[科普中国]-液压自升式塔式起重机

塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，以一节一节的接长（高），好像一个铁塔的形式，还叫塔式起重机，用来吊施工用得钢筋、木楞、脚手管等施工原材料的设备。是建筑施工一种必不可少的设备。目录简介塔吊分类塔吊设计外包使用说明历史塔吊操作规程塔吊型号塔吊使用年限的规定展开。

简介塔吊（tower crane）尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。 凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重量相当可观，轻型塔机一般至少要3～4t，重型的要近30t1。

塔吊分类按变幅方式可分为：1.俯仰变幅式；2.小车变幅式。

按操作方式可分为：1.可自升式；2.不可自升式。

按转体方式可分为：1.动臂式；2.下部旋转式。

按固定方式可分为：1.轨道式；2.水母架式。

按塔尖结构可分为：1.平头式；2.尖头式。

按作业方式可分为：1.机械自动；2.人为控制。

一、按有无行走机构

可分为移动式塔式塔吊和固定式塔吊。

移动式塔式塔吊根据行走装置的不同又可分为轨道式、轮胎式、汽车式、履带式四种。轨道式塔式塔吊塔身固定于行走底架上，可在专设的轨道上运行，稳定性好，能带负荷行走，工作效率高，因而广泛应用于建筑安装工程。轮胎式、汽车式和履带式塔式塔吊无轨道装置，移动方便，但不能带负荷行走、稳定性较差，已很少生产。

固定式塔式塔吊根据装设位置的不同，又分为附着自升式和内爬式两种，附着自升塔式塔吊能随建筑物升高而升高，适用于高层建筑，建筑结构仅承受由塔吊传来的水平载荷，附着方便，但占用结构用钢多；内爬式塔吊在建筑物内部（电梯井、楼梯间），借助一套托架和提升系统进行爬升，顶升较繁琐，但占用结构用钢少，不需要装设基础，全部自重及载荷均由建筑物承受。

二、起重臂的构造特点

可分为俯仰变幅起重臂（动臂）和小车变幅起重臂（平臂）塔式塔吊。

俯仰变幅起重臂塔式塔吊是靠起重臂升降未实现变幅的，其优点是：能充分发挥起重臂的有效高度，机构简单，缺点是最小幅度被限制在最大幅度的30%左右，不能完全靠近塔身，变幅时负荷随起重臂一起升降，不能带负荷变幅。

小车变幅起重臂塔式塔吊是靠水平起重臂轨道上安装的小车行走实现变幅的，其优点是：变幅范围大，载重小车可驶近塔身，能带负荷变幅，缺点是：起重臂受力情况复杂，对结构要求高，且起重臂和小车必须处于建筑物上部，塔尖安装高度比建筑物屋面要高出15-20米。

三、塔身结构回转方式

可分为下回转（塔身回转）和上回转（塔身不回转）塔式塔吊。

下回转塔式塔吊将回转支承、平衡重主要机构等均设置在下端，其优点是：塔式所受弯矩较少，重心低，稳定性好，安装维修方便，缺点是对回转支承要求较高，安装高度受到限制。

上回转塔式塔吊将回转支承，平衡重，主要机构均设置在上端，其优点是由于塔身不回转，可简化塔身下部结构、顶升加节方便。缺点是：当建筑物超过塔身高度时，由于平衡臂的影响，限制塔吊的回转，同时重心较高，风压增大，压重增加，使整机总重量增加。

四、塔吊安装方式不同

可分为能进行折叠运输，自行整体架设的快速安装塔式塔吊和需借助辅机进行组拼和拆装的塔式塔吊。能自行架设的快装式塔机都属于中小型下回转塔机，主要用于工期短，要求频繁移动的低层建筑上，主要优点是能提高工作效率，节省安装成本，省时省工省料，缺点是结构复杂，维修量大。

需经辅机拆装的塔式塔吊，主要用于中高层建筑及工作幅度大，起重量大的场所，是建筑工地上的主要机种。

五、按有无塔尖的结构

可分为平头塔式塔吊和尖头塔式塔吊。平头塔式塔吊是新发展起来的一种新型塔式塔吊，其特点是在原自升式塔机的结构上取消了塔尖及其前后拉杆部分，增强了大臂和平衡臂的结构强度，大臂和平衡臂直接相连，其优点是：

