GB/T 36033-2018《起重机 稳定性要求 总则》标准解读
📌GB/T 36033-2018《起重机 稳定性要求 总则》是起重机抗倾覆稳定性验算的总纲标准。标准规定了各类起重机稳定性的基本要求、计算原则、载荷工况和稳定性判定准则,对应ISO 12210-1:2005(MOD),适用于桥式、门式、塔式、流动式、门座等各类起重机的稳定性设计验证。
GB/T 36033-2018是起重机稳定性要求的总则性标准,规定了各类起重机抗倾覆稳定性的计算方法和校核条件。起重机稳定性是整机安全设计的核心指标,直接关系到起重机在额定工况和非工作状态下的抗倾覆能力。
稳定性计算基本原理
GB/T 36033-2018规定起重机稳定性计算的基本原理是:在各项载荷作用下,起重机承受倾覆力矩(M倾覆)和稳定力矩(M稳定)的平衡关系。稳定性安全判据为:稳定力矩与倾覆力矩之比(即稳定系数K)应不小于规定的安全系数。稳定系数的计算公式为K=M稳定/M倾覆≥Kmin(其中Kmin为最小稳定系数,根据不同工况取值1.25~1.5)。稳定力矩由起重机自重(含配重和压重)对倾覆边的力矩产生,倾覆力矩由起升载荷、风载荷、惯性载荷和坡度载荷对倾覆边的力矩产生。计算时应取起重机的最大可能倾覆状态——即最不利载荷组合和最不利的倾覆方向。标准将起重机倾覆分为两种类型:整机倾覆(起重机整体绕倾覆边翻转)和局部失稳(如支腿一侧抬起、塔身失稳等)。对于桥式和门式起重机,主要验算大车运行方向的倾覆稳定性(沿轨道方向)和大车横向倾覆稳定性(垂直轨道方向)。
载荷工况与组合
标准规定了以下稳定性验算工况:工况一——工作状态无风(正常作业条件):作用载荷包括自重、额定起升载荷和惯性载荷(起升机构启动/制动产生的垂直惯性力、运行机构启动/制动产生的水平惯性力)。最小稳定系数Kmin=1.5。工况二——工作状态有风(有风条件下正常作业):作用载荷包括自重、额定起升载荷、惯性载荷和风载荷(工作状态风压取250Pa对应7级风速20m/s)。最小稳定系数Kmin=1.33。工况三——非工作状态有风(停机状态下承受最大风载荷):作用载荷包括自重和非工作状态风载荷(内陆地区取风压800Pa对应风速36m/s,沿海地区取风压1500Pa对应风速50m/s)。最小稳定系数Kmin=1.25。工况四——安装拆卸状态:作用载荷根据安装方案确定,最小稳定系数Kmin=1.25。标准还规定:对于吊运熔融金属的起重机,所有工况的稳定系数应在上述基础上再提高10%(即乘以1.1的系数)。
≥Kmin
自重+额定+惯性
工作风压250Pa
非工作最大风载
风速50m/s
系数×1.1
倾覆边的确定
标准详细规定了各类起重机倾覆边的确定方法:桥式起重机——倾覆边为大车车轮与轨道的接触线。对于四个支点(四车轮)的桥式起重机,倾覆边为被抬起侧车轮轴线(即同一侧前后两个车轮的连线)。由于桥式起重机在厂房内由轨道限制,一般情况下不会发生整机倾覆——但研究表明在极端风载(如厂房倒塌导致轨道位移)或地震作用下仍有倾覆可能,制造商应向用户提供抗风稳定性数据。门式起重机——大车运行方向倾覆边为门架一侧的行走轮连线,横向倾覆边为主梁一侧的走台栏杆与支腿的连接线(倾覆支点为下横梁或支腿底部)。户外门式起重机的风载荷作用产生抗倾覆和抗滑移两个安全问题——倾覆由稳定系数控制,滑移由夹轨器或锚定装置控制。塔式起重机——倾覆边为塔身底部与基础连接的混凝土基础边缘或支腿底部的连线。塔式起重机的稳定性是安全设计的核心指标——因为塔式起重机重心高、迎风面积大,是最容易发生倾覆事故的机型。克鲁德重工在桥门式起重机设计中严格执行GB/T 36033标准进行稳定性验算。
