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摘要：在建筑行业中，需要各种各样的施工设备，自升式塔式起重机就是其中的一种。自升式塔式起重机较其它起重机来说，结构更加轻巧，性能更加优良，起重力量更大，起升高度更高，里面还配备有风速测速仪，操作可靠。本文将针对自升式塔式起重机的塔顶的结构进行分析，分别讲述了片式塔顶和固定式塔顶的形式、特点和影响。
关键词：自升式塔式起重机；片式塔顶；固定式塔顶
中图分类号： TH21文献标识码： A
一、起重机塔顶的重要性
改革开放以后，我国的国民经济持续增长，城市的面积不断扩大，对于城市建设的需求也不断增长。城市的住宅区、商业区、工业区的建设都需要加快步伐，所以自升式塔式起重机的用武之地也越来越大。塔式起重机的塔顶有一个非常灵活的撑架，这个架子就是为了塔身和吊臂传递力量[1]。许多情况下，塔顶结构太重会影响起升的高度和重量，所以为了降低塔顶结构的自重，减小塔身截面的尺寸，改善塔身的受力状况，施工人员在传力过程中都会根据实际情况调整参数。
构成自升式塔式起重机的零部件有很多，其中，塔顶是塔机中非常重要的部分。塔顶一般都是采用固结的方式（有的则采用的铰结的形式）与塔机上的转台相连接，它必须穿过拉杆，左右分别与平衡臂和起重臂连接在一起。塔顶需要承受各种大小不同的力量，它的受力状况特别复杂，不仅要承受臂架的自重，还要承受臂架以上所有部件的重量，一般情况下也要承受载荷作用（如吊重、风载）产生的拉力、压力、弯矩以及剪切力。
随着我国的建筑的建设面积逐渐增加，建筑工地上经常发生塔顶失稳的现象，大多数原因都是由于塔顶的结构破坏了，起重机的塔顶是整个塔机中非常薄弱的部分[2]。因此，专家在设计自升式塔式起重机时，一定要着重对塔顶的结构进行细致的分析和研究，增强塔顶结构的稳定性，加强塔顶结构的强度，提高塔顶的抗过载能力。
二、片式塔顶与固定式塔顶
近年来，我国的自升式塔式起重机塔顶形式主要有两种，一是片式塔顶，二是固定式塔顶，两种塔顶都有先进之处，但是也有不足之处，但是都在我国得到了广泛的应用。下面将分别针对这两种形式的塔顶进行分析比较和探讨。
2.1片式塔顶
如今我国许多建设工地都用到了片式塔顶起重机，其塔机架设不仅方便，而且还省时省力，线条流畅、外形美观，结构非常简单。
片式塔顶的平衡臂臂架不仅可以制作成空间桁架结构，也可以制作成片式结构。使用两个铰点将片式结构的平衡臂臂架与塔机的上转台相连接，这样总体看起来就像一个固定的整体。起重机的塔顶通常都以单铰铰结于上转台，为了让平衡臂拉杆和起重臂拉杆能够连接起来，在安装片式塔顶时，塔机的上转台与塔顶下部之间必须使用一个斜撑杆将它们撑起来，这样平衡臂拉杆和起重臂拉杆就能够很好的连接起来，然后在撤除斜撑杆[3]。
塔顶和平衡臂拉杆与上转台连接后形成一个整体，这个整体再与起重臂连接起来形成一个固定的结构。片式塔顶的受力状况比较简单，它只承受轴向压力，但是不承受弯矩 ，因为塔顶是以铰交的方式制作的。臂架以及其它机构都有其自身的重量，即使没有工作，平衡臂的上侧和下侧也会受拉力和压力的影响；如果各个设备都处于工作状态，起重机不同的起升载荷和幅度也会改变受力和应力，只是这个受力比不工作时变化的更快。
通过上面的分析，我们不难看出，在平衡臂上弦杆或下弦杆上，我们可以安装一个力矩限制器。但是在现实中，力矩限制器大多数都安装在平衡臂下弦杆的侧面，这样做的好处是以免设备在使用时碰坏了力矩限制器[4]。另外要注意的是，片式塔顶平面内的上部都会安装一个起升机构导向轮。
2.2固定式塔顶
固定式塔顶与片式塔顶相比较，固定式塔顶的结构更为复杂，但它也有优于片式塔顶的地方，就是它的平衡臂的结构更加简单。另外，固定式塔顶能够承受的力量也比较清晰明确。
