塔式起重機防強臺風(fēng)有哪些措施
塔式起重機防強臺風(fēng)有哪些措施
從塔式起重機的結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定性分析強臺風(fēng)對其影響，并從風(fēng)載等方面具體分析設(shè)計和使用過程存在的抗風(fēng)問題。最后，提出塔式起重機防強臺風(fēng)對策和措施。
塔式起重機是廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、建筑工地的一種特殊機械。近年來，起重機的事故頻繁，給國家財產(chǎn)和人身安全造成了很大的損失，也延誤了生產(chǎn)和施工的如期完成。從事故的調(diào)查結(jié)果來看，部分事故是因受強臺風(fēng)影響而造成的，因此塔式起重機能有效抵御風(fēng)害，是促進安全生產(chǎn)和保證作業(yè)順利開展的一項重要工作。
(一)風(fēng)對塔式起重機結(jié)構(gòu)強度的影響
當(dāng)風(fēng)垂直吹向起重機臂架時，作用在臂架上和吊重上的風(fēng)載荷使起重機機身產(chǎn)生一個扭矩M，把這個扭矩分解到機身的四邊平面桁架上，四片平面桁架的腹桿將產(chǎn)生一個應(yīng)力σ1與風(fēng)載荷的大小、風(fēng)心的作用點距機身的水平距離成正比，很顯然，風(fēng)載越大，臂架所處的幅度越大，腹桿中的σ1就越大。另外，臂架自重力、吊重力及回轉(zhuǎn)慣性力也將使塔身腹桿產(chǎn)生一個應(yīng)力σ1，σ2也與幅度大小成正比。在實際設(shè)計計算時可以發(fā)現(xiàn)，在某一風(fēng)載時，σ1已經(jīng)遠遠大于σ2.這就說明此時控制腹桿應(yīng)力值的主要因素為風(fēng)載。因此，在臂架處于大幅度位置時，要特別注意垂直風(fēng)造成的機身腹桿的失穩(wěn)而導(dǎo)致起重機破壞。
當(dāng)風(fēng)順起重機臂架迎面吹時，起重機在最小幅度時，風(fēng)載將使起重機臂架繞臂架根鉸產(chǎn)生后傾彎距。如果風(fēng)載超過一定值，并且起重機正好是空鉤，這個后傾彎矩將克服臂架自重力的前傾彎矩，使臂架向后傾翻。對于沒有設(shè)置臂架防后傾裝置的起重機，臂架的后傾將導(dǎo)致整機破壞。故應(yīng)設(shè)有臂架防后傾裝置。
(二)風(fēng)對塔式起重機穩(wěn)定性的影響
若作用在起重機上的各項載荷對傾覆邊的力矩之和大于零時，則起重機是穩(wěn)定的。對于起吊額定起重量的起重機而言，起重機自重力對傾覆邊的力矩Ml為穩(wěn)定力矩，起升載荷以及從臂架后方吹的風(fēng)載荷對傾覆邊的力矩之和M2為傾覆力矩。對于某一風(fēng)載F1w有Ml + M2= 0，則起重機的穩(wěn)定處于臨界狀態(tài)，如F1w > Fw，起重機將傾翻[1].(計算公式詳見起重機設(shè)計規(guī)范GB38Ⅱ和GB/T13752)
對空載狀態(tài)的起重機，起重機的自重力對傾覆邊的力矩為穩(wěn)定力矩，迎面風(fēng)載產(chǎn)生的力矩為傾覆力矩。在設(shè)計起重機時為了滿足最大限度起吊額定起重量時對整機穩(wěn)定性的要求，常常將起重機自重力的合力中心偏后布置，這樣必然帶來空載時起重機有后傾趨勢的結(jié)果，假若迎面風(fēng)載加大到一定程度，重心后置的起重機自重力產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩不足以克服風(fēng)載產(chǎn)生的傾覆力矩，從而會發(fā)生整機傾覆。
(三)風(fēng)載對吊臂后傾與整機后傾的影響
對仰俯變幅起重機，當(dāng)風(fēng)順起重機臂架迎面吹來時，起重機在較小幅度時，風(fēng)載將使起重機臂架繞臂架根部鉸點產(chǎn)生后傾力矩。架防后傾裝置的起重機或防后傾裝置失效，會使臂架向后傾覆、臂架的后傾將導(dǎo)致整機破壞，對于固定撐臂的起重機或水平小車變幅起重機，受迎面風(fēng)時，會有整機后傾的危險。在設(shè)計起重機時，為了滿足最大額定起重量時整機不至于前傾倒塌，常常將自重力的合力重心偏后布置，這將導(dǎo)致空鉤時起重機有后傾的趨勢。
(四)強臺風(fēng)對非工作狀態(tài)起重機的影響
非工作狀態(tài)下風(fēng)荷載對起重機的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、抗傾覆穩(wěn)定性和防風(fēng)抗滑安全裝置起決定作用。起重機安全規(guī)程中規(guī)定：在軌道上露天作業(yè)的起重機，當(dāng)遇強臺風(fēng)停止工作時，應(yīng)將起重機錨定住。此時，風(fēng)對起重機的作用，就同一般的建筑結(jié)構(gòu)相似了。但仍有不同，不同之處在于，一般建筑物與基礎(chǔ)的連接是永久的，而起重機與地面(或稱基礎(chǔ))為臨時連接，田需考慮連接裝置場地的限制與操作的方便性。
(五)建筑物風(fēng)場對起重機的影響
由于周圍建筑環(huán)境的影響，塔機周圍的風(fēng)場會出現(xiàn)某些危險的空氣動力學(xué)現(xiàn)象，增加起重機傾覆或倒塌的危險[2].起重機安全規(guī)程中規(guī)定，為了抗御強臺風(fēng)，非工作狀態(tài)的起重機應(yīng)松開回轉(zhuǎn)機構(gòu)制動器，以使起重機臂架在強臺風(fēng)來臨時能自動轉(zhuǎn)至與風(fēng)向平行的平面，降低風(fēng)載荷。在沒有任何環(huán)境影響的湍流風(fēng)中，這是具有代表性的。然而，由于周圍建筑的影響，這種情況很少見。還有由于狹管效應(yīng)，高聳的建筑之間的風(fēng)速可明顯增加，而使起重機所處環(huán)境的風(fēng)力加大。
獨立承受非工作狀態(tài)下的最大風(fēng)力[4].最好采用自動作用的防風(fēng)抗滑裝置，風(fēng)速風(fēng)級報警器應(yīng)與防風(fēng)抗滑裝置聯(lián)鎖。