一种提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法技术

本发明专利技术涉及土建超高层施工技术领域，具体涉及一种提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法。所述方法包括：计算出在各个状态下作用在支撑点上的最大理论竖向力和最大理论水平力，实时检测各个支撑点的实际竖向力和实际水平力，当检测到其中一个或多个支撑点处的实际竖向力或实际水平力达到预警值时，发出报警信号，通知施工人员停止作业及时检查是否有违章操作，或停止吊装操作，排查塔吊的故障和临时支撑架的缺陷。极大的提高了内爬动臂塔吊临时支撑架的安全性，降低安全事故的发生率。

A method to improve the safety of the temporary support frame of the inner climbing boom tower crane

【技术实现步骤摘要】
一种提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法
本专利技术涉及土建超高层施工
，具体涉及一种提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法。
技术介绍
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备又名“塔式起重机”，以标准节一节一节的接长，用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上一种必不可少的设备。塔吊尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部力，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重量相当可观，轻型塔机一般至少要3～4t，重型的要近30t。r>内部爬升塔式起重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法，其特征在于，所述方法包括：/n计算出在爬升状态和非爬升状态下标准节分别作用在每个支撑点的最大理论竖向力，计算出在无风工作状态、无风非工作状态、有风工作状态和台风非工作状态下标准节分别施加给每个支撑点的最大理论水平力；所述支撑点为标准节与临时支撑架上支撑框进行连接的位置；/n在底层标准节立柱上设置轴向压力实时动态监测点，该轴向压力等于作用在支撑点上的实际竖向力；在连接标准节立柱和上层临时支撑架的支撑框的夹紧挡块上设置径向压力实时动态检测点，该径向压力等于作用在支撑点上的实际水平力；实时检测在无风工作状态、无风非工作状态、有风工作状态和台风非工作状态...

【技术特征摘要】
1.一种提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法，其特征在于，所述方法包括：
计算出在爬升状态和非爬升状态下标准节分别作用在每个支撑点的最大理论竖向力，计算出在无风工作状态、无风非工作状态、有风工作状态和台风非工作状态下标准节分别施加给每个支撑点的最大理论水平力；所述支撑点为标准节与临时支撑架上支撑框进行连接的位置；
在底层标准节立柱上设置轴向压力实时动态监测点，该轴向压力等于作用在支撑点上的实际竖向力；在连接标准节立柱和上层临时支撑架的支撑框的夹紧挡块上设置径向压力实时动态检测点，该径向压力等于作用在支撑点上的实际水平力；实时检测在无风工作状态、无风非工作状态、有风工作状态和台风非工作状态下标准节分别施加给每个支撑点的实际水平力；
当检测到其中的一个或多个支撑点处的实际竖向力与最大理论竖向力的差值达到第一预设值时，或实际水平力与最大理论水平力的差值达到第二预设值时，及时发出报警信号，通知施工人员停止作业及时检查是否有违章操作；当检测到其中的一个或多个支撑点处的实际竖向力与最大理论竖向力的差值达到第三预设值时，或实际水平力与最大理论水平力的差值达到第四预设值时，则控制中心发出报警信息，停止吊装操作及时寻找原因，排查塔吊的故障和临时支撑架的缺陷。


2.根据权利要求1所述的提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法，其特征在于，所述实际竖向力或实际水平力的监测方法为：
所述每个底层标准节立柱侧面设置有应变传感器，根据圣维南原理和材料力学原理，所述应变传感器与标准节立柱底部的距离值是立柱宽度的3倍，可以得到标准节立柱的轴向压力，该轴力等于作用在支撑点上的实际竖向力；
所述每个水平支撑点处均设置有调节螺栓、夹紧挡块和一个压力传感器；标准节与支撑框通过调节螺栓和夹紧挡块进行连接，所述压力传感器设置在夹紧挡块内侧，测试沿调节螺栓轴线方向的水平力；所述压力传感器和应变传感器实时监测标准节分别施加给每个支撑点的实际水平力和实际竖向力，并将检测到的实际水平力和实际竖向力传递给控制中心。


3.根据权利要求1所述的提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法，其特征在于，所述在非爬升状态下标准节分别作用在每个支撑点的最大理论竖向力可通过以下公式计算得到：
Pg＝η2(G1+η1G2)/m(1)
在公式(1)中，Pg为非爬升状态的竖向总力，G1为塔吊自重，G2为最大吊重，η1为起吊+旋转重物产生的动力放大系数，η2为竖向力的载荷不均匀性系数，m为竖向力支撑点的数量；
所述η1根据动力测试的结果获得，测点设在竖向力支撑点所在支撑框截面的下翼缘，采样频率在100Hz以上，采样“0”时刻为起吊重物前5秒，测试起吊+旋转重物时产生的最大应变与静止时应变的比值，最大值即为η1；
所述η2根据理论计算结果获得，考虑最大吊重和最大臂长两种极端情况，建立有限元模型，讨论不同转角对竖向力不均匀系数的影响，η2取各种情况下计算得到不均匀系数的最大值。


4.根据权利要求1所述的提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法，其特征在于，所述临时支撑架爬升时，爬带端部挂在上层临时支撑架支撑框的水平构件的中点上，所述在爬升状态下标准节分别作用在每个支撑点的最大理论竖向力可通过以下公式计算得出：
Pc＝η3η4(G1+G4)/a(2)
在公式(2)中，Pc为作用在每个支撑点上的最大理论竖向力，G1为塔吊自重，G4为千斤顶自重，η3为爬升产生的动力放大系数，η4为受力不均匀系数，a为爬升状态下支撑点的数量；
所述η3根据动力测试的结果获得，测点设在爬升状态下每个支撑点所在支撑框截面的下翼缘，采样频率在200Hz以上，采样“0”时刻为爬升前5秒，测试爬升时产生的最大应变与爬升结束后20秒时应变的比值，最大值即为η3；
所述η4为受力不均匀系数，当临时支撑结构对称时，η4取1；当结构不对称时，η4根据有限元计算结果得到。


5.根据权利要求1所述的提高内爬动臂塔吊临时支撑架安全性的方法，其特征在于，所述在无风工作状态下标准节分别作用在每个支撑点的最大理论水平力可通过以下公式计算得出：
Mg＝L×G2×cosθ+0.5×L×G3×cosθ-0.5×L×G3×cosθ0(3)
F1＝F2＝Mg/H(4)
F1n＝F1/b1(5)
F2n＝F2/c1(6)
在公式(3)中，Mg为不平衡力矩，G3为吊臂及其附属物的重量，G2为最大吊重，L为吊臂长度，θ为最大吊重对应的吊臂最小仰角，θ0为在无风、无吊重、不平衡力矩为“0”时的仰角；
在公式(4)中，F1为作用在上层临时支撑架上的总水平力，F2为作用在底层临时支撑架上的总水平力，且F1和F2为一对大小相等、方向相反的力偶，H为上层临时支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢楠，王永枭，张永刚，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11