塔式起重机与升降机安装中的吊装技术与安全管理

引言

在高速发展进程的建筑行业里，塔式起重机及升降机作为工程建设过程中极为重要的垂直运输设备，安装质量以及安全管理对于工程建设的效率以及人员生命的安全有着直接的影响。因复杂的施工环境以及局限的传统安装模式，导致在设备安装的过程当中出现诸如技术应用不规范、安全管理存在漏洞等问题频繁发生。本文从专注机电设备安装的专业角度出发，深入地对吊装技术的理论展开探讨、对当前现存的问题加以分析并提出优化策略，期望能够为提升设备安装的安全性以及施工管理水平给予一定的参考。

1 塔式起重机与升降机吊装技术理论基础

1.1 塔式起重机吊装技术原理与流程

凭借复杂的机械传动系统来实现对重物进行吊运操作的塔式起重机，起升机构依靠电动机去驱动卷筒来收放钢丝绳来完成在垂直方向上的升降动作，变幅机构利用液压推杆或钢丝绳牵引达到起重臂在水平方向的伸缩动作，回转机构借助稳固且高效的回转支承与驱动装置保障整机能够实现 360°旋转。在吊装流程中经过严谨的地质勘察数据，采用桩基础或独立基础形式的基础施工，确保混凝土强度能够达到 C35 以上，并将预埋螺栓的定位误差控制在 ±2mm 以内。在进行塔身安装时各个标准节通过具有高强度特性的螺栓副来连接的，垂直度偏差需满足 H/1000（这里的 H 指的就是塔身高度）且不能超过 30mm 。起重臂与平衡臂的吊装是依靠科学运算与精确模拟的计算机来确定吊点，并采用双机抬吊的方式保障在空中对接时的精度，在顶升加节的过程中液压系统需要实时监测压力与位移参数，避免出现偏载失稳[1]。

1.2 升降机吊装技术原理与流程

施工升降机主要采用的传动方式为齿轮齿条传动或钢丝绳牵引，齿轮齿条式是通过驱动单元小齿轮与导轨架齿条相啮合来带动吊笼升降且在超速时由渐进式防坠安全器触发制动、将制动距离控制在 0.25-- 1.2m ，钢丝绳式则依靠卷扬机与滑轮组实现升降并配备断绳保护装置。安装过程中基础制作需采用钢筋混凝土条形基础且将预埋螺栓间距误差控制在不超 ±3mm 、基础平整度偏差控制在 3/1000 以内，导轨架安装每 3 节需用激光经纬仪校准且使垂直度偏差不超导轨架高度 1/1000 以及不大于 50mm ，吊笼安装时要精准调节导轮与导轨间隙至 3 - 5mm 并进行防坠安全器现场动作试验，电气系统完成后需进行绝缘电阻（ ⩾0.5MΩ ）与接地电阻（ ⩽4Ω ）检测 [2]。

1.3 吊装技术关键要点与参数计算

在吊装技术实施的过程中需要依据有限元分析后所确定的构件受力分布情况来进行吊点的详细设计，按照吊装重量、角度以及 6 倍的安全系数来配置吊装的索具且定期地对这些索具进行探伤检测。在稳定性控制方面对于塔式起重机来说，要计算能够决定其是否稳定的倾覆力矩来确保抗倾覆系数大于 1.3，对于升降机导轨架来讲则是通过合理地设置能够起到稳固作用的附墙装置，将水平荷载有效地传递到建筑结构上去。参数计算所涵盖的内容包括需要考虑动载与不均衡系数的起重量、预留3 - 5m 安全距离的起升高度以及工作幅度等等。

2 塔式起重机与升降机安装中吊装技术与安全管理问题分析

2.1 吊装技术实施层面的问题

在塔式起重机复杂的安装过程中设备选型与现场工况的适配性、部分项目对于建筑物高度、作业半径以及吊装重量需求未能进行充分考量而出现不足的问题。表现为所选的起重机型号满足不了施工要求以及场地狭窄导致塔式起重机基础布置与附着安装受限，在吊装操作需严格规范的环节有违规斜拉斜吊、超载起吊现象频繁发生。因部分作业人员对于试吊程序未能严格执行，忽视了吊装过程中动载效应与惯性力的影响，导致钢丝绳断裂、吊钩脱落等事故发生。

2.2 安全管理制度与执行缺陷

责任体系模糊且监管流程缺失，不完善的安全管理制度导致部分企业未能建立起针对塔式起重机与升降机全生命周期，缺乏安装前设备检验、安装过程旁站监督以及验收评估等环节标准化流程。在制度执行层面存在抄袭套用且未结合工程实际进行针对性设计，未能有效识别风险的安装专项施工方案。在人员管理方面存在安装作业人员持证上岗率不足，部分企业为了压缩培训成本，使作业人员对于新型设备操作规范以及安全防护要点等知识掌握不充分 [3]。

