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楔子

这两天上海迎来了台风“巴威”，正好又碰上前两天家里有块玻璃栏板自爆了，所以我真是如临大敌啊。

关于玻璃自爆的事情，可以扩展阅读：《》

所以我时不时的会站在阳台上望望“天象”，而小区后面的一栋烂尾楼的塔吊常是我观察的主体。

突然一个问题闯入了我的脑海：塔吊这么高，为什么“不怕”台风天？

所以今天这篇文章，就来聊聊这个问题。

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定义

首先来了解一下什么是塔吊。

塔吊

又称塔机，是将动臂装在塔身上部的塔式旋转起重机，起源于西欧，据记载第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。

塔吊由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。

• 金属结构包括塔身、动臂和底座等。

• 工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。

• 电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。

塔吊其实是一个装配式构件，由一节一节的“标准节”组装而成，它能随着使用要求，慢慢长高，就和小孩子搭乐高积木一样。（如下图）

正因为是一个镂空的桁架结构，所以塔吊中间还是可以攀爬的，可能是用于突发情况的检修吧。（如下图）

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抗倾覆

通俗点来说，塔吊抗台风的原理主要是两点：一个是保证自己这么高不能倒，另一个是如何巧妙地化解台风的“力量”。

我们可以把塔吊顶部看成一个不等臂的动态平衡的天平，通俗点说就是老式的秤。（如上图）

有句话叫做秤砣虽小压千斤，其实塔吊也是采用这样的原理。左端为平衡臂，配重块就是“秤砣”，而右端为起重臂，吊起的重物就类似要称的东西。（如下图）

理论上两端的力矩必须完全相等，但其实塔吊并非绝对平衡，而是有可承受的范围，部分力矩会由其自身的结构强度来承受。（如下图）

而台风天只不过多了一个风荷载，只要两端能平衡，也就算扛住台风了。

为了防止塔吊被风吹倒下来，塔吊的地基设计的是十分稳固的，固定地基通常会采用桩基加混凝土承台的方式，确保其抗倾覆的能力。（如下图）

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抗水平力

上面一节解释了塔吊自身不倒的原理，那它又是如何巧妙化解台风的“水平力”的呢？

大家有没有发现：大风的时候，塔吊是会自己转的。

这就是塔吊抵御台风的方式，让吊臂能够随风转动，以便最大程度释放风载荷的动能，抵御强台风袭击。

所以塔吊其实不是靠蛮力“扛”台风，而是巧妙的通过“转圈”来化解风的力量，这就有点像“太极”，四两拨千斤。

再加上塔吊是桁架结构，等于是通过“一副空心骨骼”最大程度的降低了风阻；而且高强度的钢结构也保证了塔吊自身不会“倾倒”。

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防风措施

除了原理上的抗台风，塔吊还有一些技术措施应对台风的来袭。

相关的技术规定明确：台风天不能进行塔吊的操作。

风力达到6 级（10.8m/s）及以上时，必须停止塔吊所有吊装作业；风力4-5 级时，禁止进行塔吊安装、拆卸及顶升加节等高危作业 。

根据《塔式起重机安全规程》GB5144和《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196规定：

塔式起重机在非工作状态时，应松开回转机构的制动器，使大臂能随风转动，以最大程度释放风荷载动能，抵御台风。

台风到来之前，对于塔吊的操作还有一些标准动作。

• 动臂式塔吊，需要把起重臂降到最低仰角（甚至趴到接近水平），让最小迎风面朝风，减少受风面积。（如下图）

• 水平臂塔吊，需要把吊臂转到顺着风向（自由回转状态，不能锁死），让风从侧面吹过而不是横推；吊钩升到顶端，钢丝绳收紧。

• 夹紧 + 锚定：轨道式夹轨钳锁紧、加锚定桩；固定式检查地脚螺栓；内爬式加固附墙件。

• 配重与平衡：保留必要平衡重，去掉吊载，小车收到臂根。

• 群塔交错：多台相邻塔吊的臂要错开高度，防止风转时互撞。（如上图）

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结束语

作为高空作业的大型设备，高空风力对塔吊来说影响极大，稍有不慎就可能导致工程事故。

其实塔吊不是不怕台风，而是有一套专门的"抗台操作"，再加上设计时本来就留了风荷载余量，才保证了台风天塔吊不拆除也能安全。