抗倾覆措施
标准推荐的提高起重机稳定性的措施:增加自重——在起重机底部或对重位置增加配重,提高稳定力矩。对于塔式起重机,合理设置压重的重量和位置是保证稳定性的基本手段。减小迎风面积——优化起重机结构外形(采用流线型或镂空结构),降低风载荷作用力。加宽支腿间距——对于流动式起重机,增加支腿横向和纵向的跨距可显著提高横向稳定系数(支腿跨度增大10%可使稳定系数增大约15%)。设置抗倾覆装置——在轨道式起重机两侧设置抗倾覆钩(防跳轨装置),即使在极端风载下车轮也不会脱离轨道。加强基础——塔式起重机的基础尺寸和深度应经过地基承载力计算,确保基础本身不会在倾覆力矩作用下翻转。日常使用中的注意事项——严禁超载作业;操作时避免突然启动和急刹车(惯性载荷会增加倾覆力矩);工作结束后将臂架转至顺风方向并打开回转制动器(让臂架随风自由转动以减小风载荷);遇暴风预警应提前采取锚固措施。
| 工况 | Kmin | 包括的载荷 | 验算目的 |
|---|---|---|---|
| 工作无风 | 1.5 | 自重+额定+惯性 | 正常作业安全 |
| 工作有风 | 1.33 | 自重+额定+惯性+风载 | 有风工况安全 |
| 非工作状态 | 1.25 | 自重+极端风载 | 抗最大风能力 |
| 安装拆卸 | 1.25 | 自重+安装载荷 | 施工过程安全 |
Häufig gestellte Fragen
问:起重机稳定性校核的基本原理是什么?
答:起重机稳定性的基本原理是力矩平衡:稳定力矩(由起重机自重产生)必须大于倾覆力矩(由吊载和风载产生)。稳定系数K=稳定力矩÷倾覆力矩,标准要求工作状态K≥1.15,非工作状态K≥1.25(按地区最大风速计算)。对于流动式起重机还要求考虑支腿支撑条件和地面承载能力。稳定性校核应取最不利的载荷组合——最大起重量+最大幅度+工作风载。
问:哪些因素会影响起重机的抗倾覆稳定性?
答:主要影响因素:1)起重机的自重和重心位置——自重越大、重心越低越稳定;2)起重量和幅度——起重量越大、幅度越大倾覆力矩越大;3)风载荷——风压与风速的平方成正比,强风时风载荷可占倾覆力矩的30%~50%;4)轨道坡度——轨道纵坡和横坡都会减小有效稳定力矩;5)基础承载能力——地基下沉或变形会导致起重机倾斜。标准要求在稳定性计算中应充分考虑这些因素。
问:塔式起重机的稳定性有什么特殊要求?
答:塔式起重机由于重心高、迎风面积大,稳定性要求更为严格:1)塔机必须按使用说明书设置压重和平衡重,压重不足是塔机倾覆的主要原因;2)塔机在非工作状态下应允许臂架自由回转(随风转动),以减少风载荷;3)轨道式塔机的轨道基础必须满足承载力要求,路基箱和轨道的铺设坡度≤1/1000;4)附着式塔机每道附着装置的间距和附着点承载力必须符合设计要求。克鲁德重工塔机出厂时提供完整的稳定性计算书。
问:起重机稳定性不足时的预警信号有哪些?
答:稳定性不足的预警信号包括:1)整机出现异常倾斜——应在停机后检查基础和轨道的水平度;2)车轮(或支腿)出现离地——是稳定性严重不足的直接信号;3)力矩限制器频繁报警——说明操作工况已接近或达到稳定性极限;4)大风天气整机晃动幅度明显增大——应尽快将臂架转至顺风方向降低风载荷;5)轨道基础出现明显下沉或开裂——应立即停止作业并加固基础。