生活中我們經(jīng)常能看見(jiàn)許多建筑施工中使用塔吊，隨著建筑物越來(lái)越高，塔吊似乎也隨之“長(zhǎng)高”，那么塔吊是怎么組成的？又是怎么“長(zhǎng)高”的呢？細(xì)長(zhǎng)的塔吊又是如何固定的呢？

(資料圖)

四月春暖，北京向南100多公里，白洋淀碧波蕩漾，“千年秀林”綠意盎然，啟動(dòng)區(qū)建設(shè)熱火朝天……一座現(xiàn)代化新城雛形顯現(xiàn)。

如今，每天有14對(duì)城際列車(chē)往返北京和雄安。隨著對(duì)外骨干交通路網(wǎng)加快構(gòu)建，千年古都和未來(lái)之城，日漸緊密聯(lián)系、相融一體。雄安站往西約30公里，雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)核心地段塔吊林立，建設(shè)者在這片熱土上揮灑汗水，不斷刷新“中國(guó)質(zhì)量”“中國(guó)速度”。

雄安新區(qū)塔吊林立 圖片來(lái)源：長(zhǎng)城網(wǎng)

01塔吊的起源

塔吊的全稱(chēng)是塔式起重機(jī)，同時(shí)也是塔式吊車(chē)的簡(jiǎn)稱(chēng)，本質(zhì)上它是一種吊車(chē)。吊車(chē)的歷史久遠(yuǎn)，早在古埃及時(shí)期，人們就已經(jīng)會(huì)使用吊車(chē)來(lái)搬運(yùn)巨大的石塊修建金字塔。

說(shuō)到吊車(chē)就不得不提一個(gè)人，阿基米德。

阿基米德 圖源：搜狐網(wǎng)

塔吊也好，吊車(chē)也好，采用的都是阿基米德的杠桿原理。即兩端的力與力臂乘積相等，力臂越長(zhǎng)所需要的力就越小。有了這個(gè)知識(shí)，即便是10噸重的大象，人們也有辦法將它吊起來(lái)。阿基米德甚至放出豪言，給他一個(gè)支點(diǎn)，就能撬動(dòng)地球。

杠桿原理

02塔吊是怎么工作的？

那么，現(xiàn)代塔吊的結(jié)構(gòu)是什么，如何“長(zhǎng)高”以適應(yīng)建筑物的高度需求呢？

塔吊 圖源：搜狐網(wǎng)

塔吊有點(diǎn)像一個(gè)常見(jiàn)的玩具：樂(lè)高。是一節(jié)一節(jié)拼裝起來(lái)的，其中涉及到非常重要的3個(gè)部分：普通節(jié)、爬升節(jié)、和液壓千斤頂。

普通節(jié)：很好理解，就是塔吊一節(jié)一節(jié)的金屬支架。

塔吊普通節(jié) 圖源：中聯(lián)重科

其次是“爬升節(jié)”，塔吊的升高就是靠這個(gè)部分。“爬升節(jié)”是一個(gè)爬升套架，安裝在塔身最上面。爬升節(jié)的高度、尺寸都大于普通節(jié)，所以“爬升節(jié)”就像戴帽子一樣，套在普通節(jié)上，從而為向上移動(dòng)騰出了空間。

塔吊爬升節(jié) 圖源：中聯(lián)重科

最后，就是液壓千斤頂。在爬升節(jié)的里面，安裝了一個(gè)液壓千斤頂。

液壓千斤頂 圖源：百度百科

這個(gè)液壓千斤頂?shù)淖饔弥陵P(guān)重要，塔吊的升高就是靠液壓千斤頂完成的。它的作用就是代替標(biāo)準(zhǔn)節(jié)暫時(shí)行使支撐工作。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間都是通過(guò)螺栓連接的，因此只要將其中一節(jié)拆開(kāi)，就可以往里面填充N(xiāo)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。開(kāi)始可以利用吊車(chē)將最基本的結(jié)構(gòu)完成，之后的升高就全部交給頂升液壓框架。

塔吊“長(zhǎng)高” 圖源：搜狐網(wǎng)

03塔吊怎么就這么穩(wěn)？

塔吊佇立云端，在建筑工地上屹立不倒。面對(duì)如此高大的機(jī)械設(shè)備，不禁思考：如此細(xì)長(zhǎng)的塔吊是怎么保持穩(wěn)固的？

其實(shí)塔吊如此的穩(wěn)固需要有穩(wěn)固的塔吊地基，這個(gè)是很關(guān)鍵的。與塔吊的穩(wěn)定性相關(guān)的因素是一塊很大的混凝土臺(tái)，塔吊運(yùn)抵之前，施工隊(duì)會(huì)花上幾周的時(shí)間來(lái)澆注這個(gè)臺(tái)子，這就是塔吊基礎(chǔ)。

這個(gè)混凝土臺(tái)通常會(huì)有對(duì)應(yīng)的尺寸，以起重重量為10噸的塔吊為例，需要澆注的混凝土臺(tái)大概是10x10x1.3米，重182,000千克，混凝土臺(tái)里面是深嵌入的大錨固螺栓，這種深嵌入混凝土板內(nèi)的大錨固螺栓能支撐塔吊的底部，因此塔吊實(shí)際上是由螺栓和地相連來(lái)確保它穩(wěn)定性的。

塔吊基礎(chǔ)示意 圖源：新浪網(wǎng)

當(dāng)然，在設(shè)計(jì)混凝土臺(tái)的時(shí)候，就需要把地質(zhì)環(huán)境、工程設(shè)計(jì)等因素綜合考慮，做好塔吊基礎(chǔ)受力與荷載分析、塔吊基礎(chǔ)強(qiáng)度計(jì)算、抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算、基礎(chǔ)受沖切承載力計(jì)算等，綜合確定塔吊的選擇和施工要求。

塔吊基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算示意圖 圖源：參考文獻(xiàn)1

04想看塔吊，可要注意安全

塔吊是建筑施工中的重要起重設(shè)備，在作業(yè)的過(guò)程中容易發(fā)生設(shè)備垮塌、高處墜落、物體打擊、起重傷害等事故，其作業(yè)危險(xiǎn)性大，存在著極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)現(xiàn)行的《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》(GB5144-2006)規(guī)定“在有建筑物的場(chǎng)所，應(yīng)注意起重機(jī)的尾部與建筑物及建筑物外圍施工設(shè)施之間的距離不小于0.5m”。但是對(duì)于行人靠近塔吊安全等沒(méi)有規(guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)。

施工提示標(biāo)識(shí) 圖源：《建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)志設(shè)置技術(shù)規(guī)程JGJ348-2014》

所以，如果想駐足觀察一下塔吊的“長(zhǎng)高”過(guò)程，切記選擇天氣好風(fēng)力小的時(shí)候，遠(yuǎn)距離的觀察即可，千萬(wàn)不要靠近更不要隨意進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

資料來(lái)源：人民日?qǐng)?bào)、直觀學(xué)機(jī)械

參考文獻(xiàn)：

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作者：陳洋平 湖南科學(xué)技術(shù)館