1、整机体积小，安装便捷安全，降低运输和仓储成本；

2、起重臂耐受性能好，受力均匀一致，对结构及连接部分损坏小；

3、部件设计可标准化、模块化、互换性强，减少设备闲置，提高投资效益，其缺点是在同类型塔机中平头塔机价格稍高1。

塔吊设计外包定义

塔吊设计外包服务：是指企业客户聘请专业的塔吊设计服务商，为企业客户提供全方位的CMD技术服务，来增强企业技术优势、降低开发成本的行为。

分类

开发性设计 ：应用成熟设计经验或具有可行的新技术，设计新型塔吊，主要包括功能设计和机构设计。 升级性设计：根据使用经验和技术发展对已有的塔吊设计更新升级，以提高性能、降低制造成本或减少运行费用。 衍生性设计：为适应新的需要对已有的塔吊作部分的修改或增删，从而发展出不同于标准型的衍生产品。 系列化设计：以一种塔吊为母本，设计出一系列与之功能相同外形相似，但功率、吨位、尺寸有所不同的一系列产品。

开发流程

一、制定需求分析。根据功能、性能、作业环境等因素，与客户共同制定详细的用户需求说明书，进而确定开发目标。

二、初步方案设计。根据需求分析，进行方案制定，包括功能及参数设定、基础计算、绘制初步三维总等工作，进而与客户进行初步审查。

三、详细方案设计。听取初审意见，实施方案设计。修改细化三维模型总图，绘制零件三维图，对结构部件进行有限元分析及动态模拟。进而与客户进行二次审查。

四、最终方案确定及图纸绘制。听取二审意见，修改方案设计。绘制平面图（如零件图、部件装配图和总装配图，涂装图等），出零件表、易损件清单。

五、制作全部技术文件，包括宣传及技术样本、产品使用说明书2。

使用说明小高层100米以下，用QTZ5008，23万左右， 中高140米以下，用QTZ5013或QTZ5313，27万至32万， 高层200米以下，用QTZ6313或QTZ7030,80万至120万 以上价格为市场上的中等价位，因生产厂家和配置不同可能会有较大差异。 塔吊按照力矩进行划分，大致划分为QTZ125（力矩1250）QTZ80（力矩800）..QTZ63（力矩630）.QTZ50（力矩500）.QTZ40（力矩400）QTZ31.5，QTZ25型塔式起重机，大部分工程建设使用QTZ63、QTZ50、QTZ40塔吊，QTZ31.5.QTZ25塔吊在大部分省市基本淘汰了。 塔吊的大体价位也是根据厂家和配置不同有所区别，山东省为塔吊主要集中的生产地区，大小塔吊厂家200余家，市场份额占到全国的60%以上，其中包括山东大汉、烟台方圆、济南恒升、临清建机等几十家领头企业2。

历史塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。据记载，第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。1941年，有关塔机的德国工业标准DIN8770公布。该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(tm)一起以重力矩表示塔机的起重能力。

我国的塔机行业于20世纪50年代开始起步,相对于中西欧国家由于建筑业疲软造成的塔机业的不景气,上海波赫驱动系统有限公司我国的塔机业正处于一个迅速的发展时期。

从塔机的技术发展方面来看，虽然新的产品层出不穷，新产品在生产效能、操作简便、保养容易和运行可靠方面均有提高，但是塔机的技术并无根本性的改变。塔机的研究正向着组合式发展。所谓的组合式，就是以塔身结构为核心，按结构和功能特点，将塔身分解成若干部分，并依据系列化和通用化要求，遵循模数制原理再将各部分划分成若干模块。根据参数要求，选用适当模块分别组成具有不同技术性能特征的塔机，以满足施工的具体需求。推行组合式的塔机有助于加快塔机产品开发进度，节省产品开发费用，并能更好的为客户服务。

塔机分为上回转塔机和下回转塔机两大类。其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。按能否移动又分为：走行式和固定式。固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的1。

塔吊操作规程1．使用前，应检查各金属结构部件和外观情况完好，空载运转时声音正常，重载试验制动可靠,各安全限位和保护装置齐全完好,动作灵敏可靠，方可作业。

2．操作各控制器时，应依次逐步操作，严禁越挡操作。在变换运转方向时，应将操作手柄归零，待电机停止转动后再换向操作，力求平稳，严禁急开急停。

3．设备在运行中，如发现机械有异常情况，应立即停机检查，待故障排除后方可进行运行。

4．严格持证上岗，严禁酒后作业，严禁以行程开关代替停车操作，严禁违章作业和擅离工作岗位或把机器交给他人驾驶。

5．装运重物时，应先离开地面一定距离，检查制动可靠后方可继续进行。

6．坚持"十"不吊。 作业完毕，应断电锁箱，搞好机械的"十字"作业工作。

十不吊的内容如下：

（1）、斜吊不吊；

（2）、超载不吊；

（3）、散装物装得太满或捆扎不牢不吊；

（4）、吊物边缘无防护措施不吊；

（5）、吊物上站人不吊；

（6）、指挥信号不明不吊；

（7）、埋在地下的构件不吊；

（8）、安全装置失灵不吊；

（9）、光线阴暗看不清吊物不吊；

（10）、六级以上强风不吊2。

塔吊型号塔机型号编制方式极其多样化。过去，我国对此曾作出统一 规定。此项规定虽仍执行，但很多塔机生产厂家还有一套表达方式。塔机型号表达的主参数主要有两种：一为额定起重力矩，二为最大臂长及臂端起重量。现就几种典型编制方式介绍如下，常见的3种分类方式：

