作者：李劍生

　　1、背景技術(shù)

　　隨著建筑業(yè)的科技化、機(jī)械化、施工水平的提高，塔式起重機(jī)成為施工中垂直運(yùn)輸?shù)闹饕�設(shè)備。因此塔式起重機(jī)安裝、使用、拆除是建筑企業(yè)復(fù)雜而又重要的工藝過程。公司在承建水利部淮河委員會(huì)淮河防汛調(diào)度設(shè)施工程中，選用了TC5013型塔式起重機(jī)，根據(jù)該工程的特殊情況和本機(jī)械的性能，經(jīng)過認(rèn)真研究，精心設(shè)計(jì)，成功實(shí)踐了塔式起重機(jī)空中解體工藝技術(shù)。

　　淮河防汛調(diào)度設(shè)施工程建筑面積20533m2，地上27層，總高度115.9m，本工程結(jié)構(gòu)各立面均為階梯形。經(jīng)我公司工程技術(shù)人員論證本工程經(jīng)濟(jì)合理的方案應(yīng)該是塔式起重機(jī)安裝位置設(shè)在工程靠塔樓的中庭內(nèi)，塔式起重機(jī)基礎(chǔ)與地下室同時(shí)施工，塔身穿1層地面、4層、7層樓面。為保證76米以上塔式起重機(jī)與塔樓按規(guī)定附著，塔身爬升方向軸線與工程主體軸線成45度設(shè)置，（見圖一）7層以上為中天井至15層結(jié)束。按該型號(hào)機(jī)械制造廠廠方說明書說明塔式起重機(jī)可降至76米高度，不能再降。鑒于以上情況，若采用汽車吊將塔式起重機(jī)從76米高處進(jìn)行輔助拆卸，目前市場(chǎng)上很難找到既滿足高度，又滿足起重量及工作幅度的大噸位汽車吊等起重設(shè)備，即使能找到，費(fèi)用很高。為此我們創(chuàng)新研究了塔式起重機(jī)“空中解體”工藝技術(shù)。

　　（圖一）

　　為確保拆卸操作人員人身安全，圍繞人的承受能力，兼顧建筑物成品保護(hù)及塔式起重機(jī)完好，同步設(shè)計(jì)了輔助拆卸工具，專用夾具、輔助吊臂及拆卸輔助吊臂支架，建構(gòu)筑物附著動(dòng)臂起重桅桿，為塔式起重機(jī)“空中解體”提供工具保障，本工藝技術(shù)在該工程實(shí)踐中取得了成功。目前拆除塔吊起重臂專用夾具，塔吊起重臂“空中解體”施工方法已分別申報(bào)了國家專利（附后）。據(jù)有關(guān)專家認(rèn)定，本施工工藝方法具有本質(zhì)安全性、可操作性。屬國內(nèi)首創(chuàng)。為類似的特殊建筑物不便按常規(guī)方法進(jìn)行拆除可使用本工藝方法。

　　2、塔式起重機(jī)“空中解體”施工工藝方法

　　塔式起重機(jī)“空中解體”工藝施工方法，其關(guān)鍵是在空中解體起重臂、平衡臂。主要施工步驟：（見圖二）拆卸起重臂6～7節(jié)點(diǎn)；拆卸起重臂長(zhǎng)拉桿；拆卸起重臂5～6、4～5、3～4節(jié)點(diǎn)；拆卸起重臂短拉桿；拆卸起重臂與塔身連接節(jié)點(diǎn)；拆卸平衡臂，共6個(gè)步驟。

　�。▓D二）

　　2.1、拆卸起重臂6～7節(jié)點(diǎn)

　　2.1.1在起重臂上弦靠近塔身處至待拆節(jié)點(diǎn)間安裝拴掛安全帶的Ф5鋼絲繩（9）（見圖一），拆卸作業(yè)時(shí)，將操作人員的安全帶套在Ф5鋼絲繩上，鋼絲繩在拉桿兩邊各設(shè)一根，中間部分掛在上弦拉桿托丫座上，用緊線鉗拉緊。

　　2.1.2安裝拆卸起重臂專用夾具：（見圖三）夾具有左右兩片（1）（2），左右片上設(shè)置夾槽（3），夾槽（3）兩側(cè)板（4）（5）上裝固定軸銷（6）。左右夾片之間通過軸銷（7）作旋轉(zhuǎn)式連接，在夾槽側(cè)板設(shè)有夾緊調(diào)節(jié)螺栓（8）。

