塔吊是如何“长高”的？

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生活中我们经常能看见许多建筑施工中使用塔吊，随着建筑物越来越高，塔吊似乎也随之“长高”，那么塔吊是怎么组成的？又是怎么“长高”的呢？细长的塔吊又是如何固定的呢？

四月春暖，北京向南100多公里，白洋淀碧波荡漾，“千年秀林”绿意盎然，启动区建设热火朝天……一座现代化新城雏形显现。

如今，每天有14对城际列车往返北京和雄安。随着对外骨干交通路网加快构建，千年古都和未来之城，日渐紧密联系、相融一体。雄安站往西约30公里，雄安新区启动区核心地段塔吊林立，建设者在这片热土上挥洒汗水，不断刷新“中国质量”“中国速度”。

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雄安新区塔吊林立 图片来源：长城网

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01

塔吊的起源

塔吊的全称是塔式起重机，同时也是塔式吊车的简称，本质上它是一种吊车。吊车的历史久远，早在古埃及时期，人们就已经会使用吊车来搬运巨大的石块修建金字塔。

说到吊车就不得不提一个人，阿基米德。

阿基米德 图源：搜狐网

塔吊也好，吊车也好，采用的都是阿基米德的杠杆原理。即两端的力与力臂乘积相等，力臂越长所需要的力就越小。有了这个知识，即便是10吨重的大象，人们也有办法将它吊起来。阿基米德甚至放出豪言，给他一个支点，就能撬动地球。

杠杆原理

02

塔吊是怎么工作的？

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那么，现代塔吊的结构是什么，如何“长高”以适应建筑物的高度需求呢？

塔吊 图源：搜狐网

塔吊有点像一个常见的玩具：乐高。是一节一节拼装起来的，其中涉及到非常重要的3个部分：普通节、爬升节、和液压千斤顶。

普通节：很好理解，就是塔吊一节一节的金属支架。

塔吊普通节 图源：中联重科

其次是“爬升节”，塔吊的升高就是靠这个部分。“爬升节”是一个爬升套架，安装在塔身最上面。爬升节的高度、尺寸都大于普通节，所以“爬升节”就像戴帽子一样，套在普通节上，从而为向上移动腾出了空间。

塔吊爬升节 图源：中联重科

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最后，就是液压千斤顶。在爬升节的里面，安装了一个液压千斤顶。

液压千斤顶 图源：百度百科

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这个液压千斤顶的作用至关重要，塔吊的升高就是靠液压千斤顶完成的。它的作用就是代替标准节暂时行使支撑工作。标准节之间都是通过螺栓连接的，因此只要将其中一节拆开，就可以往里面填充N个标准节。开始可以利用吊车将最基本的结构完成，之后的升高就全部交给顶升液压框架。

塔吊“长高” 图源：搜狐网

03

塔吊怎么就这么稳？

塔吊伫立云端，在建筑工地上屹立不倒。面对如此高大的机械设备，不禁思考：如此细长的塔吊是怎么保持稳固的？

其实塔吊如此的稳固需要有稳固的塔吊地基，这个是很关键的。与塔吊的稳定性相关的因素是一块很大的混凝土台，塔吊运抵之前，施工队会花上几周的时间来浇注这个台子，这就是塔吊基础。

这个混凝土台通常会有对应的尺寸，以起重重量为10吨的塔吊为例，需要浇注的混凝土台大概是10x10x1.3米，重182,000千克，混凝土台里面是深嵌入的大锚固螺栓，这种深嵌入混凝土板内的大锚固螺栓能支撑塔吊的底部，因此塔吊实际上是由螺栓和地相连来确保它稳定性的。

塔吊基础示意 图源：新浪网

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当然，在设计混凝土台的时候，就需要把地质环境、工程设计等因素综合考虑，做好塔吊基础受力与荷载分析、塔吊基础强度计算、抗倾覆稳定性计算、基础受冲切承载力计算等，综合确定塔吊的选择和施工要求。

塔吊基础稳定性计算示意图 图源：参考文献1

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想看塔吊，可要注意安全

塔吊是建筑施工中的重要起重设备，在作业的过程中容易发生设备垮塌、高处坠落、物体打击、起重伤害等事故，其作业危险性大，存在着极大的安全风险。

施工提示标识 图源：《建筑工程施工现场标志设置技术规程JGJ348-2014》

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所以，如果想驻足观察一下塔吊的“长高”过程，切记选择天气好风力小的时候，远距离的观察即可，千万不要靠近更不要随意进入施工现场。

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