4高層建筑施工起重運(yùn)輸機(jī)械教學(xué)課件

第三章大體積混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工起重運(yùn)輸體系的選擇塔式起重機(jī)施工外用電梯混凝土泵和泵車7/22/20231第一節(jié)起重運(yùn)輸體系的選擇7/22/20232一.起重運(yùn)輸體系的選擇現(xiàn)代高層建筑施工的主要特點(diǎn)是：(1)垂直運(yùn)輸量大、運(yùn)距高；(2)結(jié)構(gòu)、水電、裝修齊頭并進(jìn)，交叉作業(yè)多，安全隱患大；(3)工期緊張；(4)施工人員上下頻繁，人員交通量大；(5)組織管理工作復(fù)雜。7/22/20233高層運(yùn)輸作業(yè)的特點(diǎn)運(yùn)輸量大機(jī)械費(fèi)用大對(duì)工期影響大7/22/20234高層建筑施工常用的垂直運(yùn)輸機(jī)械有：塔式起重機(jī)、施工外用電梯、混凝土泵等。組合：塔式起重機(jī)+施工電梯塔式起重機(jī)+混凝土泵+施工電梯塔式起重機(jī)+快速提升機(jī)+施工電梯井架起重機(jī)+施工電梯井架起重機(jī)+快速提升機(jī)+施工電梯7/22/20235選擇參考：運(yùn)輸能力要滿足規(guī)定工期要求機(jī)械費(fèi)用低綜合經(jīng)濟(jì)效益好目前，采用塔式起重機(jī)+混凝土泵+施工電梯的方案愈來(lái)愈多7/22/20236第二節(jié)塔式起重機(jī)7/22/20237二、塔式起重機(jī)塔式起重機(jī)的基本型式對(duì)自升塔式起重機(jī)技術(shù)性能的要求塔式起重機(jī)的選用塔式起重機(jī)試驗(yàn)中的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題內(nèi)爬塔式起重機(jī)的爬升與拆除7/22/202381、塔式起重機(jī)的基本型式塔吊的組成：金屬結(jié)構(gòu)部分、機(jī)械傳動(dòng)部分、電氣控制與安全保護(hù)部分以及與外部支承設(shè)施組成。金屬結(jié)構(gòu)部分包括行走臺(tái)車架、支腿、底架平臺(tái)、塔身、套架、回轉(zhuǎn)支承、轉(zhuǎn)臺(tái)、駕駛室、塔帽、起重臂架、平衡臂架以及繩輪系統(tǒng)、支架等。機(jī)械傳動(dòng)部分包括起升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓頂升機(jī)構(gòu)、電梯卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)以及電纜卷筒等。7/22/20239按行走機(jī)構(gòu)劃分分為自行式塔式起重機(jī)、固定式塔式起重機(jī)。自行式塔式起重機(jī)能夠在固定的軌道上、地面上開行。其特點(diǎn)是能靠近工作點(diǎn)，轉(zhuǎn)移方便，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。常見(jiàn)的有軌道行走式、輪胎行走式、履帶行走式等。固定式塔式起重機(jī)沒(méi)有行走機(jī)構(gòu)，能夠附著在固定的建筑物或建筑物的基礎(chǔ)上，隨著建筑物或構(gòu)筑物的上升不斷地上升。7/22/202310按起重臂變幅方法劃分分為起重臂變幅式塔式起重機(jī)和起重小車變幅式塔式起重機(jī)和折臂變幅式前者起重臂與塔身鉸接，變幅時(shí)可調(diào)整起重臂的仰角，常見(jiàn)的變幅結(jié)構(gòu)有電動(dòng)和手動(dòng)兩種；中間者起重臂是不變(或可變)橫梁，下弦裝有起重小車，變幅簡(jiǎn)單，操作方便，并能負(fù)載變幅。后者彌補(bǔ)了上述兩種的不足，但是變幅機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝麻煩，較少采用7/22/2023117/22/202312按回轉(zhuǎn)方式劃分