　　在待拆卸起重臂節(jié)與節(jié)點(diǎn)處將上述夾具（10）左右夾片（1）（2）的夾槽（3）分別卡裝在起重臂6～7節(jié)與節(jié)點(diǎn)結(jié)合處兩側(cè)的下弦，用裝在夾槽兩側(cè)板上的固定軸銷（6）固定，且在起重臂兩側(cè)下弦上各裝一個(gè)夾具，要保證軸銷（7）軸線貫通。

　　2.1.3在待卸節(jié)點(diǎn)的起重臂上弦節(jié)點(diǎn)前端安裝輔助吊臂（11）輔助吊臂與上弦成45度，輔助吊臂后與起重臂上弦桿之間用鋼絲繩（12）拉緊；

　　2.1.4在平衡臂上（13）制作安裝拆卸平衡重支架，支架上裝起吊平衡重塊的滑輪組，利用起升機(jī)構(gòu)主卷揚(yáng)機(jī)將平衡重塊依次吊運(yùn)至地面，平衡臂（13）上保留一塊平衡重；

　　（圖四）

　　2.1.5將起升機(jī)構(gòu)主卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩（14）通過輔助吊臂（11）上部滑輪（15）并繞起重臂（17）前部滑輪（16）穿起重臂三角形靠近上弦至待拆卸節(jié)點(diǎn)后方固定，在起重臂（17）待拆卸節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的下弦橫桿上用保險(xiǎn)鋼絲繩松繞成一體；

　　2.1.6將起重臂（17）上的小車（18）退到 靠近塔身（19）處，將小車（18）固定好后拆除小車牽引繩，用小車卷揚(yáng)機(jī)將鋼絲繩卷好；

　　2.1.7拆去待拆節(jié)點(diǎn)處下弦節(jié)點(diǎn)軸銷，開動(dòng)起升機(jī)構(gòu)將卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩（14）略收緊，再拆除該節(jié)點(diǎn)上弦銷軸，開動(dòng)起升機(jī)構(gòu)主卷揚(yáng)機(jī)緩慢放松鋼絲繩（14）使被分解部分繞夾具（10）左右夾片之間銷軸（7）垂下（見圖五）；

　　（圖五）

　　2.1.8拆除固定在已拆節(jié)點(diǎn)上弦上的鋼絲繩（14）的固定端，抽出后將其栓牢在垂下的臂上端，開動(dòng)起升機(jī)構(gòu)將鋼絲繩（14）收緊，分解專用夾具（10）并將其拆除，解掉繞在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)下弦橫桿上的保險(xiǎn)鋼絲繩，至此，該節(jié)點(diǎn)分解程序完成，開動(dòng)起升機(jī)構(gòu)將已分解的臂前端放至地面，然后將鋼絲繩（14）收回；

　　2.2、拆卸起重臂長(zhǎng)拉桿

　　2.2.1將扣掛安全帶的Ф5的鋼絲繩（9）端移至拉桿（20）與起重臂上弦桿的連接點(diǎn)內(nèi)側(cè)，方法同步驟1.1.移動(dòng)Ф5鋼絲繩（9）時(shí)操作人員的安全帶將扣掛在起重臂（17）的上弦桿上；

　　2.2.2在塔帽（19）頂部長(zhǎng)拉桿（20）之間起重臂上弦上穿繞滑輪組（21）：

　　2.2.3在建筑物十層屋面設(shè)置輔助動(dòng)力雙速卷揚(yáng)機(jī)，滑輪組牽引繩繞塔帽（19）頂部滑輪引下至雙速卷揚(yáng)機(jī)

　　2.2.4開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)通過滑輪組（21）將起重臂（17）抬高4度使長(zhǎng)拉桿（20）上連接節(jié)點(diǎn)靠在起重臂（17）上弦桿上，用起重臂上小車（18）的卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩扣住長(zhǎng)拉（20）端頭，開動(dòng)小車（18）卷揚(yáng)機(jī)，在小車鋼絲繩受力后卸出長(zhǎng)拉桿銷軸，然后再開動(dòng)小車（18）卷揚(yáng)機(jī)將長(zhǎng)拉桿緩慢放下，掛在塔帽（19）上，解掉扣在長(zhǎng)拉桿（20）端頭的鋼絲繩并開動(dòng)小車卷揚(yáng)機(jī)將繩收回，再將長(zhǎng)拉桿（20）逐節(jié)卸下.