空间桁架是固定式塔顶的主要结构形式，这个桁架的主要构成材料是弦杆跟腹杆。一般情况下，为了减小风载荷对空间桁架的影响，都会把弦杆跟腹杆制作成钢管，或者是实心的圆钢。这样做的目的是可以减小迎风面积，从而减小了水平的风力。
固定式塔顶主要有四根主弦杆，这四根主弦杆分别与塔机上的转台连接在一起，而连接它们的是处于同一水平面的四个接头，一般情况下都是采用铰接的形式连接，有时候也采用法兰盘的形式连接。在制作塔机的平衡臂时，一般都会制作成薄的片状结构，起重臂和平衡臂都是采用铰接或者固结的形式与转台相连接，然后二者分别通过拉杆与起重机塔顶的顶部连接在一起[5]。另外，需要我们注意的是，为了保证塔顶能够很好地受力，固定式塔顶的四根主弦杆交错分布时最好能够相交于一点，而且平衡臂拉杆的中心线最好也能够通过该点。
力矩限制器是一种安装在塔顶主弦杆上的仪器，该仪器可以防护起升平面内的超载力矩，而且它也不受平衡的重量、臂架的自重以及机构的重量的影响。同时必须注意，在使用力矩限制器时一定要谨慎小心，不要失误，如果调整的起重力矩过大很容易造成各种事故的发生，如塔机倾翻、塔顶失稳、塔机折臂等事故经常发生在施工场地上。 塔机不管是运转还是不运转，塔顶都很很容易受到后倾力矩的作用,导致塔顶前弦杆和后弦杆受到拉力和压力的影响。另外，为了保证塔顶的稳定性，所以必须在塔顶的两个侧平面内加腹杆，形成几何构造的体系，而且这个体系不容易改变。
导向轮是被固定在起重机塔顶顶部的，要想把起升机构的起升钢丝绳与变幅小车吊钩组和起升机构连接起来，这根钢丝绳必须穿过导向轮才能完成该动作。起重机塔顶的导向轮通常都安装在不同的位置上，安装在不同的位置上有着不同的影响。比如说，有的将导向轮安装在起重臂侧的前弦杆内，由于起升钢丝绳通过导向轮向上拉升会产生拉力，所以达到一定的重量时，起重机塔顶的弦杆非常容易失去平衡，然后失稳[6]。施工过程中，工人要时刻注意前后弦杆的受力状况，看看吊重时受力有没有发生变化，为了调整前后弦桿的受力状况使其相同，可以改变起升钢丝绳导向轮的位置（如把导向轮放置在后弦杆平面上），这样做的好处就是不仅可以减小前后弦杆的负载重量，还可以保证腹杆有强大的支撑作用和承载能力。
固定式塔顶塔机的高度可以采用样机应力测试、理论计算的方法来确定，而且这个高度一定要有所限制，不宜过高，也不宜过低。太高的话，汽车起重机的起升高度很容易影响到塔顶塔机的安装以及拆卸；太低的话，则会导致起重臂和平衡臂所承受的压力增大，造成臂架失去稳定的局面。由此可以看出，固定式塔顶塔机的高度一定要适当。
三、结语
总的来说，固定式塔顶塔机和片式塔顶塔机都有着各自特殊的地方，而且各自的市场都很强大，生命力都很旺盛。但是在实际中，由于固定式塔顶很容易受到外部条件（如安装条件）的限制，所以一些设计师在设计大型的塔机或超大型塔机的时候，一般都不会采用固定式塔顶；另一方面，片式塔顶的结构虽然很简单,但是平衡臂的结构却非常复杂，在制作时需要很高的费用，所以一些中小型塔机一般也不会选择设计这种结构的塔顶。这两种形式的塔顶都有其各自的有点和不足，没有孰好孰坏之分。因此，当前的主要任务是，根据现有塔机的不足之处，加快研究的步伐，努力研发出更美观更优良的自升式塔式起重机塔顶。
参考文献:
[1] GB 9462—1999 塔式起重机技术条件[S].
[2] GB 5144—2006 塔式起重机安全规程[S].
[3] 建设部北京建筑机械综合研究院所，中国标准出版社第三编辑室. 建筑起重机标准汇[G]. 北京：中国标准出版社，1998.
[4] 范俊祥. 塔式起重机[M]. 北京：中国建材工业出版社，2004.