2.3 设备维护与现场监管漏洞

存在检验标准不严格的设备进场验收环节中，流于表面地去检查塔式起重机钢结构焊缝质量以及升降机防坠安全器有效期等关键指标，使存在隐患的设备进入了施工现场。对于日常维护保养工作而言，由于缺乏计划性与规范性且未按照设备使用说明书所提出的要求去进行润滑、紧固与调试，导致制动装置磨损超限以及安全限位器失效等诸多安全隐患。在现场监管方面专业能力不足的安全管理人员，无法及时地识别出吊装过程当中出现的违规操作以及设备所存在的隐患，监理单位旁站监督制度来说由于落实不到位对安装过程当中的关键工序验收把关不严格。

3 塔式起重机与升降机安装中吊装技术与安全管理实践策略

3.1 优化吊装技术实施策略

针对设备选型以及工况适配的问题，建立一个以 BIM 技术作为基础的、专门用于三维模拟选型的、具备科学性与实用性的体系，该体系借助对施工现场空间、建筑物高度、构件重量等一系列参数展开数字化建模，并结合塔式起重机与升降机性能参数库，开展吊装路径模拟以及载荷分析工作。比如在一超高层商业综合体项目里借助 BIM 模型进行模拟后发现，传统的塔式起重机由于场地狭小很难满足安装需求，最终采用动臂式塔式起重机，通过精确的路径规划以及载荷计算成功地将核心筒施工阶段的垂直运输难题解决了。在操作规范层面引入一个能够实时监测重量、起升高度、工作幅度等参数的、极为智能的吊装监控系统，一旦数据超出预先设定好的阈值就会自动触发声光报警并限制操作。比如在一住宅项目应用了该系统后违规操作率下降了 73%，有效地避免了因超载、斜拉等情况而引发的安全事故。

3.2 强化安全管理制度建设

构建涵盖明确建设单位、施工单位、安装单位责任边界的全链条安全管理制度体系，制定用以规范从方案编制、设备进场验收、安装过程控制到竣工验收全流程操作的《塔式起重机与升降机安装作业标准化手册》。以某大型市政工程为例通过建立“方案专家论证 - 过程影像留痕 - 三方联合验收”机制实现将安装事故率降低至 0. 3‰ ，引入 VR 安全培训系统模拟高空坠落、设备倾覆等事故场景以提升作业人员安全意识的人员培训与考核。一建筑企业实施 VR培训后达成作业人员安全知识考核合格率从 68% 提升至 92% ，建立将违规操作记录与个人绩效、职业发展挂钩形成长效约束机制的人员信用档案，在技术交底环节采用三维动画与现场实操结合针对不同作业场景进行风险点可视化交底确保技术要求有效传达 [4]。

3.3 完善设备维护与现场监管机制

为实现设备档案电子化以及维护计划智能化而建立的设备全生命周期管理平台，借助物联网传感器对设备运行数据进行实时采集并结合大数据分析来预测设备故障进而提前制定维护计划。一高速公路项目应用该平台后设备故障率下降 40% 维护成本降低 25% ，在进场验收环节采用第三方检测机构介入的模式，针对塔式起重机钢结构探伤以及升降机防坠安全器性能进行专项检测，在一保障房项目里因第三方检测发现两台塔式起重机标准节焊缝存在裂纹而及时更换设备，避免了重大安全隐患。在现场监管方面推行集成定位、语音通讯、行为识别功能以便实时监控作业人员动态的“智能安全帽 + 无人机巡检”模式，无人机定期针对施工现场进行三维建模并自动识别安全隐患。一城市综合体项目通过推行的“智能安全帽 + 无人机巡检”监管模式，发现并整改了 127 处安全隐患，实现了隐患整改率达到 100% 。

4 结 语

本文针对塔式起重机与升降机安装过程、施工安全与效率的吊装技术以及安全管理工作进行系统全面的研究，在基础支撑的理论知识清晰明确下来的同时深入细致地剖析了目前所存在的、设备选型不合理以及制度执行不到位等各种问题，并结合实际与具有典型案例提出了比如 BIM 模拟选型以及智能监控等优化策略。研究成果实现了设备安装规范性与安全性的有效提升，为达到降低施工风险、保障工程质量给出了实践路径。未来随着建筑技术朝着更先进的方向不断发展，还需要持续不断地对智能化安装技术以及动态安全管理模式进行深入的探索，进一步推动行业朝着安全高效的方向稳步发展。

参考文献

[1] 杜恒 . 施工现场塔式起重机和施工升降机的安全管理 [J]. 电脑爱好者（电子刊）, 2023(2):665-666.

[2] 周艺权 . 试析施工现场塔机和施工升降机的安全管理 [J]. 城市情报 ,2023(2):0211-0213.

[3] 吴克华 , 王建士 . 建筑起重机械安全风险分析与管理实践——以塔式起重机为例 [J]. 建设监理 , 2023(10):65-69.

[4] 俞明豪 . 超高层建筑塔式起重机拆卸施工技术及安全控制 [J]. 智能建筑与工程机械 , 2024, 6(7):31-33.