塔式起重机选型与定位

王俊国，姜正寿，白洁，陈镜宇，成磊

（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东 深圳 518005）

1 引言

在现阶段工程施工中，塔式起重机作为一类重要的垂直运输设备，在各种类型的工程建设中是不可或缺的，其作用也是巨大的。而在工程施工部署中，塔式起重机的选型及定位是项目施工组织设计的一项重要工作，选型与定位的正确与否直接关系到项目施工是否顺利、进度是否得到保证等。塔式起重机选型及定位，看似是两个步骤，但两者是息息相关的，塔机的位置直接关系到塔机具体型号的选择。本文对塔机选型与定位进行分析，从工程的结构形式、塔机的性能等方面提供要点，以避免塔机选型与定位的过程中出现错误。

2 塔机的选型

目前，建筑起重机械租赁市场上塔机型号较多，按其最大起重量有6 t 机构、8 t 机构、10 t 机构、12 t 机构、16 t 机构、24 t机构等。

不同型号的塔机的最大起重量与最大高度不同，当然租赁价格也是千差万别，选型时要根据工程的规模、吊次、建筑物的高度、工期要求、吊物重量、覆盖范围、当地市场的资源等进行统筹考虑。

2.1 工程规模和吊次

当工程规模较小时，一般对吊次要求不高，可选择小型塔吊；当工程规模较大时，一般所需吊次较多，可选择中型以上塔吊。

2.2 建筑物高度和吊物重量

当建筑物高度较低、吊物重量较小时，可选择小型塔吊；当吊物重量较大时，则需选择大中型塔吊。

2.3 覆盖范围

塔机的型号决定了塔机的覆盖范围，塔机选型和布置时应避免覆盖盲区，但这不是绝对的。一项工程一般包括主楼、裙楼，其中，主楼高度较大，必须全部覆盖，裙楼应全部覆盖，但当裙楼的边、角等位置出现难以覆盖的情况时，可临时租用汽车吊解决垂直运输问题，不能盲目加大型号。

图1 为某项目部分平面图，选用60 m 臂的塔机型号时，由于定位有限制要求，导致左侧塔楼有一角不能全部覆盖；且两栋塔楼共用1 台塔机，吊装效率较低。

图1 某项目部分平面图

2.4 吊物重量

当对塔机一定幅度处的起重量有要求时，应按实际需求进行选型，并应考虑一定的安全系数。随着塔机高度的增加，塔机的实际起重量会有所折扣，选型时应提前考虑。

图2 为某项目结构平面图，结构形式为核心筒-钢桁架，塔机不仅要完成核心筒的施工，还需同时吊装结构外侧的钢柱，为满足吊装需求以及所有结构的全覆盖，选用1 台ZSL750 动臂塔吊，1 台ZSL500 动臂塔吊进行施工。

图2 某使用动臂塔机项目的平面图

2.5 工期要求

如某一工程，塔楼间距较近时，通过合理定位，1 台塔机可覆盖两栋塔楼，当工期要求不高时，可按此种方案；但当工期比较紧凑时，则需每栋塔楼布置1 台塔机，以满足工期需求。

2.6 当地市场的资源

塔机选型时，应根据当地市场现有的型号进行选择，不能只凭空想，导致在当地无法找到相应型号的塔机。

3 塔机的定位

3.1 塔机的性能

塔机的定位，首先应考虑塔机的覆盖范围和起重能力，要能保证塔机尽可能地覆盖全场，核对塔机在构件吊装位置处的起重能力，堆场位置等。

3.2 基础条件

塔机定位时，应考虑基础位置条件，如地基承载力、坑中坑、电梯井、后浇带等。

塔机的基础设计施工一般由施工单位按国家现行标准和使用说明书所规定的要求进行。根据地质勘察报告确认施工现场的地基承载力，可类比选用塔机使用说明书所推荐的基础形式及做法。当塔机使用说明书所推荐的基础做法无法匹配现场时，可由施工单位土建工程师根据相应标准规范对塔机基础进行设计和计算，以适应现场需求[1-2]。