[5] 刘佩衡. 塔式起重机使用手册[M]. 北京：机械工业出版社，2002.
[6]起重机设计手册6编写组.起重机设计手册,机械工业出版社,1980,275一279.
关键词：自升式塔式起重机；片式塔顶；固定式塔顶
中图分类号： TH21文献标识码： A
一、起重机塔顶的重要性
改革开放以后，我国的国民经济持续增长，城市的面积不断扩大，对于城市建设的需求也不断增长。城市的住宅区、商业区、工业区的建设都需要加快步伐，所以自升式塔式起重机的用武之地也越来越大。塔式起重机的塔顶有一个非常灵活的撑架，这个架子就是为了塔身和吊臂传递力量[1]。许多情况下，塔顶结构太重会影响起升的高度和重量，所以为了降低塔顶结构的自重，减小塔身截面的尺寸，改善塔身的受力状况，施工人员在传力过程中都会根据实际情况调整参数。
构成自升式塔式起重机的零部件有很多，其中，塔顶是塔机中非常重要的部分。塔顶一般都是采用固结的方式（有的则采用的铰结的形式）与塔机上的转台相连接，它必须穿过拉杆，左右分别与平衡臂和起重臂连接在一起。塔顶需要承受各种大小不同的力量，它的受力状况特别复杂，不仅要承受臂架的自重，还要承受臂架以上所有部件的重量，一般情况下也要承受载荷作用（如吊重、风载）产生的拉力、压力、弯矩以及剪切力。
随着我国的建筑的建设面积逐渐增加，建筑工地上经常发生塔顶失稳的现象，大多数原因都是由于塔顶的结构破坏了，起重机的塔顶是整个塔机中非常薄弱的部分[2]。因此，专家在设计自升式塔式起重机时，一定要着重对塔顶的结构进行细致的分析和研究，增强塔顶结构的稳定性，加强塔顶结构的强度，提高塔顶的抗过载能力。
二、片式塔顶与固定式塔顶
近年来，我国的自升式塔式起重机塔顶形式主要有两种，一是片式塔顶，二是固定式塔顶，两种塔顶都有先进之处，但是也有不足之处，但是都在我国得到了广泛的应用。下面将分别针对这两种形式的塔顶进行分析比较和探讨。
2.1片式塔顶
如今我国许多建设工地都用到了片式塔顶起重机，其塔机架设不仅方便，而且还省时省力，线条流畅、外形美观，结构非常简单。
片式塔顶的平衡臂臂架不仅可以制作成空间桁架结构，也可以制作成片式结构。使用两个铰点将片式结构的平衡臂臂架与塔机的上转台相连接，这样总体看起来就像一个固定的整体。起重机的塔顶通常都以单铰铰结于上转台，为了让平衡臂拉杆和起重臂拉杆能够连接起来，在安装片式塔顶时，塔机的上转台与塔顶下部之间必须使用一个斜撑杆将它们撑起来，这样平衡臂拉杆和起重臂拉杆就能够很好的连接起来，然后在撤除斜撑杆[3]。
塔顶和平衡臂拉杆与上转台连接后形成一个整体，这个整体再与起重臂连接起来形成一个固定的结构。片式塔顶的受力状况比较简单，它只承受轴向压力，但是不承受弯矩 ，因为塔顶是以铰交的方式制作的。臂架以及其它机构都有其自身的重量，即使没有工作，平衡臂的上侧和下侧也会受拉力和压力的影响；如果各个设备都处于工作状态，起重机不同的起升载荷和幅度也会改变受力和应力，只是这个受力比不工作时变化的更快。
通过上面的分析，我们不难看出，在平衡臂上弦杆或下弦杆上，我们可以安装一个力矩限制器。但是在现实中，力矩限制器大多数都安装在平衡臂下弦杆的侧面，这样做的好处是以免设备在使用时碰坏了力矩限制器[4]。另外要注意的是，片式塔顶平面内的上部都会安装一个起升机构导向轮。
2.2固定式塔顶
固定式塔顶与片式塔顶相比较，固定式塔顶的结构更为复杂，但它也有优于片式塔顶的地方，就是它的平衡臂的结构更加简单。另外，固定式塔顶能够承受的力量也比较清晰明确。
空间桁架是固定式塔顶的主要结构形式，这个桁架的主要构成材料是弦杆跟腹杆。一般情况下，为了减小风载荷对空间桁架的影响，都会把弦杆跟腹杆制作成钢管，或者是实心的圆钢。这样做的目的是可以减小迎风面积，从而减小了水平的风力。