上塔回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)下塔回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)。前者塔尖回轉(zhuǎn)，塔身不動(dòng)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在頂部，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但起重機(jī)重心偏高，塔身下部要加配重，操作室位置較低，不利于高層建筑施工；后者塔身與起重臂同時(shí)旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在塔身下部，便于維修，操作室位置較高，便于施工觀測(cè)，但回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜。7/22/202313按起重能力劃分輕型塔式起重機(jī)（以起重量0.5～3.0t）中型塔式起重機(jī)（起重量為3.0～15t）重型塔式起重機(jī)（起重量為15～40t）7/22/202314按塔式起重機(jī)使用架設(shè)的要求劃分固定式軌道式附著式內(nèi)爬式7/22/202315按塔身加節(jié)型式分類上加節(jié)中加節(jié)下加節(jié)7/22/2023167/22/2023172、對(duì)自升塔式起重機(jī)技術(shù)性能的要求起重臂要長(zhǎng)工作速度要高且能調(diào)速宜用起重小車變幅式的臂架改善操作條件7/22/2023183、塔式起重機(jī)的選用基本參數(shù)的確定1)幅度幅度，又稱回轉(zhuǎn)半徑或工作半徑，即塔吊回轉(zhuǎn)中心線至吊鉤中心線的水平距離。2)起重量

起重量是指塔式起重機(jī)在各種工況下安全作業(yè)所容許的起吊重物的最大重量。起重量包括所吊重物和吊具的重量。3)起重力矩所謂起重力矩(單位kN·m)指的是塔式起重機(jī)的幅度與相應(yīng)于此幅度下的起重量的乘積，能比較全面和確切地反映塔式起重機(jī)的工作能力；4)起升高度

起升高度是指自軌面或混凝土基礎(chǔ)頂面至吊鉤中心的垂直距離。7/22/2023194)起升高度軌道式、固定式、附著式小車變幅塔式起重機(jī)的吊鉤高度計(jì)算內(nèi)爬式小車變幅起重機(jī)的塔身高度計(jì)算仰角變幅式的吊鉤高度計(jì)算7/22/202320塔式起重機(jī)的選用先根據(jù)建筑的特點(diǎn)，選定起重機(jī)的型式計(jì)算幅度和高度確定起重重量和力矩選定起重機(jī)的型號(hào)7/22/202321塔吊的布置在編制施工組織設(shè)計(jì)、繪制施工總平面圖時(shí)，合適的塔式起重機(jī)安設(shè)位置應(yīng)滿足下列要求：(1)塔式起重機(jī)的幅度與起重量均能很好地適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ)階段)施工需要，并留有充足的安全余量。(2)要有環(huán)形交通道，便于安裝輔機(jī)和運(yùn)輸塔式起重機(jī)部件的卡車和平板拖車進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。(3)應(yīng)靠近工地電源變電站。(4)工程竣工后，仍留有充足的空間，便于拆卸塔式起重機(jī)并將部件運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。(5)在一個(gè)棟號(hào)同時(shí)裝設(shè)兩臺(tái)塔式起重機(jī)的情況下，要注意其工作面的劃分和相互之間的配合，同時(shí)還要采取妥善措施防止相互干擾。7/22/2023224、塔身起重機(jī)使用的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題塔式起重機(jī)的基礎(chǔ)附著塔式起重機(jī)的附著裝置附著塔式起重機(jī)的加節(jié)接高7/22/202323塔式起重機(jī)的基礎(chǔ)分為整體式和分離式兩種。前者是塔身節(jié)的四個(gè)肢通過(guò)預(yù)埋件固定在一厚鋼筋混凝土板上，混凝土用量大，對(duì)預(yù)埋件位置、標(biāo)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。一般用于設(shè)在建筑物內(nèi)部的塔式起重機(jī)基礎(chǔ)，或與建筑結(jié)構(gòu)聯(lián)成一體時(shí)；后者是塔機(jī)底架的四個(gè)肢直接座在四塊混凝土基礎(chǔ)上，無(wú)需預(yù)埋件，表面標(biāo)高有差異時(shí)，用墊片調(diào)整，混凝土用量較少。一般用于設(shè)在建筑物外部的附著式、固定式塔式起重機(jī)，或裝有行走底架但無(wú)臺(tái)車的塔式起重機(jī)。7/22/202324整體式基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算防止塔身起重機(jī)傾覆計(jì)算分離式確定基礎(chǔ)埋深計(jì)算基礎(chǔ)底面面積計(jì)算基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)的布置布置在基礎(chǔ)邊布置在基坑中央7/22/202325布置在基礎(chǔ)邊圍護(hù)墻之外水泥土墻之上布置在樁上7/22/202326布置在基坑中央時(shí)施工順序：確定塔式起重機(jī)的布置位置塔吊樁基及支承立柱施工塔吊承臺(tái)塔式起重機(jī)的安裝基坑開挖和系桿安裝7/22/202327附著式塔式起重機(jī)的附著裝置附著裝置由附著框架、附著桿和附著支座組成附著桿的計(jì)算附著桿內(nèi)力附著桿長(zhǎng)細(xì)比穩(wěn)定性計(jì)算附著支座連接計(jì)算附著框架計(jì)算7/22/202328圓形截面長(zhǎng)方形截面7/22/202329附著式自升塔式起重機(jī)的加節(jié)接高上加節(jié)中加節(jié)7/22/2023301、將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)吊到擺渡小車上，將過(guò)渡節(jié)與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)相聯(lián)的螺栓松開，圖a；2、開動(dòng)液壓千斤頂，將塔頂及頂升套架頂升到超過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的高度，然后用定位銷將頂升套架固定，圖b；3、液壓千斤頂回縮，借助手搖鏈輪將裝有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的擺渡小車?yán)教准苤虚g的空間里，圖c；4、用液壓千斤頂稍微提升標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，退出擺渡小車，然后將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)落在塔身上，并用螺栓加以聯(lián)結(jié)，圖d；5、拔出定位銷，下降過(guò)渡節(jié)，使之與新標(biāo)準(zhǔn)節(jié)聯(lián)成整體，圖e。