　　2.2.5開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)將起重臂緩慢放平，使滑輪組鋼絲繩與短拉桿（22）共同拉住下余的起重臂（17）。

　　2.3、拆卸起重臂5～6、4～5、3～4節(jié)點(diǎn)

　　按步驟1相同的辦法拆卸起重臂（17）5～6、4～5、3～4節(jié)點(diǎn)，拆卸時(shí)，先將步驟2中拉住起重臂（17）的滑輪組（21）移至待拆節(jié)點(diǎn)后，然后開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)將滑輪組收緊重復(fù)步驟1.1～1.3，1.7～1.8；

　　2.4、拆卸起重臂短拉桿

　　按步驟2相同的方法拆卸起重臂（17）的短拉桿（22），拆卸時(shí)先將步驟2中拉起重臂（17）的滑輪組（21）移至短拉桿（22）的內(nèi)側(cè)，拆除小車（18）卷揚(yáng)機(jī)電源線；

　　2.5、拆卸起重臂與塔身連接節(jié)點(diǎn)

　　短拉桿（22）拆除后，開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)將剩余起重臂緩慢垂下，停妥后，用滑輪組（21）扣住垂下的起重臂（17）上端，然后卸掉起重臂（17）與塔帽（19）過度節(jié)的銷軸，開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)將剩余的起重臂放下，然后將雙速卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩收回。至此，塔式起重機(jī)起重臂“空中解體”過程完畢。

　　2.6、拆卸平衡臂

　　2.6.1按步驟1.4將平衡臂（13）上最后一塊平衡重吊運(yùn)至地面；

　　2.6.2拆除塔式起重機(jī)所有電源接線，在塔帽（19）與平衡臂（13）之間穿線滑輪組牽引鋼絲繩至雙速卷揚(yáng)機(jī)，拆卸塔式起重機(jī)駕駛室；

　　2.6.3開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)將平衡臂（13）拉起，待平衡臂拉桿（23）節(jié)點(diǎn)靠近平衡臂（13）時(shí)，拆除拉桿（23）節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)銷軸，然后開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)將平衡臂（13）緩慢放下，直至掛在塔帽（19）的過度節(jié)上；

　　2.6.4將平衡臂滑輪組移到垂下的平衡臂上端栓牢，開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)收緊滑輪組鋼絲繩，拆除平衡臂（13）與塔帽（19）下過度節(jié)連接銷軸，再開動(dòng)雙速卷揚(yáng)機(jī)緩慢將平衡臂放下，至此，完成塔吊起重臂、平衡臂“空中解體”全過程。

　　3、塔式起重機(jī)“空中解體”主要輔助機(jī)械、工具

　　為了達(dá)到預(yù)期目的，我們?cè)谠摍C(jī) “空中解體”過程，充分利用塔式起重機(jī)自身設(shè)備，另增加20KN雙速電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、5KN卷揚(yáng)機(jī)各一臺(tái)。除此還創(chuàng)造性地制造了輔助拆卸工具、專用夾具、拆卸平衡重門式支架、起重臂解體用輔助吊臂、拆卸輔助吊臂支架、建筑物附著動(dòng)臂起重桅桿、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)出倉天梁等。

　　制造材料選用：A3鋼板，I16工字鋼，Ф48、Ф75、Ф150無縫鋼管等。所選用的制造材料要求：按工件最大質(zhì)量經(jīng)過充分計(jì)驗(yàn)算，確定焊縫構(gòu)件截面特性強(qiáng)度滿足抗拉抗壓，強(qiáng)度大于205N/mm2，抗剪強(qiáng)度大于125 N/mm2的要求。