1、标准规定的编号方式

按ZBJO4008执行，我国塔机型号组成为：类组代号+形式+特性代号+主参数代号。

类：Q——（起） 组：T——（塔）型：上回转自升式Z——（自）固定式G——（固）内爬式P——（爬）下回转自升式S（升）主参数为公称起重力矩。标记示例如下：

公称起重力矩600kNm固定式塔机：QTG600公称起重力矩1000kNm自升式塔机：QTZ1000 有些塔机仍以tm为起重机力矩计量单位，则上述三种塔机型号分别表示为QTG60，QTZ100。

2、企业特征编号方式

（TowerCrane）TC代替类组代号，省略形式特性代号，以最大幅度（m）和最大幅度起重量（kN）两个基本参数代号代替主参数代号。 标记示例如下: 四川建机C7050，表示塔机最大臂长为70m，此时起重量50kN。中联重科TC5613（QTZ80H），表示塔机最大臂长为56m，此时起重量13kN。抚顺永茂建筑机械有限公司ST70/30，表示塔机最大臂长为70m，此时起重量30kN。STT293、STT553（此系列编号比较特殊），分别表示塔机最大工作幅度为74m、80m，端部吊重2.5t、3.55t。

3、引进波坦技术的编号方式

我国四川建机和沈阳建机引进法国POTAN技术生产的塔机沿用POTAN编号方法，其型号代表的技术特性如下。

a.塔机型号编号第一个字母最大臂长代号，代号含义为：F——50m，H——60m，K——70m M——80m，b．塔机型号编号第二个字符为单绳最大吊重代号，代号含义为：0——2t，3——3t，c．塔机型号编号第三个字符为最大幅度时双绳最大吊重数值，单位为kN。d．塔机型号编号第四个字符为设计改进型代号。H3/36B，F0/23B均是我国引进POTAN技术的典型产品，其型号示例如下：H3/36B：H——最大幅度60m，3——单绳最大吊载量3t，36——最大幅度时最大起重量（kN），B——设计改进型代号 F0/23B：F——最大幅度60m，0——单绳最大吊载量2t，23——最大幅度时最大起重量（kN），B——设计改进型代号 K50/50表示塔机最大臂长为70m，此时起重量50kN，单绳最大吊重50kN；M125/75表示塔机最大臂长为80m，此时起重量75kN，单绳最大吊重125kN2。

塔吊使用年限的规定根据《建设部关于发布建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术（第一批）的公告》（第659号），对建筑施工塔式起重机(TOWER&nbspCRANE)的使用年限作如下规定：

