高層建筑施工用垂直運輸機械

1、第四章 高層建筑施工 用起重運輸機械 高層建筑施工用垂直運輸機械 第一節(jié) 起重運輸機械的選擇 第二節(jié) 塔式起重機 第三節(jié) 外用施工電梯 第四節(jié) 混凝土泵和泵車高層建筑施工用垂直運輸機械 高層建筑施工，每天都有大量建筑材料、半成品、成品和施工人員要進行垂直運輸，因此，起重運輸機械的正確選擇和使用非常重要。 在高層建筑施工中，垂直運輸作業(yè)具有下述特點： 1、運輸量大；2、機械費用大；3、對工期影響大 因此說，高層建筑的施工速度在一定程度上取決于施工所需物料的垂直運輸速度。高層建筑施工用垂直運輸機械 高層建筑施工中垂直運輸?shù)奈锲罚?對于目前我國應(yīng)用最多的混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑，施工過程中需要進行運輸?shù)?/p>

2、物品主要是模板（滑模、爬模除外）、鋼筋和混凝土，另外還有墻體、裝飾材料以及施工人員的上下。第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械 垂直運輸?shù)姆椒ǎ?墻體材料和樓蓋模板、鋼筋等運輸主要利用塔式起重機，由于其起重臂長度大，模板的拼裝、拆除方便，鋼筋或鋼筋骨架亦可直接運至施工處，效率較高。對于高度較低的高層建筑，或?qū)τ谥小⑿〕鞘幸恍┤狈Υ笮推鹬剡\輸設(shè)備的施工企業(yè)，也可利用簡易塔式起重機或井架起重機上附裝的拔桿進行模板、鋼筋的吊運。第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械 垂直運輸?shù)姆椒ǎ?混凝土的運輸可用塔式起重機和料斗、混凝土泵、快速提升機、井架起重機，其中以混凝土泵的運

3、輸速度最快，可連續(xù)運輸，而且可直接進行澆筑，如加布料機則澆筑范圍更大。第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械 垂直運輸?shù)姆椒ǎ?高層建筑施工過程中，施工人員的上下主要利用人貨兩用施工電梯。 尺寸不大的非承重墻體材料和裝飾材料的運輸，可用施工電梯、井架起重機、快速提升機等。第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械 基于上述分析，高層建筑施工時起重運輸體系可按下列情況進行組合： 塔式起重機+施工電梯 塔式起重機+混凝土泵+施工電梯 塔式起重機+快速提升機（或井架）+施工電梯 井架起重機+施工電梯 井架起重機+快速提升機+施工電梯 上述各種起重運輸體系組合，在一定條件下技術(shù)

4、方面皆能滿足高層建筑施工過程中運輸?shù)男枰?，但在進行選擇時應(yīng)全面考慮下述幾方面：第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械1、運輸能力要能滿足規(guī)定工期的要求2、機械費用低3、綜合經(jīng)濟效益好從我國目前大中城市高層建筑施工時選用的起重運輸機械的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢來看，采用塔式起重機加混凝土泵加施工電梯方案者愈來愈多。國外情況也類似。該方案對實現(xiàn)機械化，減輕勞動強度和加快施工速度有利。 起重運輸機械的選擇要滿足下述要求第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械 塔 吊龍門架第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械塔吊基礎(chǔ)圖 第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機

5、械自升式升降機第一節(jié) 起重運輸機械的選擇高層建筑施工用垂直運輸機械 1、按塔式起重機工地上使用架設(shè)的要求： 可分為固定式、軌行式、附著式、內(nèi)爬式。 固定式不用鋪設(shè)軌道，但其作業(yè)范圍小 軌行式的優(yōu)點是可沿軌道兩側(cè)全幅作業(yè)范圍內(nèi)進行吊裝，對施工的建筑物無附加的作用力，整機重心低、穩(wěn)定性好、裝拆方便。其缺點是路基工作量大、占用施工場地大，使用高度受一定限制，只能用于高度不大的高層建筑 第二節(jié) 塔式起重機一、塔式起重機的基本形式高層建筑施工用垂直運輸機械 附著式的優(yōu)點占地面積小，起重高度大可達100m以上，可自升高、安裝方便；缺點是需增設(shè)附墻支撐、對建筑物作用有附加力，塔身固定臂幅作用范圍受限制。內(nèi)爬