　　3.1、專用夾具

　　3.1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　3.1.2用途：塔式起重機(jī)能否將起重臂逐節(jié)分解是空中解體的關(guān)鍵，專用夾具為此而作。原理是：在起重臂空中解體過程中，將專用夾具安裝在起重臂待分解節(jié)點(diǎn)兩側(cè)，左右下弦各一個(gè)，按裝時(shí)起重臂連接軸銷與專用夾具軸銷縱向垂直固定在起重臂下弦上。由于專用夾具形狀便于拆卸起重臂下弦節(jié)點(diǎn)與節(jié)軸銷，且下弦軸銷卸掉后，因?qū)Ｓ脢A具軸銷替代，與簡(jiǎn)易起升機(jī)構(gòu)共同作用，當(dāng)起重臂待拆上弦節(jié)點(diǎn)軸銷拆掉后，臂前端不會(huì)因所有連接軸銷的拆除而墜落。再通過操作簡(jiǎn)易起升機(jī)構(gòu)使臂前端繞專用夾具軸銷平穩(wěn)地垂下（見圖五），再通過簡(jiǎn)易起升機(jī)構(gòu)將垂下的起重臂略微提起，拆掉專用夾具，操作簡(jiǎn)易起升機(jī)構(gòu)將拆下的起重臂前端平穩(wěn)放到地面，完成起重臂一個(gè)節(jié)點(diǎn)的分解過程。

　　3.2、輔助吊臂及拆卸輔助吊臂支架

　　3.2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　3.2.2用途：拆卸起重臂輔助吊臂與塔式起重機(jī)起升結(jié)構(gòu)主卷揚(yáng)機(jī)塔帽頂滑輪。主卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩構(gòu)成簡(jiǎn)易起重機(jī)構(gòu)，為提高安全可靠性，輔助吊臂設(shè)置拉繩與起重臂上弦連接，是起重臂進(jìn)行空中分解的關(guān)鍵工具之一。輔助吊臂安裝在待拆節(jié)點(diǎn)后，與上弦成45度。臂前端拆掉后，輔助吊臂頭超出接頭前伸1.2米，主要作用就是（一）消除控制起重臂端垂下時(shí)引起的前后擺動(dòng)；（二）限制了起升機(jī)構(gòu)主卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩的運(yùn)行軌跡，使臂前端平穩(wěn)垂下。

　　拆卸輔助吊臂支架，是便于操作人員安全操作的力放大器，輔助吊臂連吊具重量約為65公斤。因?yàn)楫?dāng)起重臂前端拆掉后，輔助吊臂成為懸空體，下一節(jié)起重臂的分解前會(huì)給拆卸輔助吊臂的操作人員帶來困難、危險(xiǎn)，于是設(shè)計(jì)了拆卸輔助吊臂支架。經(jīng)實(shí)踐，該支架的安裝、拆卸方法簡(jiǎn)潔、實(shí)用，重量輕，便于高處作業(yè)操作人員使用。

　　3.3、拆卸平衡重門式支架

　　3.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　3.2用途：根據(jù)TC5013塔式起重機(jī)制造廠說明書說明，拆卸起重臂前，在常規(guī)情況下必須將平衡重先行卸掉五塊后方可進(jìn)行，但在空中解體時(shí)，配重應(yīng)隨大臂的拆出進(jìn)度，相應(yīng)地逐步減少。此步驟為該塔式起重機(jī)空中解體的先決條件，經(jīng)精心設(shè)計(jì)、認(rèn)真核算，制作門式支架順利卸掉了每塊重量為2.2噸的平衡重，使空中解體方案循序漸進(jìn)。

　　3.4、建筑物附著式動(dòng)臂起重桅桿

　　3.4.1結(jié)構(gòu)特性：桅桿用Ф150×6×6000無縫鋼管制成，最大起重量30KN，兩根桅桿分別設(shè)在D/4軸，高74米處（桅桿一）和E/4軸，高61.8米處（桅桿二）。

　　3.4.2用途

　　塔式起重機(jī)起重臂、平衡臂解體后，相當(dāng)一部分配件放在建筑物屋面及樓面上，需進(jìn)行二次吊運(yùn)。塔式起重機(jī)塔身從塔帽到基礎(chǔ)節(jié)拆卸后用桅桿一吊放到十五層屋面，然后再用桅桿二從北立面將配件放到地面。桅桿一動(dòng)力用原塔吊起升機(jī)構(gòu)主卷揚(yáng)機(jī)。桅桿二動(dòng)力用20KN雙速卷揚(yáng)機(jī)。

