再议台风来临前塔式起重机的设置要求

再议台风来临前塔式起重机的设置要求

胡圣泉,张锦飞,欧阳明亮,黄胜,黄华

中国核工业第二二建设有限公司十三工管部

[摘  要]：建筑工程施工安装在现场的塔式起重机在台风季节，会由于气流带来的狂风、暴雨，对安全产生很大隐患。本文作者就自身实际工程中，在台风来临前的施工塔吊应急综合准备、台风来临前对塔吊的具体检查细节，以及塔吊加固措施与大家进行再探讨，期盼能够形成更加高效、安全、经济的台风应急加固措施和应对方法。

[关键词]：台风综合准备 检查细节 应对措施  加固措施地锚的抗拔拉力计算揽风钢丝绳设置要求应急响应起动

1 前言

夏季的台风是影响建设工程安全最具威胁的因素之一，矗立在工地的塔式起重机（下文简称塔吊）在经历强台风过程中，极易造成塔吊倾斜、弯折、倒塌现象，导致给职工的生命、企业的财产造成极大的损害。随着我国新安全法2021.9.1日正式实施，为了最大限度地保障企业职工生命及财产安全，为将台风期间塔吊的经济损失降至最低，以及为了项目工程后序的顺利施工，本文作者根据实际在工程中的实施经历进行了总结。

2 台风来临前的应急综合准备

应急综合准备是重中之重，首先项目部应安排专人通过网络、电台、电视台、报纸、电话等媒体渠道，负责收集有关本地区每天的天气预报和台风警报。根据收集到的信息进行综合分析，特别是对台风中心经过本地区的更要进行专门重点分析（结合咨询气象部门、建设行政主管部门给出的过往采取的应对措施和建议），研判其危及范围、危害程度及应对本次抗台风最安全、最高效、最经济的措施。最终通过在人、机、料、法各个环节的资源准备，把台风来临前应急综合准备做好、做到位。

2.1.人员准备环节

1在台风、强台风到来之前，项目安全部、技术部要对塔吊司机进行深层次的安全培训及安全交底。要求各塔吊司机熟悉抗台风预案内容，使塔吊司机熟练掌握台风来临时的防范措施，强化提高处理瞬间突发性强阵风的基本知识、风险意识和心理素质。

2根据事前制定好抗台风预案，组织人员并进行演练，从而作到面对险情时能忙而不乱，沉着冷静、从容面对。

2.2.机械准备环节

1项目部抗台风应急小组应对施工现场区域内的塔式起重机进行逐台造册登记，对应急预案中所使用的机械、设施进行匹配度审核，检查其技术指标 安全性能是否满足预案要求。

2项目部应督促塔式起重机安装与权属单位，根据制定的塔吊抗台风专项预案落实好相应的抗台风的器械、工具。

3施工现场的塔吊，应提前设置有瞬时风速风级的显示功能的风级风速报警器，且灵敏度完好。当风力大于6级以上时，能及时发出报警信号，报警信号响后应停止一切吊装作业。

2.3材料准备环节     

1钢丝绳：固定塔吊使用的缆风钢丝绳要求安全系数3.5倍，一般采用四根规格6*37直径19.5mm钢丝绳。钢丝绳的长度，以地面地锚至塔身固定处45~60度的斜长为宜（钢丝绳应增加二尾端头环的固定长度），见下图。

2.3.1 钢丝绳端头环图

2绳卡：准备好与钢丝绳配套的U型卡头，在每个绳端环固定处受力绳卡应不少于4个。

3花篮螺栓：准备4只与钢丝绳配套的调整钢丝绳松紧的花篮螺栓。

2.3.3花篮螺栓图

4支垫木方:缆风钢丝绳与塔身直接绑扎固定时，容易损伤钢结构塔身。故准备八根125x50x500mm支垫木方，在钢丝绳与塔身固定处对塔身进行防护。

5手拉葫芦;准备5吨手拉葫芦一个。

6地锚杆或地锚筐;根据现场实际情况采用4个用直径12mm钢筋焊接成100x100x100cm的地锚筐,并按塔身固定处与地面形成45~60度夹角地面的位置,提前用砼浇筑埋设地锚。