6、式的優(yōu)點起重機布置在建筑物中間，隨建筑物的增高而向上爬升，對施工場地小的情況最適宜，作用的有效范圍大，能充分發(fā)揮起重機能力，整機用鋼量少，造價低。對高度較大的高層建筑目前應(yīng)用較多的是附著式和內(nèi)爬式一、塔式起重機的基本形式第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械 2、按塔式起重機的起重變幅型式 可分為起重臂架改變仰角變幅式、起重小車變 幅式和折臂變幅式3、按塔式起重機旋轉(zhuǎn)部位 可分為上旋式和下旋式。 4、按塔身加節(jié)型式 可分為上加節(jié)式、中加節(jié)式和下加節(jié)式。一、塔式起重機的基本形式第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械高層建筑施工用垂直運輸機械高層建筑施工用垂直運輸機械 根據(jù)我國高層建筑

7、的施工經(jīng)驗，對高層建筑施工用塔式起重機一般有下述要求： 1、起重臂要長2、工作速度要高而且能調(diào)速 3、宜用起重小車變幅式的臂架 4、可以改善操縱條件二、對自升塔式起重機技術(shù)性能的要求第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械（一）基本參數(shù)的確定 塔式起重機的基本參數(shù)是幅度、起重量、起重力矩和吊鉤高度。高層建筑施工時需根據(jù)施工對象特征確定所需要的參數(shù)。三、塔式起重機的選用第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械1、幅度 指從塔式起重機回轉(zhuǎn)中心線至吊鉤中心線之間的水平距離，又稱回轉(zhuǎn)半徑或工作半徑。它包括最大幅度和最小幅度兩個參數(shù)。2、起重量 包括最大起重量和最大幅度時的起重量兩個參數(shù)。3、起

8、重力矩 幅度和與之對應(yīng)的起重量的乘積稱為起重力矩。4、吊鉤高度 是自軌道基礎(chǔ)的軌頂表面或混凝土基礎(chǔ)的頂面到主吊鉤中心的垂直距離。（一）基本參數(shù)的確定第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械（二）塔式起重機的選用1、先根據(jù)建筑特點，選定塔式起重機的型式；2、再根據(jù)建筑物的體形、平面尺寸、標準層面積和塔式起重機布置情況（單側(cè)、雙側(cè)布置等）計算塔式起重機必須具備的幅度和吊鉤高度；3、然后根據(jù)構(gòu)件或容器加重物的重量，確定塔式起重機的型號。4、最后根據(jù)施工進度計劃、流水段劃分和工程量、吊次的估算，計算塔式起重機的數(shù)量，確定其具體的布置。 第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械（一）塔式起重機的

9、基礎(chǔ) 附著式、固定式塔式起重機采用固定式混凝土基礎(chǔ)，它由C35混凝土和鋼筋澆筑而成，分為整體式和分離式兩種。 前者是塔身節(jié)的四個肢通過預(yù)埋件固定在一厚鋼筋混凝土板上，混凝土用量大，對預(yù)埋件位置、標高要求高，但它能起壓載作用，提高塔身抗整體傾覆的穩(wěn)定性。四、塔式起重機使用中的幾個技術(shù)問題第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械（一）塔式起重機的基礎(chǔ)1、整體式基礎(chǔ)整體式混凝土基礎(chǔ)的計算包括：（1）基礎(chǔ)底面壓力計算1）軸心荷載時 Pfa2）偏心荷載時 Pmax1.2fa P-基礎(chǔ)底面平均壓力 fa-地基承載力（2）防止塔身起重機傾覆計算（P221） e=（Mt+Hh）/（V+G）L/3第二節(jié) 塔

10、式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械（一）塔式起重機的基礎(chǔ)2、分離式基礎(chǔ)（1）確定基礎(chǔ)埋深一般塔式起重機基礎(chǔ)埋深為11.5m,視地基情況而定（2）計算基礎(chǔ)底面面積 A=（V+G）/fa（3）計算基礎(chǔ)高度 hV/（0.6ftum）式中字母意義均見教材221頁和圖示。第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械3、塔式起重機基礎(chǔ)的布置（1）布置在基礎(chǔ)邊 當采用附著式塔式起重機時，如基坑面積與上部建筑面積相近時，基礎(chǔ)施工階段的塔式起重機一般布置在基坑邊，此時，布置方式有以下三種： 1)布置在圍護墻之外 2)布置在水泥土墻圍護墻上 3)布置在樁上 第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械高層建筑施工

