起重机节段失稳。

沿海地区氯离子腐蚀和钢材裂纹是导致节段断裂的主要原因。塔式起重机节段失稳主要有塔身发生断裂，塔身扭曲变形和腹杆断裂扭曲。

（7）改变了塔式起重机气动外形。

塔式起重机属于柔性结构，部分塔式起重机平衡臂、起重臂上悬挂广告牌，改变了塔式起重机气动外形，增加了风荷载，风振系数。