7其他：按抗台风预案备足塔吊所需的二氧化碳或干粉灭火器及其他消防器材。

以上材料为一台塔吊的物质准备，实际数量应乘以现场塔吊总使用的台数。

2.4.制度准备环节  

1抗台风预案制定前，相关人员应认真研读现场所用塔吊的使用说明书,咨询塔吊生产厂家的塔吊抗台风设计的具体参数,以确保制定的塔吊抗台风措施计算、验核安全可靠。

2项目部事前制定好切实可行的防台风预案，并进行事先演练,同时针对演练过程，查找不足之处并进行完善。

3制定好抗台风期间值班调度制度，明确各责任人的名单、职责和通讯联络方式，保证政令及时、畅通、有效。

2.5.环境的准备环节

1采用揽风钢丝绳时，地锚应按塔身上固定处与地面形成45~60度夹角的地面位置,提前挖坑埋设地锚筐或地锚杆，浇筑C25等级砼。

2台风来临前,现场抗台风应急领导小组应组织操作司机等有关人员，拆除塔吊上设有标牌、横幅等悬挂物。

3将不必要的工具、油桶及杂物，吊运至地面收纳归库。

4对塔身上搭设的临时司驾人员进入建筑物的通道，安排持合格有效证件的架子工进行彻底拆除。

5由专业电工负责检查现场所有塔吊塔身上的电缆线，确保全部固定牢靠。

6露天的电控箱、电机等电器设备应具体防淋雨措施。

3 台风来临前的具体检查细节  

台风来临前，项目部现场抗台风应急领导小组应部署相关部门与塔吊人员对塔吊的风速仪及塔吊的风标效应是否灵敏可靠；对塔吊的基础节、标准节；塔身配重装置；塔身上的联接螺栓、销轴、开口销、塔身的附墙装置等等，应进行全面检查。

3.1对塔吊基础进行检查，检查基础周边的有无杂物堆积，塔吊基础的排水是否畅通。

3.2对塔吊塔身标准节进行检查，观察是否存在焊缝连接处开裂及主肢受损现象，防止塔身强度不足造成失稳的安全事故；逐个对塔吊上各种螺栓紧固情况进行检查，看是否有缺少、松动等现象。

3.3对塔吊顶升套架、顶升套架上下两处平台、驾驶室休息平台装置进行细致检查，检查护栏、底板是否存在焊缝开裂、螺母缺少、松动等现象。

3.4对附墙装置进行细致检查，检查附墙装置预埋件的联系耳板是否存在焊缝开裂、附墙连接螺栓及连接销轴是否有断裂、螺母缺少、松动等现象，检查附墙撑拉杆是否有折弯、受损、锈蚀现象。

3.6由电工对塔吊上的电气箱、用电设备等进行检查，查看电气箱底座是否连接牢固，同时将塔吊上的工地夜间照明探照灯进行拆除。

3.7检查塔吊避雷设施是否可靠，接地电阻应不大于4欧姆的规范要求。

上述检查应当即记录完善情况，对有问题的条目应及时处理完毕后进行销项，不能留有任何安全隐患，且对复查后的情况做好可追溯源的记录保存。

4 台风来临前的塔吊应对措施

塔吊应对措施：是指在满足安全的前提下，采取相比塔吊加固措施而言，较为经济的应对台风的措施，其主要应考虑的因素有：本次预报台风的等级、塔吊本身设计的抗风能力、塔吊目前的安装高度及附墙装置设置情况。

当预报的台风到来之前,针对不同安装高度及附墙装置状态的塔吊，由塔吊权属单位派操作工人对塔吊可采取以下的措施;