11、用垂直運輸機械（2）布置在基坑中央 隨著地下空間的利用,有很多地下室不局限設(shè)在上部主體結(jié)構(gòu)以下的范圍內(nèi),而是比上部建筑面積大得多。此時基坑面積比上部建筑占地面積大得多，塔式起重機的布置往往不能設(shè)在基坑邊，而需設(shè)在基坑中。第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械（2）布置在基坑中央 基坑中央的塔式起重機的布置位置，可在地下工程施工前進行，其施工順序為：1）確定塔式起重機的布置位置 2）塔吊樁基及支撐立柱施工 3）塔吊承臺 4）塔式起重機安裝5）基坑開挖與系桿安裝第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械 附著式塔式起重機隨施工進行向上接高到限定的自由高度后，便需利用附著裝置與建筑物拉結(jié)，以

12、減小塔身長細比，改善塔身結(jié)構(gòu)受力，同時將塔身上部傳來的力矩、水平力等通過附著裝置傳給已施工的結(jié)構(gòu)。 附著裝置有整個塔身抱箍式和抱柱式兩種。前者整體性好，但用鋼量多，構(gòu)造復(fù)雜；后者結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便。（二）附著式塔式起重機的附著裝置第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械1、附著桿計算 附著桿內(nèi)力按說明書規(guī)定取用；如說明書無規(guī)定，或附著桿與建筑物連接的兩支座間距改變時，則需進行計算。包括： （1）附著桿內(nèi)力 （2）附著桿長細比計算 （3）穩(wěn)定性計算（二）附著式塔式起重機的附著裝置第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械 附著支座與建筑物的連接，目前多采用預(yù)埋在建筑物構(gòu)件上的螺栓相連接。預(yù)

13、埋螺栓的規(guī)格、材料、數(shù)量和施工要求在塔式起重機的使用說明書中一般也有規(guī)定。 如無規(guī)定，可按下列要求確定： （1）預(yù)埋螺栓用Q235鎮(zhèn)靜鋼制作（2）附著的建物構(gòu)件的混凝土強度等級不應(yīng)低于C20（3）螺栓的直徑不宜小于24mm（4）螺栓埋入長度和數(shù)量符合規(guī)定計算要求（5）附著點應(yīng)設(shè)在建筑物樓面標高附近，距離不宜大于200mm。附著點處結(jié)構(gòu)需驗算，必要時可加強。2、附著支座連接計算第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械 附著式自升塔式起重機的加節(jié)兩種接高方式一般分為上加節(jié)和中加節(jié)兩種：1、將標準節(jié)吊到擺渡小車上，將過渡節(jié)與塔身標準節(jié)相聯(lián)的螺栓松開；2、開動液壓千斤頂，將塔頂及頂升套架頂升到超過

14、一個標準節(jié)的高度，然后用定位銷將頂升套架固定；3、液壓千斤頂回縮，借助手搖鏈輪將裝有標準節(jié)的擺渡小車拉到套架中間的空間里；（三）附著式自升塔式起重機的加節(jié)接高第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械4、用液壓千斤頂稍微提升標準節(jié)，退出擺渡小車，然后將標準節(jié)落在塔身上，并用螺栓加以聯(lián)結(jié)；5、拔出定位銷，下降過渡節(jié)，使之與新標準節(jié)聯(lián)成整體。高層建筑施工用垂直運輸機械 內(nèi)爬塔式起重機的爬升目前主要利用液壓爬升系統(tǒng)，它分液壓缸設(shè)在中間的中心頂升式內(nèi)爬系統(tǒng)和液壓缸設(shè)在塔身一側(cè)支撐梁上的側(cè)頂升內(nèi)爬系統(tǒng)。 內(nèi)爬塔式起重機的拆除，其過程與安裝過程正相反。拆除過程一般是：開動液壓頂升系統(tǒng)使塔機沿爬升井孔緩緩

