生活中我們經(jīng)常能看見許多建筑施工中使用塔吊，隨著建筑物越來越高，塔吊似乎也隨之“長高”，那么塔吊是怎么組成的？又是怎么“長高”的呢？細長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對城際列車往返北京和雄安。隨著對外骨干交通路網(wǎng)加快構(gòu)建，千年古都和未來之城，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“中國質(zhì)量”“中國速度”。

雄安新區(qū)塔吊林立 圖片來源：長城網(wǎng)

01塔吊的起源

塔吊的全稱是塔式起重機，同時也是塔式吊車的簡稱，本質(zhì)上它是一種吊車。吊車的歷史久遠，早在古埃及時期，人們就已經(jīng)會使用吊車來搬運巨大的石塊修建金字塔。

說到吊車就不得不提一個人，阿基米德。

阿基米德 圖源：搜狐網(wǎng)

塔吊也好，吊車也好，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，力臂越長所需要的力就越小。有了這個知識，即便是10噸重的大象，人們也有辦法將它吊起來。阿基米德甚至放出豪言，給他一個支點，就能撬動地球。

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)

塔吊有點像一個常見的玩具：樂高。是一節(jié)一節(jié)拼裝起來的，其中涉及到非常重要的3個部分：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部分。“爬升節(jié)”是一個爬升套架，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，安裝了一個液壓千斤頂。

液壓千斤頂 圖源：百度百科

這個液壓千斤頂?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準節(jié)暫時行使支撐工作。標準節(jié)之間都是通過螺栓連接的，因此只要將其中一節(jié)拆開，就可以往里面填充N個標準節(jié)。開始可以利用吊車將最基本的結(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。面對如此高大的機械設(shè)備，不禁思考：如此細長的塔吊是怎么保持穩(wěn)固的？

其實塔吊如此的穩(wěn)固需要有穩(wěn)固的塔吊地基，這個是很關(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，塔吊運抵之前，施工隊會花上幾周的時間來澆注這個臺子，這就是塔吊基礎(chǔ)。

這個混凝土臺通常會有對應(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大概是10x10x1.3米，重182,000千克，混凝土臺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，因此塔吊實際上是由螺栓和地相連來確保它穩(wěn)定性的。

塔吊基礎(chǔ)示意 圖源：新浪網(wǎng)

當然，在設(shè)計混凝土臺的時候，就需要把地質(zhì)環(huán)境、工程設(shè)計等因素綜合考慮，做好塔吊基礎(chǔ)受力與荷載分析、塔吊基礎(chǔ)強度計算、抗傾覆穩(wěn)定性計算、基礎(chǔ)受沖切承載力計算等，綜合確定塔吊的選擇和施工要求。

塔吊基礎(chǔ)穩(wěn)定性計算示意圖 圖源：參考文獻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)危險性大，存在著極大的安全風險。

根據(jù)現(xiàn)行的《塔式起重機安全規(guī)程》(GB5144-2006)規(guī)定“在有建筑物的場所，應(yīng)注意起重機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”。但是對于行人靠近塔吊安全等沒有規(guī)范性的標準。

施工提示標識 圖源：《建筑工程施工現(xiàn)場標志設(shè)置技術(shù)規(guī)程JGJ348-2014》

所以，如果想駐足觀察一下塔吊的“長高”過程，切記選擇天氣好風力小的時候，遠距離的觀察即可，千萬不要靠近更不要隨意進入施工現(xiàn)場。

資料來源：人民日報、直觀學機械

參考文獻：

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[5]JGJ 196-2010, 建筑施工塔式起重機安裝、使用、拆卸安全技術(shù)規(guī)程[S].

作者：陳洋平 湖南科學技術(shù)館