4.1对于安装高度处在独立自由高度的塔吊：可首选采取降低塔身高度措施；其次选择在塔身上部安装一道附墙装置；确实因故不能设置附墙装置的，必须将塔吊的顶升套架降至地面，以减小塔吊塔身上部的重量和受风面积。

4.2对于安装高度在50m以上70m以下的塔吊：应当对塔身进行降低标准节处理或在塔身上对第一道附墙装置上的间距进行补充加强。

4.3所有安装附墙装置的塔吊：最顶部附墙装置以上的塔身自由高度，也应尽量降低。可将顶升套架降至最后安装的一道附墙装置处，若仍不满足拆节要求，应暂时拆除最后安装的一道附墙装置进行降节，直到将塔身高度降低至满足塔吊的平衡臂下沿处能在施工楼层以上自由旋转（此时塔吊的起重臂含吊钩亦能满足）的高度即可。

5 台风来临前的塔吊加固措施

加固措施：是指在塔吊在采取应对措施后尚不满足安全的前提下，采取的更进一步的安全应急加固处理措施，所有的应急加固处理应进行设计计算形成方案，满足要求后方可实施。

塔吊加固措施主要指：塔吊在采取应对措施后，个别特殊的塔式起重机需将起重臂和平衡臂与建筑物主体结构进行刚性连接，以及在塔身上部加设揽风钢丝绳等加固处理措施。项目部应根据制定的加固拉结方案及固定位置图，在塔吊单位设备人员协助指导下进行安装、实施。

5.1对于安装高度超过70m且四周空旷风力直接吹打的塔吊：当预报风力在11级以下时，应当拆除塔身最上部1-2道附墙装置，降低标准节使塔吊起重臀和平衡臂全部低于建筑物，并将起重臂和平衡臂与建筑物主体结构的墙、梁、柱采用10-12号槽钢进行刚性连接后，直接锚固在主体结构上。锚固处的砼首先应已达到设计强度，其次砼强度应在C30以上。整个塔吊的刚性结构连接锚固点应不少于四处。

5.2当预报风力大于12级时，应当在塔吊上的绑扎揽风钢丝绳。绑扎位置应设在塔吊回转装置下塔身上第一个标准节上。严禁在塔吊前起重臂和后平衡臂上进行绑扎固定，应确保起重臂和平衡臂能随风自由旋转，最大程度的减低风挡效应。

5.3四根揽风钢丝绳在塔身上的绑扎固定高度应一致。为防止钢丝绳拉伤塔身钢结构，在标准节绑扎拉结点处，采用略大于标准节角钢宽度的木方作为角钢支垫，木方规格祥见本文2.3材料准备环节。

5.4塔式起重机塔身与地锚的四根揽风钢丝绳的地面水平夹角宜保持一致，一般控制在45°～60°之间。为缩短地面布置的地锚水平距离及加强塔身抗扭性，四根揽风钢丝绳宜采取穿过标准节内部在对角线上的角钢进行绑扎固定的方法。该绑扎方法不仅避免了塔身上单根角钢由于惯心矩小，绑扎处角钢在较大拉力下，极易变形受损的发生。而且由于揽风钢丝绳穿过标准节内部在对角线上角钢进行绑扎有以下优点：第一，绑扎处角钢由于与其他塔身角钢连接成一个大整体，首先形心加大，惯心矩成倍数增加抗拉能力成倍增加，第二，由于四根钢丝绳在塔身内形成对角交叉，对加强塔身抗扭性大有益处，第三，可缩短地锚至塔身的水平距离，这对受限场地有着极大益处。