固定式塔顶主要有四根主弦杆，这四根主弦杆分别与塔机上的转台连接在一起，而连接它们的是处于同一水平面的四个接头，一般情况下都是采用铰接的形式连接，有时候也采用法兰盘的形式连接。在制作塔机的平衡臂时，一般都会制作成薄的片状结构，起重臂和平衡臂都是采用铰接或者固结的形式与转台相连接，然后二者分别通过拉杆与起重机塔顶的顶部连接在一起[5]。另外，需要我们注意的是，为了保证塔顶能够很好地受力，固定式塔顶的四根主弦杆交错分布时最好能够相交于一点，而且平衡臂拉杆的中心线最好也能够通过该点。
力矩限制器是一种安装在塔顶主弦杆上的仪器，该仪器可以防护起升平面内的超载力矩，而且它也不受平衡的重量、臂架的自重以及机构的重量的影响。同时必须注意，在使用力矩限制器时一定要谨慎小心，不要失误，如果调整的起重力矩过大很容易造成各种事故的发生，如塔机倾翻、塔顶失稳、塔机折臂等事故经常发生在施工场地上。 塔机不管是运转还是不运转，塔顶都很很容易受到后倾力矩的作用,导致塔顶前弦杆和后弦杆受到拉力和压力的影响。另外，为了保证塔顶的稳定性，所以必须在塔顶的两个侧平面内加腹杆，形成几何构造的体系，而且这个体系不容易改变。
导向轮是被固定在起重机塔顶顶部的，要想把起升机构的起升钢丝绳与变幅小车吊钩组和起升机构连接起来，这根钢丝绳必须穿过导向轮才能完成该动作。起重机塔顶的导向轮通常都安装在不同的位置上，安装在不同的位置上有着不同的影响。比如说，有的将导向轮安装在起重臂侧的前弦杆内，由于起升钢丝绳通过导向轮向上拉升会产生拉力，所以达到一定的重量时，起重机塔顶的弦杆非常容易失去平衡，然后失稳[6]。施工过程中，工人要时刻注意前后弦杆的受力状况，看看吊重时受力有没有发生变化，为了调整前后弦桿的受力状况使其相同，可以改变起升钢丝绳导向轮的位置（如把导向轮放置在后弦杆平面上），这样做的好处就是不仅可以减小前后弦杆的负载重量，还可以保证腹杆有强大的支撑作用和承载能力。
固定式塔顶塔机的高度可以采用样机应力测试、理论计算的方法来确定，而且这个高度一定要有所限制，不宜过高，也不宜过低。太高的话，汽车起重机的起升高度很容易影响到塔顶塔机的安装以及拆卸；太低的话，则会导致起重臂和平衡臂所承受的压力增大，造成臂架失去稳定的局面。由此可以看出，固定式塔顶塔机的高度一定要适当。
三、结语
总的来说，固定式塔顶塔机和片式塔顶塔机都有着各自特殊的地方，而且各自的市场都很强大，生命力都很旺盛。但是在实际中，由于固定式塔顶很容易受到外部条件（如安装条件）的限制，所以一些设计师在设计大型的塔机或超大型塔机的时候，一般都不会采用固定式塔顶；另一方面，片式塔顶的结构虽然很简单,但是平衡臂的结构却非常复杂，在制作时需要很高的费用，所以一些中小型塔机一般也不会选择设计这种结构的塔顶。这两种形式的塔顶都有其各自的有点和不足，没有孰好孰坏之分。因此，当前的主要任务是，根据现有塔机的不足之处，加快研究的步伐，努力研发出更美观更优良的自升式塔式起重机塔顶。
参考文献:
[1] GB 9462—1999 塔式起重机技术条件[S].
[2] GB 5144—2006 塔式起重机安全规程[S].
[3] 建设部北京建筑机械综合研究院所，中国标准出版社第三编辑室. 建筑起重机标准汇[G]. 北京：中国标准出版社，1998.
[4] 范俊祥. 塔式起重机[M]. 北京：中国建材工业出版社，2004.
[5] 刘佩衡. 塔式起重机使用手册[M]. 北京：机械工业出版社，2002.
[6]起重机设计手册6编写组.起重机设计手册,机械工业出版社,1980,275一279.