7/22/2023315、內(nèi)爬塔式起重機(jī)的爬升與拆除先爬升外塔身，再爬升內(nèi)塔身內(nèi)外塔身各有一個(gè)底座，每個(gè)底座各裝4個(gè)伸縮式支腿人字拔桿是由兩根圓木或鋼管、纜風(fēng)、滑車組、導(dǎo)向滑車等組成。在人字拔桿的頂部交叉處，懸掛滑車組。7/22/2023321-圓木或鋼管；2-纜風(fēng)；3-起重滑車組；4-導(dǎo)向滑車；5-拉索；6-主纜風(fēng)

7/22/202333第三節(jié)外用施工電梯7/22/202334施工電梯又稱外用施工電梯或施工升降機(jī)，是一種很重要的高層建筑施工用垂直運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備，它多數(shù)是人貨兩用，少數(shù)僅供貨用或人用。施工電梯按施工電梯的動(dòng)力裝置可分為電動(dòng)與電動(dòng)―液壓兩種；施工電梯按吊廂數(shù)量可分為單吊廂式和雙吊廂式；施工電梯按承載能力，施工電梯可分為兩級(jí)(一級(jí)能載重物1t或人員11～12人，另一級(jí)載重量為2t或載乘員24名)。齒輪齒條驅(qū)動(dòng)施工電梯的構(gòu)成：施工電梯的主要部件為吊籠、帶有底籠的平面主框架結(jié)構(gòu)、立柱導(dǎo)軌架，驅(qū)動(dòng)裝置、電控系統(tǒng)提升系統(tǒng)、安全裝置等。7/22/2023351)立柱導(dǎo)軌架一般立柱由無(wú)縫鋼管焊接成桁架結(jié)構(gòu)并帶有齒條的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組成，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)為1.5m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間采用套柱螺栓連接，并在立柱桿內(nèi)裝有導(dǎo)向楔。2)平面主框架帶底籠的安全柵電梯的底部有一個(gè)便于安裝立柱段的平面主框架，在主框架上立有帶鍍鋅鐵網(wǎng)狀護(hù)圍的底籠。底籠的高度約為2m，其作用是在地面把電梯整個(gè)圍起來(lái)，以防止電梯升降時(shí)閑人進(jìn)出而發(fā)生事故。3)吊籠

吊籠又稱為吊廂，不僅是乘人載物的容器，而且又是安裝驅(qū)動(dòng)裝置和架設(shè)或拆卸支柱的場(chǎng)所。吊籠內(nèi)的尺寸一般為長(zhǎng)×寬×高3×1.3×2.7(m3)左右。4)驅(qū)動(dòng)裝置