图5.4塔身揽风钢丝绳绑扎

5.5揽风钢丝绳端应使用不少于四个U型钢丝绳卡进行卡固，绳卡之间隔6-7倍钢丝绳间距。

5.6揽风钢丝绳使用花篮螺栓调整松紧。为防止绷断，选择的花篮螺栓应与钢丝绳强度相匹配。

5.7揽风绳在地面处的锚固：项目部应制定的加固拉结方案及固定位置图，沿塔吊四个对角上布置地锚。可利用已达到设计强度的建筑物结构进行锚固；也可新设地锚筐。为及时满足抗拔力要求，可在C25等级砼中掺入早强剂。

6 地锚的抗拔拉力计算

塔吊加固揽风钢丝绳的地锚与常见的起重桅杆中所用地锚有所不同，其一，地面处的锚固常因地下车库顶板标高限制（一般小区车库顶板标高在自然地面以下1.0-1.3之间）无法挖的太深，其二，台风风向变化很大，受力方向无法确定。为防止塔吊揽风钢丝绳在强台风下直接崩断，使很长的揽风绳发生次生灾害，因而笔者观点：选用的揽风绳的破断拉力应大于地锚的抗拉脱力，使之在万一情况下地锚也是渐进的变形。

6.1确定地锚计算的条件

1. 从《建筑施工计算手册》第14.1章查得选用的19.5mm钢丝绳的破断拉力为197.5KN。
2. 现场地锚由钢筋砼浇筑，见下图。

6.2地锚施工简图

6.2受力计算简图

6.2地锚受力计算简图

6.3计算锚碇砼重量G

1.正四棱台体积公式：V=1/3×[S1+）+S2]×h

式中: V──锚碇砼体积 

S1──锚碇砼上表面积；

S2──锚碇砼下表面积；

h──锚碇的高度,按实际设计计取 h=1.00m；

V=0.33x[2.25+）+1]x1=1.58立方米

2. 根据6.1条所给计算的条件，确定锚碇重量G

G锚碇重量=混凝土材料密度γ乘锚碇砼体积V

G=25x1.58=39.5kN；

6.4地锚 [T]的容许拉力计算

1.依据《建筑施工计算手册》第14.5锚碇章节14-44、14-45公式：

[T]=(1/K)(blH+0.5(lH2tanθ))γ(1/sinα);                （14-44）

[T]=0.5hlHγ[tan2(45°+φ/2)+2ctan(45°+φ/2)](1/cosα);   （14-44）

    式中:  K──抗拔安全系数,取2.00；

           b──锚坑下口宽度,取 b=1.00m；

           l──横木长度,取 l=1.00m；

           H──横木底面距地面深度,取 H=1.00m；

           h──横木的直径或高度,取 h=1.00m；

           θ──土的计算抗拔角,取 θ=20.00度；

           φ──土的内摩擦角,取 φ=14.00度；

           γ──砼的重度,取 γ=25.00kN/m3；

           c──土的粘聚力，取 c=3.00kN/m2；

           α──锚碇受力方向与地面的夹角,取 α=45.00度。

    经过计算得：

           [T]=1/2.00×(1.00×1.00×1.00+0.5×1.00×1.002×tan(20°))×25.00/sin45°=20.89kN；

           [T]=0.5×1.00×1.00×1.00×25.00×[tan2(45°+14.00/2°)+2×3×tan(45°+14.00/2°)]/cos45°=164.76kN；

由计算结果不难看出：垂直分力值20.89kN，因台风来临不可能造成塔吊竖向受力，故可不计。水平分力值为164.76kN接近直径19.5mm揽风钢丝绳的破断拉力197.5KN，达到笔者设计设想。     

7揽风钢丝绳设置要求

揽风钢丝绳因需塔身在塔身内形成对角交叉绑扎，且揽风钢丝绳较长较重，为防止绑扎后钢丝绳与塔身内的其他角钢碰撞，造成返工和绑扎过程中发生安全事故，故应在“应急加固处理方案”中明确钢丝绳绑扎顺序及要求，无特殊情况应采用对角绑扎固定法。