15、下降，使起重臂落到接近與屋面平齊拆卸平衡重拆卸重臂拆卸平衡臂拆卸塔頂及司機室開動液壓頂升塔身拆卸轉(zhuǎn)臺及回轉(zhuǎn)支撐裝置拆卸承座繼續(xù)頂升塔身并逐節(jié)拆卸塔身五、內(nèi)爬塔式起重機的爬升與拆除第二節(jié) 塔式起重機高層建筑施工用垂直運輸機械 外用施工電梯又稱人貨兩用電梯，是一種安裝于建筑物外部，施工期間用于運送施工人員及建筑器材的垂直提升機械。是高層建筑施工中垂直運輸最繁忙的一種機械，為高層建筑施工不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一。 外用施工電梯分為齒輪齒條驅(qū)動和鋼絲繩輪驅(qū)動兩大類，目前前者使用較多。前者又分為單廂式和雙廂式，可配平衡重，亦可不配平衡重。外用施工電梯又有單塔架式和雙外式之分，我國主要采用單塔架式。第三節(jié)

16、外用施工電梯高層建筑施工用垂直運輸機械 齒輪齒條驅(qū)動外用施工電梯由塔架（導軌架）、轎箱、驅(qū)動機構(gòu)、安全裝置、點控系統(tǒng)、提升接高機構(gòu)等組成。 繩輪驅(qū)動的外用施工電梯，是近年來開發(fā)的新品種，它由三角形斷面的無縫鋼管焊接塔架、底座、轎廂、卷揚機、繩輪系統(tǒng)及安全裝置等部件組成。其安全裝置有上下限位開關(guān)，止緩沖裝置、安全鉗和轎廂自鎖裝置。安全鉗由力的激發(fā)安全裝置、速度激發(fā)安全裝置和斷電激發(fā)安全裝置組成，在突然斷電、卷揚機制動器失靈時起作用，使轎廂停止運行，制動后轎廂下滑距離不超過100mm。第三節(jié) 外用施工電梯高層建筑施工用垂直運輸機械 高層建筑施工時，應(yīng)根據(jù)建筑體型、建筑面積、運輸量、工期及電梯價格、

17、供貨條件等選擇外用施工電梯。要求它參數(shù)（載重量、提升高度、提升速度）滿足要求、可靠性高、價格便宜。根據(jù)我國一些高層建筑施工時外用施工電梯配置數(shù)量的調(diào)查，一臺單籠齒輪齒條驅(qū)動的外用施工電梯，其服務(wù)面積一般為24萬平方米。 外用施工電梯布置的位置，應(yīng)便利人員上下和物料集散；由電梯出口到各施工處的平均距離應(yīng)最近；便于安裝附墻裝置；接近電源，有良好的夜間照明。第三節(jié) 外用施工電梯高層建筑施工用垂直運輸機械第四節(jié) 混凝土攪拌運輸車與混凝土泵 一、混凝土攪拌運輸車 混凝土攪拌運輸車由混凝土集中攪拌站將商品混凝土裝運到施工現(xiàn)場，并卸入預(yù)先準備好的料斗里，再由混凝土泵或塔式起重機輸送到澆筑部位。 混凝土攪拌運

18、輸車運輸過程中，同時對混凝土進行不停地攪動，使混凝土免于在運輸途中產(chǎn)生離析和初凝，并進一步改善混凝土拌合物的和易性和均勻性，從而提高混凝土的澆筑質(zhì)量?；炷翑嚢柽\輸車公稱容量在2.5立方米以下者為輕型；46立方米者屬于中型；8立方米以上者為大型。 實踐表明，容量6立方米的攪拌運輸車經(jīng)濟效果最好。 高層建筑施工用垂直運輸機械 混凝土泵是在壓力推動下沿管道輸送混凝土的一種設(shè)備。它能連續(xù)完成高層建筑的混凝土的水平運輸和垂直運輸，配以布料桿還可以進行較低位置的混凝土的澆筑。近幾年來，在高層建筑施工中泵送商品混凝土應(yīng)用日益廣泛，主要原因是泵送商品混凝土的效率高，質(zhì)量好，勞動強度低。1.混凝土泵的分類 混

19、凝土泵按驅(qū)動方式分為活塞式泵和擠壓式泵，目前用得較多的是活塞式泵。二、混凝土泵 第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械2.活塞式混凝土泵的工作原理 活塞式混凝土泵主要由料斗、液壓缸、活塞、混凝土缸、分配閥、Y形管、沖洗設(shè)備、液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)等部分組成（教材233圖4.19）。 3.液壓活塞式混凝土泵的主要特點1) 運距遠 液壓活塞式混凝土泵的工作壓力，一般可達5MPa，最大可達19MPa，水平運距達600m，垂直運距最大可達250m，排量為1080m3/h。活塞式混凝土泵可排送塌落度為520cm的混凝土，骨料最大粒徑為50mm。 第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械