是使吊籠上下運(yùn)行的一組動(dòng)力裝置，其齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可為單驅(qū)動(dòng)、雙驅(qū)動(dòng)，甚至三驅(qū)動(dòng)。7/22/2023365)安全裝置(1)限速制動(dòng)器。國(guó)產(chǎn)的施工外用載人電梯大多配用兩套制動(dòng)裝置，其中一套就是限速制動(dòng)器。它能在緊急的情況下如電磁制動(dòng)器失靈，機(jī)械損壞或嚴(yán)重過(guò)載和吊籠在超過(guò)規(guī)定的速度約15%時(shí)，使電梯馬上停止工作。

常見(jiàn)的限速器是錐鼓式限速器，根據(jù)功能不同，分為單作用和雙作用兩種形式。所謂單作用限速器只能沿工作吊廂下降方向起制動(dòng)作用。7/22/202337(2)制動(dòng)裝置。①限位裝置。設(shè)在立柱頂部的為最高限位裝置，可防止冒頂，主要是有由限位碰鐵和限位開關(guān)構(gòu)成。設(shè)在樓層的為分層停車限位裝置，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停層。設(shè)在立柱下部的限位器可不使吊籠超越下部極限位置。②電機(jī)制動(dòng)器，有內(nèi)抱制動(dòng)器和外抱電磁制動(dòng)器等。③緊急制動(dòng)器，在緊急的情況下如限速和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都發(fā)生故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。(3)緩沖彈簧。底籠的底盤上裝有緩沖彈簧，在下限位裝置失靈時(shí)，可以減小吊籠落地震動(dòng)。7/22/2023386)平衡重平衡重的重量約等于吊籠自重加1/2的額定載重量，用來(lái)平衡吊籠的一部分重量，平衡重通過(guò)繞過(guò)主柱頂部天輪的鋼絲繩，與吊籠連接，并裝有松繩限位開關(guān)。7)電氣控制與操縱系統(tǒng)電梯的電器裝置(接觸器、過(guò)載保護(hù)、電磁制動(dòng)器或晶閘管等電器組件)裝在吊籠內(nèi)壁的箱內(nèi)，為了保證電梯運(yùn)行安全，所有電氣裝置都重復(fù)接地。7/22/202339繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯常稱為施工升降機(jī)或升降機(jī)7/22/202340施工電梯的選擇和使用1)選擇根據(jù)建筑體型、建筑面積、運(yùn)輸量、工期和電梯價(jià)格、供貨條件等選擇外用施工電梯20層以下的高層建筑，采用繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯，25～30層以上的高層建筑選用齒輪齒條驅(qū)動(dòng)施工電梯。2)使用(1)確定施工電梯位置。施工電梯安裝的位置應(yīng)盡可能滿足：①有利于人員和物料的集散；②各種運(yùn)輸距離最短；③方便附墻裝置安裝和設(shè)置；④接近電源，有良好的夜間照明，便于司機(jī)觀察。7/22/202341

施工電梯基礎(chǔ)及附墻裝置的構(gòu)造做法1.施工電梯基礎(chǔ)的構(gòu)造做法電梯的基礎(chǔ)為帶有預(yù)埋地腳螺栓的現(xiàn)澆鋼筋混凝土。2.施工電梯的附墻裝置為了保證導(dǎo)軌架的穩(wěn)定性，當(dāng)電梯架設(shè)到一定的高度時(shí)，每隔一定的間距必須把立柱導(dǎo)軌架與建筑物用附墻支撐和預(yù)埋件連接起來(lái)。7/22/202342第四節(jié)混凝土泵和泵車7/22/202343混凝土泵的發(fā)展混凝土泵的工作原理分配閥布料桿混凝土泵的選擇和使用泵送混凝土對(duì)原材料及配合比的要求7/22/2023441、混凝土泵的發(fā)展混凝土的垂直運(yùn)輸量占最大比重，所以合適的運(yùn)輸設(shè)備十分必需1930年，德國(guó)三一、夾江。7/22/2023452、混凝土泵的工作原理按驅(qū)動(dòng)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；所使用的動(dòng)力可分為機(jī)械式活塞泵和液壓式活塞泵，目前用得較多的是液壓式活塞泵；按推動(dòng)活塞的介質(zhì)又分為油壓式和水壓式兩種，現(xiàn)在用得較多的是油壓式；按機(jī)動(dòng)性分為固定式泵和移動(dòng)式，7/22/202346組成料斗、液壓缸、活塞、混凝土缸、閥門、Y型管、沖洗設(shè)備、液壓系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等工作過(guò)程7/22/202347液壓活塞式混凝土泵的主要特點(diǎn)1)運(yùn)距遠(yuǎn)