　　3.5、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)出倉天梁

　　3.5.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：用I16工字鋼制作，配加滑車。

　　3.5.2用途：塔式起重機(jī)起重臂、平衡臂在76米高處拆好后，塔帽高度超過桅桿（一）高度，由于該機(jī)的初安裝位置即塔吊爬升方向軸線成45度設(shè)置，原廠方配置的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引進(jìn)出的外伸框架超出C/4軸且塔身與C/4軸距離僅為780mm，經(jīng)過尺量和計(jì)算，設(shè)置天梁，將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)掛在可進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)的滑輪上，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)邊出邊轉(zhuǎn)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)邊與4軸平行時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)出倉成功（見圖一）。天梁的主要功能是：a、可降低了桅桿（一）的安裝高度，提高了安全度；b、縮短了卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩長(zhǎng)度，卷揚(yáng)機(jī)繩筒滿足容繩量的要求。

　　3.6、5KN卷揚(yáng)機(jī)用途：安裝、拆卸桅桿（一）、桅桿（二），是桅桿（一）動(dòng)臂滑輪組動(dòng)力；

　　當(dāng)所有塔式起重機(jī)配件全部從十五層屋面吊下去后塔吊主卷揚(yáng)機(jī)，20KN雙速卷揚(yáng)機(jī)需從十五層吊下去，因此采取了用20KN雙速卷揚(yáng)機(jī)吊放塔吊主卷揚(yáng)機(jī)，用5KN卷揚(yáng)機(jī)吊放20KN雙速卷揚(yáng)機(jī)，最后將5KN卷揚(yáng)機(jī)用人抬到人貨電梯，完成拆卸作業(yè)全過程。

　　4、塔式起重機(jī)“空中解體”工藝技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐

　　我們研究創(chuàng)新的塔式起重機(jī)“空中解體”工藝技術(shù)在國家水利部淮河防汛調(diào)度設(shè)施工程中應(yīng)用取得成功，并取得明顯效應(yīng)。其效應(yīng)為1操作人員提供了本質(zhì)安全性保證措施；2解決了特殊形狀建構(gòu)筑物塔式起重機(jī)拆卸難題；3創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

　　4.1、為操作人員提供本質(zhì)安全性保障

　　塔式起重機(jī)“空中解體”工藝技術(shù)創(chuàng)新在于對(duì)人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用時(shí)，以人體原理，全面考慮了拆卸過程中存在的危險(xiǎn)因素，在編制的技術(shù)方案中，對(duì)操作人員的操作安全所采取的技術(shù)措施行之有效。再則由于進(jìn)行了操作演練，操作人員明確了操作程序及方法。這次在淮河防汛調(diào)度設(shè)施調(diào)度樓塔式起重機(jī)拆卸全過程未發(fā)生任何事故，說明該工藝技術(shù)的本質(zhì)安全目標(biāo)是切實(shí)可行的，本質(zhì)安全性得到了進(jìn)一步驗(yàn)證。

　　4.2、解決了塔式起重機(jī)在特殊建構(gòu)筑物使用中拆卸技術(shù)難題

　　置于建筑物中部的塔式起重機(jī)傳統(tǒng)的拆卸方法是將起重臂先行擱置，然后再在建筑物頂上進(jìn)行分解，但對(duì)于擱置點(diǎn)靠近塔身且小于1/2臂長(zhǎng)時(shí)，由于前臂伸出部分在擱置點(diǎn)形成了一個(gè)傾覆力矩，會(huì)危及塔式起重機(jī)的安全，再則拆除起重臂根部軸銷后，由于擱置所形成的傾覆力矩容易給操作人員帶來危險(xiǎn)。其危險(xiǎn)程度隨著擱置點(diǎn)與塔身的距離減少而增大，這次淮河防汛設(shè)施調(diào)度樓使用塔式起重機(jī)，臂長(zhǎng)50米。根據(jù)常規(guī)拆卸方法，擱置點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在距塔身高度為74.30米處。無操作空間，在此情況下，為確保安全，設(shè)計(jì)編制了“空中解體”工藝技術(shù)、方案，從根本上解決了特殊形狀建構(gòu)筑物在特殊情況下的塔式起重機(jī)拆卸技術(shù)難題.

　　結(jié)論

　　塔式起重機(jī)在安裝前，應(yīng)精心設(shè)計(jì)，周密策劃，力爭(zhēng)避免出現(xiàn)無法自由降落到安全工作面上，進(jìn)行拆出的困境。在特殊情況下，當(dāng)無法降落到屋頂或地面上時(shí)，采用本“空中解體工藝”，可解決這項(xiàng)技術(shù)難題。