塔吊又被称为“塔式起重机”,工地上常常见到它们的身影。黄色钢筋组成的庞然大物,它能将大量钢材、混凝土等原材料从平地运送到高处,极大地提高了施工效率,是工地必备的设施之一。那么塔吊是怎么安装、搭建的呢?它的运动原理又是什么?
常用的塔吊分为许多种,有可在工地间行走穿梭的轨道式、履带式、轮胎式塔吊,也有在地基上岿然不动固定式塔吊。无论哪种塔吊,为了将重物平稳地运送至高楼上,地基必须要稳。所以塔吊奥搭建的第一步就是铺设底部钢筋,并浇筑混凝土,打造坚实牢靠的底部。可行走的塔吊还需要提前铺设轨道或安装履带、轮胎等。为了保证高达百米的塔吊不会倾倒、塌陷地基必须严格遵循设计要求,钢筋混凝土底面要平整、紧实,所需螺栓和零部件强度也要符合标准。
接下来就是搭建塔吊的骨架,也就是标准节组成的塔身,国家规定的标准结规格是一定的。即使是不同厂家生产的塔吊使用的标准节尺寸也差不多。标准节用卡销进行固定,原理与拼图积木一样,但钢筋的卡销更加牢固。一般塔吊由大卡销和小卡销组合加固,一环套一环,更加安全。通过这种方法将标准节一层一层堆叠,直到达到施工需要的高度。塔吊的高度一般高出覆盖范围内建筑五米,如果我们要建一栋六百米的大楼,至少需要六百零五米的塔吊才能将大楼一层一层盖好。
不过工人也不可能搬运标准节一层层往上架,所以只有骨架还不够,需要有能够爬升的“电梯”。塔吊的“电梯”就是爬升套架,套在塔吊骨架外侧爬升。常用的液压式爬升架有架子、主体和液压缸组成,通过液压缸加压实现上升之后,就是至关重要的顶部结构,操作式和悬臂。看过塔吊的人都知道,操作是位于塔吊顶部,能够鸟瞰工地,操控重物升降,悬臂旋转。在高达几百米的塔吊上,操控员怎么看清地面几层的建筑呢?
看不清,没关系,塔吊不是一次建成的,第一次安装可能保证十几层楼的建设,当塔吊高度距离楼顶不足十米时,再次升高,利用液压装备将标准节叠加上去,继续建造高楼。坐进操纵室如同穿上了机械战甲,能够轻轻松松地举起重物。但操纵员可好当,不仅需要国家特种作业认证,光是坐在高空中就要承受不小的心理压力。甚至有些塔吊不会配备电梯,需要操纵员一层一层爬上去,可见打工人多么辛苦。
操纵是相当于塔吊的大脑,还需要手臂来完成运动。人类的手臂由关节和大小臂组成,塔吊的手臂也不是简单的一根横杠,要完成提升重物保持稳定的任务。塔吊的手臂由平衡臂和起重臂构成,平衡臂就是塔吊末尾多出来的一端,通过反向力矩为起重臂提供平衡,好像跷跷板的。另外上面设有栏杆、过道,尾部则是工作平台,起重臂则是负责提升重物,又分为动臂和平臂两种。
动臂更常见于吊车或较矮的塔吊,末端可以升降实现变幅,在塔吊高度不足时也可以提升重物。平臂不能上下摆动,只能左右旋转,但负载重物的起重小车可以在平臂上滑动,因此一台塔吊可以覆盖臂长范围内的建筑,塔顶则是安装塔帽,形成三角支撑结构,连接起重臂和平衡臂。前面也说过,高层塔吊不是人工搬运标准节堆叠的,当我们加高时,需要爬升套架进行将标准节顶升,工作人员利用起重臂将标准节拉至高处,放置在爬升套架内,推进塔吊空腔,安装插销紧固,完成装配达到所需高度,塔吊的安装才算完成。
塔吊安装完成后还不能立刻投入使用,需要进行严格的测试,保证运转完好才能开始任务。别看塔吊一身钢筋铁骨,实际上他十分脆弱,无论是机械结构还是电器部分都有可能发生故障。不管是因为零部件磨损、变形或者安装位置出错导致塔吊手臂不灵活,
还是线路或元器件出现问题,使用电系统无法正常运转,都会影响塔吊后续作业。因此测试中一旦发现问题,就要尽快维修解决。此外,塔吊的安装需要依据工地情况提前设计图纸,保证稳定、垂直,而且在大风、雨雪天气下不能进行安装或作业。在高耸入云的塔吊上工作,看似俯视一切,实际上危机四伏,需要操控员小心谨慎操作,一次失误都能造成十分严重的后果。