20、2) 結(jié)構(gòu)簡單 泵的輸送沖擊小而穩(wěn)定，排量可以自由調(diào)節(jié)，但是此類泵使用的關(guān)鍵是混凝土缸的活塞與缸體的磨損以及閥體的工作可靠性。 圖4.15 液壓活塞式混凝土泵的工作原理圖 第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械 混凝土布料桿是完成輸送、布料、攤鋪混凝土澆筑入模的一種設(shè)備?；炷敛剂蠗U大致可分為汽車式布料桿（亦稱混凝土泵車布料桿）和獨立式布料桿兩大類。 汽車式布料桿由折疊式臂架與泵送管道組成。施工時是通過布料桿各節(jié)臂架的俯、仰、屈、伸，能將混凝土泵送到臂架有效幅度范圍內(nèi)的任意一點。 移置式布料桿由底架支腿、轉(zhuǎn)臺、平衡臂、平衡重、臂架、水平管、彎管等組成。泵送混凝土主要是通過兩根水平管

21、送到澆注地點，整個布料桿可用人力推動圍繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動360，而且第二節(jié)泵管還可用人推動，以第一節(jié)管端彎管為軸心回轉(zhuǎn)300。第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車4. 混凝土布料桿高層建筑施工用垂直運輸機械5.混凝土泵的選用及其注意事項 混凝土泵的實際排量，為混凝土泵或泵車標定的最大排量乘以泵送距離影響系數(shù)、作業(yè)效率系數(shù)。作業(yè)效率系數(shù)由實測確定，一般為0.50.7。 混凝土的可泵性一般與單位水泥含量、坍落度等有關(guān)。一般來講，水泥含量越多管道泵送阻力越小，混凝土的可泵性越好，我國規(guī)定泵送混凝土最低水泥含量為300kg/m3；坍落度越大，混凝土通過泵體時管道阻力就越小，相反則會影響到泵送能力，在一般建筑工程中泵送

22、混凝土的坍落度控制在80180mm。第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械 泵送混凝土最好以卵石和河砂為骨料，一般要求要控制骨料最大粒徑：碎石的直徑不得超過輸送管道直徑的1/4，卵石不超過管徑的1/3。 含砂率對泵送能力的影響也很大，一般情況下，含砂率以40%50%泵送效果較好，骨料的粒度對泵送能力也有很大的影響，如骨料偏離標準粒度太大，會使泵送能力降低。 當排量增大時，輸出的壓力下降，也即輸出的距離減少。反之，如排量減小，則輸送壓力增加，輸送距離也增大。第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械 三、混凝土輸送管路布置 1.混凝土泵或泵車位置的選擇 在泵送混凝土施工過程中

23、，混凝土泵或泵車的停放位置不僅影響輸送管的配置，也影響到能否順利進行泵送施工?；炷帘密嚨牟贾脩?yīng)考慮下列條件： (1) 力求距離澆筑地點近，使所澆筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在布料桿的工作范圍內(nèi)，盡量少移動泵車即能完成澆筑任務(wù)。第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械(2) 多臺混凝土泵或泵車同時澆筑時，選定的位置要使其各自承擔的澆筑量接近，最好能同時澆筑完畢。(3) 混凝土泵或泵車的停放地點要有足夠的場地，以保證運輸商品混凝土的攪拌運輸供料方便，最好能有供3臺攪拌運輸車同時停放和卸料的場地條件。(4) 停放位置最好接近供水和排水設(shè)施，以便于清洗混凝土泵或泵車。第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械2. 配管設(shè)計 輸送管分多種。直管的常用管徑有100m、125m、150m、180m四種，管段長度有0.5m、1.0m、2.0m、3.0m、4.0m五種?；炷猎趶澒苤辛鲃赢a(chǎn)生的磨損比直管大得多，故彎管壁厚較大，約為直管的兩倍，常見的彎管的彎曲角度有15、30、45、60和90。連接混凝土泵或泵車的混凝土缸和輸送管的過渡管道稱為錐形管，錐形管處壓力損失大，易產(chǎn)生堵塞，一般錐形管的斷面較平緩。第四節(jié) 混凝土泵和攪拌車高層建筑施工用垂直運輸機械 軟管裝在輸送管末端，作為施工用具直接用來澆筑混凝土，軟管的特點是比較柔軟、輕量，以便人