常用的基础形式有桩基承台式混凝土基础（见图3）和组合式基础（见图4）。

图3 桩基承台式混凝土基础实物图

图4 组合式基础实物图

板式基础设计应进行抗倾覆稳定性和地基承载力验算。桩基承台式混凝土基础的设计，应对桩基单桩竖向承载力和抗拔承载力；承台的抗弯、抗剪进行验算[3]。

3.3 结构立面形式

该点主要是考虑塔机是否与建筑物干涉，尤其是建筑物的凸出部分、空间造型如凸窗、阳台等，如只有个别或者少数楼层有凸出部分，可考虑结构预留。

3.4 塔机附着条件

附着条件主要考虑附着距离和附着点的布置，所谓附着距离，即塔机中心到附着点平面的垂直距离，它和附着点的布置共同决定着附墙杆的角度。附着点一般设置在框架梁、框架柱、剪力墙等位置，对于下大上小、逐步收缩的结构，应着重考虑上部结构的附着位置。附着点确定后应根据附墙荷载进行结构承载复核，不满足的应提前进行加固处理[4]。

3.5 塔机安拆条件

塔机安装必须依靠汽车起重机、履带式起重机等起重设备辅助，安装作业需有构件堆放、拼接场地和吊车就位场地，其中起重臂长度较大，其拼接场地的选择尤为重要，吊车就位场地应保证地基承载力足够、平整、稳固，防止吊车发生倾覆事故。

塔机定位必须考虑的还有工程施工完成后塔机的拆除，必须保证塔机能顺利降塔，尤其是塔机解体时吊车需在地下室顶板站位的，必须保证塔机能降塔至最小高度，所以，要求塔机塔身与建筑物或构筑物均无干涉，塔机顶升方向的起重臂与平衡臂覆盖范围内不应有建筑物或构筑物等障碍。

图5 为某项目塔吊拆除时的现场部分平面图，该塔机在顶升方向时，起重臂方向有一主体结构，与起重臂干涉范围约为26 m，导致该塔机无法正常降塔至地面。

图5 某项目塔吊拆除时的现场部分平面图

图6 为某项目塔吊拆除时的现场部分平面图，该塔机下部塔身位于标高45 m 的裙楼内，且顶升方向均为裙楼和连廊，汽车吊无站位点，最终另外安装一台ZSL120 屋面吊，与现场原有的一台塔吊配合拆除。

图6 某项目塔吊拆除时的现场部分平面图

3.6 群塔防碰撞

当工程项目体量较大时，1 台塔机往往无法覆盖全场或无法保证正常施工的进行，此时需要布置多台塔机。当多台塔机进行定位布置时，必须考虑塔机防碰撞的要求。

关于塔机的多本规范均明确规定：处于低位的塔机，臂架端部结构与其存在大臂交叉范围内其余塔机的塔身之间的水平距离不应小于2 m；处于高位的塔机，最低位置的部件与其存在大臂交叉范围内其余塔机的最高位置的部件之间的垂直距离不应小于2 m。

此时当考虑低位塔机与高位塔机防碰撞时，应注意低位塔机的起重臂端到塔身结构最外侧（即套架平台）的间距；当考虑高位塔机与低位塔机防碰撞时，应考虑低位塔机的起重臂拉杆、塔头、高位塔机的平衡重、吊钩等部位。如图7 和图8所示。

图7 某项目平臂塔吊防碰撞立面图

图8 某项目动臂塔吊防碰撞立面图

3.7 环境因素

此时的环境因素主要指与高压线水平和垂直距离等。塔机定位时，必须考虑周边高压线的影响，提前了解清楚高压线电压、高压线走向、架设高度以及具体的实际位置，塔机与高压线的距离必须符合表1 所示要求[5]。

表1 塔机与输电线安全距离表

4 结语

通过总结工程施工过程中塔式起重机选型定位的注意要点，对7 个方面的注意事项进行了说明和分析，根据这7 个方面的说明进行各类工程塔式起重机选型与布置，能有效避免选型与定位错误对工程施工造成的影响，希望为塔式起重机选型与定位提供借鉴。