塔式起重机过渡节应用技术

1990年以前，北京城市建设多以新建为主，建筑施工工期长，建筑租赁行业刚刚起步，塔机数量少，因此，购置的塔机均为行走式配置，追求最大施工覆盖面以满足施工要求。从20世纪90年代后期开始，城市建设以改扩建为主，工期很紧，为适应土建施工要求，现场塔机多以固定式安装并多台配置，要求快速起重吊装。在此期间，建筑施工设备租赁行业高速发展，塔机数量猛增，购置的塔机多数为固定式。
　　一方面，建筑机械租赁行业内闲置着大量的塔机行走底座，占用大量资金和存放场地，花费高额维护保养费用，而且，每年还要对闲置资产计提折旧，大大增加了建筑租赁行业的经营负担；另一方面又存在需要为固定式塔机购置行走底座的情况。新兴租赁公司现有塔机60余台，行走底座21套，一直以来都存在着不同型号塔机与行走底座的配套使用问题。为此，我们自主研发了“过渡节”成套技术，通过应用过渡节，充分利用长期闲置的资产，使固定式塔机具备行走配置，同时，提高了塔机主要性能，大大增加了塔机的市场竞争能力。
　　1、问题的提出
　　2002年7月中旬，新兴建设总公司拟在空军第四研究所实验楼工程安装一台塔式起重机，按照施工进度计划，8月中旬塔机投入使用，工期6个月。该建筑物长130m、宽25m，地上4层，檐高18m。技术人员按照工程总平面图以及模板构件吊运量等情况，经分析，公司自有的C5015塔机可以满足使用要求，因建筑物长度较大，塔机需要按行走式安装。但公司的C5015塔机是固定式配置，如采用大型固定式塔机（如HK40/21B型，起重力矩295tm，月租金约7.5万元）来代替行走式的C5015塔机（起重力矩100tm，月租金约2.8万元），费用高昂，而如新购置行走底座，则利用率不高，而且时间上也不允许。
　　经过调查，公司内部闲置着大量其它型号塔机的行走底座可以利用，但在实际应用中，存在以下问题：一是不同型号、不同生产厂家塔机的底座与塔身不能通用；二是底座和塔身截面尺寸不同；三是底座和塔身连接方式（主要有销轴和高强度螺栓）不能通用。
　　公司内部现有的底座接口截面均为2m×2m，有螺栓和销轴两种连接方式，而C5015塔机的塔身截面为1.6m×1.6m，销轴连接。为此经过周密的分析认证和计算，决定制作过渡节来解决问题。
　　2、过渡节解决方案
　　塔身过渡节可以把不同截面和连接方式的行走底座与塔身互相连接，构造简单、体积小、重量轻，其结构见图1。

　　根据选用的塔机与底座的实际尺寸，过渡节的上部截面尺寸L1取1.6m，下部截面尺寸L2取2m，上连接座为销轴连接，下连接座为螺栓连接。
　　过渡节设计时按照GB/T13752-1992《塔式起重机设计规范》及GB50017-2003《钢结构设计规范》的规定，分别对工作状态和非工作状态按最不利的荷载组合进行了验算。经过计算，过渡节满足塔机最大安装高度要求，构件满足强度、刚度和稳定性要求。
　　过渡节加工完毕后将塔身、过渡节、底座进行组装，然后按照C5015塔机的工作和非工作状态受力状况进行试验。并且还模拟外界施工条件，做了实效性试验。2项试验得出的结论是：该过渡节达到使用要求。塔机安装调试后，对过渡节及整机按规定的项目和程序进行了检验，验收合格。
　　3、使用效果
　　采用过渡节，利用原有塔机闲置的行走底座组装成一个行走式塔机仅需1.2万元，可以省底座购置资金约30万元，并且节省了新购置底座的时间，及时满足了工地的使用要求。由于使用了大型塔机的底座，增加了轨距，提高了塔机的抗倾翻稳定性，增加了塔机的自立高度。
　　过渡节装置解决了多年以来塔机租赁行业发展中带来的遗留问题――原有行走底座闲置与新购塔机无行走装置的矛盾。通过动过渡节使固定式塔机具备行走式配置，塔机主要性能提高，增强了塔机的市场竞争能力。
　　2002年以来，公司相继在通县陆航学院工程和北太平庄测绘局工程、道丰科技园区工程、公安部办公大楼等18个工程中分别应用过渡节解决了C5015塔身和QTZ100底座的连接、C5015塔身和F0/23B底座连接、MC180塔身与H3/36B底座连接、MC120塔身与F0/23B底座连接的问题，都取得了令人满意的效果。
　　仅仅按照本单位自有设备来计算，利用现有的21套行走底座，通过制定一定的过渡节（每个造价1.2万元），完成60台塔机的行走式配置，理论上共计可节省资金1000万元，节约钢材1170t，节约混凝土压重3000t等。
　　塔机过渡节技术的应用具有创新性，在国内属首创，已获得了国家实用新型专利。过渡节技术的应用解决了行业发展中遗留问题，有效促进了行业进步。