塔吊是什么？如何在工地上升高？文章解开大家20多年的疑惑

在建筑工地有这样一件神奇的事，白天时工地上一切正常，只有基本的耗材和建筑材料，但是过了一晚便会发现，工地上突然多了个建筑。几乎没有人看到它是怎么“长”出来的，而它对工地来讲至关重要，这到底是啥呢？这个神奇的工地建筑便是塔吊起重机，想必除了在工地干活儿的工人，一般人也不会知道这种装置到底是怎么回事。

运行中的塔吊

为什么它可高可矮？它又是如何出现的？来去无影，非常自然。要建造这样一个建筑需要什么设备？为什么它的建造速度如此迅速？本文将从塔吊起重机的安装流程以及发展历史来回答这些问题。接下来就给部分朋友解决20多年的疑惑，塔吊到底是怎么升高的？

“神秘的”塔式起重机

塔吊其实也是起重机的一种，在众多起重机中尤为特殊，除了它的功能实用，而且应用广泛，剩下的就只有它的高度了。修多高的楼，就要建更高的塔，如今人类最高的塔吊起重机都已经超过1000米，不知道未来还会玩出什么花样。

塔吊随楼高变化

在古代，建造起重机的基本都是能人工匠，城堡修筑，城墙建筑等大型吊装都要用到起重机。早期的起重机完美地利用了杠杆原理，后期添加了一些滑轮组来减少人工动力。

阿基米德“杠杆原理”

在动力选择上无非就是人力或者水力，依靠绳索和滑轮进行拉动。不过这也决定了当时的建筑上限不会超过塔吊的能力，重了会塌，动力不够也拉不动，想修点宏伟的建筑大部分还得依赖人力。

不过进入工业时代后就不一样了，蒸汽机、电力机的出现使得起重机能够进一步提升自己的能力。18、19世纪的蒸汽式起重机是当时主流的起吊装置，这类起重机大部分操作也都是手动，但是得益于蒸汽动力，依托简单的机械装置就能够很好的进行吊装。

格兰工程师伦尼为伦敦船坞建造了第一批蒸汽起重机

港口、陆地的起重机在设计上略有不同，因为要考虑到受力平衡，因此需要对关键部位进行固装。中世纪的起重机很少会配备棘轮或者制动器来防止负载向后运行，这种做法主要是考虑到起重机的踏轮可以施加一个较高的摩擦力，这种摩擦力可以防止齿轮加速失去控制。

工业革命让建筑得到了进化，主要体现在人类需要更大更高的建筑来满足活动需求，所以这一时期的起重机通常都会配备一个封闭的气缸，并配以一个调节阀门来控制流体的运动。大型的起吊活动会有更大的液压装置，电机的使用当然也是有一方面的考虑。

工业革命让各种起重机“应时而生”

不过现代最为常见的起重机，除了港口常用的，地面区域通常会使用塔式起重机进行起吊作业。由于现代建筑大多都是高楼建筑，这要求起吊装置的高度足够高，同时还能保证工况运作平稳。

塔式起重机是怎么升高的？

了解塔式起重机的装配和出现并不困难，接下来我们可以较为详细地去了解它的建筑过程。塔式起吊设备得益于现代工业的材料和力学平衡的应用，它几乎都是由相同的基本部件组成，并且能够满足高度需求和起重能力的最佳组合。它的主体部分大致可以分为主体框架、回转装置、操作室、起重臂、反动臂、电机绞盘、挂钩、配重块。

塔吊的详细结构

主体框架部分是整个塔吊的主体支撑部分，它主要通过钢桁架组成，并且彼此连接起到最大的受力作用；回转装置位于桅杆部分的顶部，它可以让起重机进行360°的水平旋转，并由电机提供动力；操作室很好理解，几乎所有的起重机都需要进行人为操控；起重臂和反动臂配合使用。

模拟正在工作的塔吊

起重臂是塔吊的工作区域，它能够进行上下移动，并沿着臂体进行水平移动，反动臂起着配重作用，上面还有各种电子设备。最后是电机绞盘和挂钩，这两部分互相配合，进行主要的起吊工作，而绞盘上还会配备变速电机进行相应的速度调节；最后是配重区，由于塔吊的起重臂长度会超出力矩平衡的范围，为了保证塔吊平衡，在反动臂的后方会备有混凝土制作的配重块来保持平衡。

然后是组装，整个组装过程我们可以把它看作蠕虫般的爬升。在正式组装前，必须要建设一个坚实的地基。由于塔吊需要承受极高的重量，并且受力面非常集中，因此一个坚实的地基必不可少。

地基是塔吊的关键

这部分会由高强度钢架组成一个基本的脚架框，每个钢架之间纵横交叉保证最大受力，并且相互固定。修筑好基本框架后便会进行水泥浇灌，这一步是为了固化塔吊的地基。固化完成后，地基留出的四个固定锚点便是塔吊的安装基准位置。

塔吊的安装

这时地面会派出起吊车辆装配一段基本高度的主体框架，框架会和地面锚点结合，并由高强度螺栓固定，通常来讲为4颗。这一段是塔吊的基本高度，该高度主要由起吊车辆和建筑高度所限制。

完成基本的装配后，液压油缸框架会嵌套在主体部分，并由液压卡钳固定住，然后安装控制室、起吊臂等等，最后一个基本的塔式起重机就完成了。（注意，主控制室和起吊主体是共同配合在液压油缸框架中的）

塔式起重机远景全观

随着建筑物高度的不断增加，当建筑高度和塔吊高度之间的距离小于10米时，就需要再次增加塔吊高度了。那么这时又该如何增加塔吊起重机的高度呢？到了需要增加高度的时候，液压油缸框架便会派上用场。首先，塔吊会将需要增加的主体框架放置在液压油缸框架的平台上，然后备出其余需要的主体。

液压油缸框架在塔吊的位置（红色）

然后工人们需要松开控制主体与框架固定的螺栓，借由液压油缸的抬升，一层一层地向上攀升，液压油缸框架中带有嵌套卡扣防止装置下滑，每抬升一点，卡扣松开提供活动空间，油缸泄压缓慢降落，卡扣固定。

随着高度的上升，当预留空间能够满足增加新的主体框架时，工人们便会在平台上对新框架进行增高固定，最后安装好螺栓并带上插销完成塔吊加装。只要有新的高度需求，塔吊起重机便会在后面以同样的方式进行加装。

现场的工人们

当建筑修筑完成后，塔吊需要拆除时，只需要将整个安装步骤以相反的流程进行便可以完成拆卸。整个流程实际上并不复杂，熟练的操作工人也能够在数天内完成基本的建设，因此我们所看见突然冒出的塔吊起重机很多时候都是已经完成了基础建设，只需要进行装配就好了。

大多数时候这种装配会选择在人少，干扰少的时候，这也是为什么我们很难注意到塔吊的装配。如果不是深入其中，也许大部分人想破脑袋都想不出这种装置到底是怎么建设的。

夜间工作的塔吊

人类的建筑无论在古代还是现代都体现了建筑师们的智慧，所以当我们看见那些高楼大厦时，不妨可以想象这背后的工程有多么优秀，而这一切都离不开工人们的辛勤付出。