7.1绑扎前，一人在塔身角钢绑扎位置用激光仪向地锚埋设点照射，若射线受阻挡，则应在塔身角钢上进行上下微量调整直至射线贯通后,在塔身上标记好激光测距仪位置点作为揽风钢丝绳在塔身上的上受力绑扎点。

7.2另一人用事先准备好的纸板或书本，在塔身绑扎角钢的对角处遮挡激光仪射线，查看射线点所处范围后，在塔身上标记好钢丝绳在塔身内的下斜向点。依次将塔身角钢上的四个绑扎点标记完毕。

7.3将准备的八根125x50x500mm支垫木方,采用16#铁丝绑扎固定在塔身绑扎揽风钢丝绳的四个大角上，对塔身进行防护。

7.4事先按下料长度盘成卷的揽风钢丝绳挂在塔吊钩上，运至塔身绑扎点外。

7.5俩人配合将吊钩上的揽风钢丝绳头，从标记好的塔身下斜向点牵引向标记在塔身上的上受力绑扎点，进行捆绑固定，为防止后续钢丝绳在塔身对角交叉相碰，初次捆绑固定宜比射线原点高1厘米，以便钢丝绳试拉调直后向下调整误差。绳端固定祥见2.3.1图示。

7.6塔身上端揽风钢丝绳固定后，将吊钩上的其余钢丝绳稳妥运放至地面处的锚固点，制作地锚端绳环扣，祥见2.3.1图示。

7.7采用5吨手拉神仙葫芦将揽风钢丝绳地锚端绳环扣与地锚相连后略微拉紧，查看拉紧过程中钢丝绳是否有打结;查看揽风钢丝绳穿越塔身时是否与塔身的其他钢构件碰撞;查看四根揽风钢丝绳在塔身内交叉是否影响等现象.若有上述现象,用榔头轻砸塔身绑扎点的木方调整误差。

7.8第一根揽风钢丝绳拉紧无误后,用花篮螺栓替换下5吨手拉神仙葫芦。然后在第一根固定的揽风钢丝绳的对角线的角钢上，对第二根揽风钢丝绳进行绑扎固定，方法同上4-8条，直到全部安装完毕。

7.9揽风钢丝绳拉紧过程中,应随时用经纬仪观察塔身垂直状态。四根揽风张紧度应保持一致（可用地锚处的花篮螺栓进行调整），确保安装揽风钢丝绳后的塔身处于垂直状态。

8应急响应起动

当风力大于6级时，塔吊应立即停止作业，小车必须收回起重臂的根部，吊钩收回限制高度。除本文5.1条状态外其他的塔吊都应将起重臂大臂按顺风方向摆置，打开回转刹车，确保塔吊吊臂能在360度范围内自由的旋转，回转范围内不得有任何障碍物，以减轻风向效应。司驾人员离开前应关闭驾驶室内主电源，关好驾驶室门窗，人员及时撤离到地面安全地带，及时切断地面上塔吊独立配电箱的电源。

结束语

虽然作者上述的抗台风经验仍很浅显，但通过强化实施台风来临前塔式起重机的设置要求，不断规范安全操作行为，达到塔式起重机应急预案充分、经济、安全；应急演练有章、切实、成熟、应急响应迅速、冷静、从容，降低或减轻建筑工地塔吊在强台风侵袭后给施工企业造成的各种损失，却是我们作为一个建筑工程施工管理者所追求的目标。

参考文献

[1]潘亮,张作萍,肖鸣.浅析强台风对塔式起重机的损坏及防台风措施[J].建筑安全,2020,35(05):8-11.

[2]于春雷,孙齐超,金久富.浅谈塔式起重机防台风措施[J].建筑机械化,2022,43(07):35-37

[3]谢雄.浅述建筑工地塔式起重机防台风技术措施[J].建筑安全,2021,36(07):27-30.

[4]江正荣：《建筑施工计算手册》第四版   中国建筑工业出版社 2018.05