液壓活塞式混凝土泵的工作壓力，一般可達(dá)5MPa，最大可達(dá)19MPa，水平運(yùn)距達(dá)600m，垂直運(yùn)距最大可達(dá)為250m2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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的工作可靠性。7/22/2023483、分配閥概述二位四通機(jī)能要求分類：轉(zhuǎn)動(dòng)式、閘板式和管形式閘板式分配閥平置式斜置式管形分配閥S形、C形和裙形管閥7/22/202349該閥設(shè)置在料斗1后部，這樣既可以降低集料斗的高度，又使泵體緊湊而不妨礙攪拌車向集料斗卸料，兩個(gè)液壓缸各有一個(gè)閘板閥，在液壓缸活塞缸的作用下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成打開或關(guān)閉混凝土的進(jìn)、出料口的動(dòng)作。此閥對(duì)混凝土的適應(yīng)性強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)繁雜。更換此閥時(shí)需拆下料斗，故維修不便。出料回采用Y形管，壓力損失較大，故泵送混凝土壓力小。在作業(yè)中用來(lái)潤(rùn)滑閘板閥的潤(rùn)滑脂易進(jìn)入混凝土內(nèi)，因此屬消耗品，需要不斷補(bǔ)充。

7/22/202350C形閥置于料斗內(nèi)，一端與混凝土泵出口10接通，另一端在兩個(gè)液壓缸活塞桿的作用下做往復(fù)擺動(dòng)，分別與兩個(gè)混凝土缸7接通，實(shí)現(xiàn)吸料和排料過(guò)程。應(yīng)用該閥可具有下列特點(diǎn)：清除殘余混凝土容易，泵送混凝土后清洗整個(gè)輸送系統(tǒng)時(shí)，無(wú)須打開輸送管就可以把海綿球反泵吸入用來(lái)清理輸送管道；C形閥更換方便；耐磨板與C形閥之間的接觸面可由自動(dòng)密封環(huán)自動(dòng)補(bǔ)償磨損量；C形閥采用厚錳鋼材質(zhì)，耐磨損；沒(méi)有類似S形閥的擺軸，混凝土能直接流入混凝土缸，吸入效率高；C形閥軸承位于混凝土區(qū)域之外，可免除經(jīng)常維護(hù)；對(duì)骨料的適應(yīng)性較強(qiáng)等。

7/22/202351S形閥置于料斗內(nèi)，一端與混凝土泵出口接通，另一端在兩個(gè)液壓缸活塞桿的作用下做往復(fù)擺動(dòng)，分別與兩個(gè)混凝土缸A、B接通，當(dāng)S形閥與混凝土泵缸B接通時(shí)，泵缸B壓送混凝土?xí)r，此時(shí)A缸吸入混凝土；而S形閥與混凝土泵缸A接通時(shí)，則A缸壓送、B缸吸入混凝土，如此實(shí)現(xiàn)吸料和排料的過(guò)程。S形閥本身就是輸送管的部分，流到截面形狀沒(méi)有變化，并設(shè)置了耐磨環(huán)的耐磨板。易損件磨損后便于維修和更換。因泵送混凝土壓力大，具有輸送距離遠(yuǎn)和輸送高度大的特點(diǎn)。

7/22/2023524、布料桿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帘密嚥剂蠗U和獨(dú)立式布料桿獨(dú)立式分為：移置式、管柱式和塔架式7/22/2023535、混凝土泵的選擇和應(yīng)用分為：高壓泵和中壓泵參數(shù)：實(shí)際平均輸出量和最大輸送距離平均輸出量最大輸送距離7/22/202354(1)確定混凝土泵的合理的位置。盡可能使管道總的線路最短，盡可能減少遷移次數(shù)，便于用清水沖洗泵機(jī)。(2)混凝土泵機(jī)的基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)實(shí)可靠，無(wú)坍塌，不得有不均勻沉降。泵機(jī)就位后應(yīng)固定牢靠。(3)發(fā)現(xiàn)有骨料卡住料斗中的攪拌器或有堵塞現(xiàn)象時(shí)(泵機(jī)停止工