(一)下列三类塔吊，超过年限的由有资质评估机构评估合格后，方可继续使用：

⒈ 630kN.m以下（不含630kN.m）、出厂年限超过10年（不含10年）的塔机；

⒉ 630～1250kN.m（不含1250kN.m）、出厂年限超过15年（不含15年）的塔机；

⒊ 1250kN.m以上、出厂年限超过20年（不含20年）的塔机。

(二)若塔吊使用说明书规定的使用年限小于上述规定的，应按使用说明书规定的使用年限。

(三)除整机外，塔吊主要承载结构件的报废规定，应按照《塔式起重机安全规程》（GB5144—2006）第4.7条：“结构件的报废及工作年限”的规定执行2。

塔吊滑钩原因滑钩原因一、 塔吊配电箱里的接触器电源进出线固定螺丝松动、接线端子板接线栓接触不良、接触器主触点接触不良。

二、 电机转子、定子线圈的接线栓烧蚀接触不良。

三、 高、低速电机制动刹车片磨损超过规定要求。

四、 变速箱齿轮打坏，固定齿轮螺栓松动。

五、 缺相保护器不起作用。

预防措施一、 司机在工作中出现滑钩现象后要冷静，及时通知信号工让地面人员走开。按照操作规程规定进行操作，起钩、转臂、走小车等方式，将重物放在现场无人区内。

二、 做好班前、班中、班后的安全检查工作，要用眼看、耳听、手动等形式进行检查。

三、 不定期的进行各种线路连接点的检查与紧固。

四、 要定期检查各制动器刹车片是否正常，电机接线栓接触是否良好，以及接触器主触点接触是否正常。

五、 维修人员对工作要认真负责，严格按照安全操作规程要求去做，该换的配件一定要换，做好工作后的检查、试运转工作1。

塔吊整体安装的方法（1）准备工作

检查路基、轨道铺设是否符合要求，埋设地锚，根据立塔旋转搬起方向、塔身总高度等情况，决定地锚的位置。地锚分主地锚和辅助地锚。主地锚是塔身立起的关键，旋转搬起塔身的全部荷载由主地锚承担，而且在拆塔时，仍需要使用地锚，所以必须认真埋设，使其达到要求的承载力，并作好防腐处理。地锚轮的中心必须与轨距的中心相一致，以保证塔身搬起过程中，始终沿轨距中心面旋转，不产生偏心，使门架均衡受力。辅助地锚的作用是在塔身搬起时，随旋转随放松钢丝绳，此地锚是做为保险钢丝绳的锚定点，以防止塔身在旋转过程中，发生向相反方向倒塔的事故。

（2）整体安装

按照说明书要求的程序，安装行走机构、门架与压铁．起重臂插在门架平台的支架轴上，按塔身卧倒组装尺寸搭好道木垛上，组装塔身、塔帽，使塔身架在道木垛上，其轴线大致与地面平行。

（3）穿绕钢丝绳

将卷扬机钢丝绳经驾驶室到塔帽的滑轮组，最后固定在起重机头部，全部绳长及两滑轮组之间距离应经计算确定。

（4）竖立塔身前

应对控制器、限位开关等电气设备进行检查，把操纵室内的活动控制盘取下，装在室外支架上，便于立塔时操作。 夹紧轨钳，并在行走轮下面楔好防滑楔。 为加强门架的刚度，可在门架两侧绑十字撑。 起动前应规定各岗职责，严格分工及指挥联络信号。主地锚的监查应由有经验的起重人员负责，当发现松动等异常现象时，要立即停车采取措施（可在地锚上增加压铁）。 开动卷扬机，使塔身离开道木垛约200mm左右，立即停机，检查各部件的受力完好情况。

（5）竖立塔身

经过检查，确认情况正常，继续开动卷扬机，使塔身稳定竖立，辅助地锚处的钢丝绳随之松动。 塔身立至60°后，随塔身重心的变化卷扬机要逐渐减速，当塔身重心接近安装铰时，卷扬机停止工作，用移动式起重机拉紧保险钢丝绳，靠塔身自重缓缓落在预先垫好的垫木上。塔身稳定后，再拉紧保险钢丝绳，使塔身稍歪，随即撤下垫木层，然后松保险钢丝绳放稳塔身1。

安全和保险装置一、塔吊操作安全要求

（1）塔吊司机和信号人员，必须经专门培训，由有关部门发给合格证，而且注意司机所学习塔型是否与实际操作的塔型一致。

（2）实行专人专机管理，机长负责制，严格交接班制度。

（3）新安装的或经大修后的塔吊，必须按说明书要求进行整机试机运转。

（4）塔吊距架空输电线路应保持安全距离。

（5）司机室内应配备适用的灭火器材。

二、塔吊的保险装置

（1）吊钩保险装置：防止在吊钩上的吊索，由吊钩上自动滑脱的保险装置。即在钩头开口处安装一压紧弹簧片，将开口封闭，此弹簧片只能往下压开，放人吊索后不能向上翻出，可防止吊索自动脱落。

（2）卷筒保险装置：防止钢丝绳因缠绕不当越出卷筒之外造成事故的有效措施。其作法不一，主要是在卷筒外焊接一个钢筋笼罩，限制钢丝绳只能在卷筒范围内移动。

（3）固定式基础：挖坑槽深为600mm，在灰土上浇混凝土，表面平整，有防水和接地保护措施。

三、塔吊接地安全防护

安装塔机不得采用铝导体和螺纹钢作接地体或地下接地线。用螺栓连接的导线必须有一个端头。接地主要由以下三种方式：

1.接地体采用正规的接地桩，或33*4.5长的1.5m的钢管，或者70*70长的1.5m的角钢。

2.接地板用钢板，或者其他可延金属板制作，面积为1平方米。立埋距地面1.5m的深处。

3.截面不小于28毫米，的铜导体或者截面不小于50毫米的钢导体埋于线槽内，其埋入长度由接地电阻情况决定。

在上述三种方式中，接地体引出铜导线截面积应不小于25，若土壤导电不良，可在土中埋入氯化钠（食盐）。然后灌水。对于行走式塔吊，每根钢轨必须接地，两根轨道间应用导线连接。两节钢轨之间也应进行电气连接2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学