高层建筑施工起重运输机械解读课件

第四章 高层建筑施工用起重运输机械6/16/20241第四章 8/9/20231第三章第三章 大体积混凝土基础结构施工大体积混凝土基础结构施工1起重运输体系的选择2塔式起重机3施工外用电梯4混凝土泵和泵车6/16/20242第三章 大体积混凝土基础结构施工起重运输体系的选择8/9/2第一节起重运输体系的选择6/16/20243第一节8/9/20233一一.起重运输体系的选择起重运输体系的选择n现代高层建筑施工的主要特点是现代高层建筑施工的主要特点是：n(1)垂直运输量大、运距高；n(2)结构、水电、装修齐头并进，交叉作业多，安全隐患大；n(3)工期紧张；n(4)施工人员上下频繁，人员交通量大；n(5)组织管理工作复杂。6/16/20244一.起重运输体系的选择现代高层建筑施工的主要特点是：8/9n高层运输作业的特点n运输量大n机械费用大n对工期影响大6/16/20245高层运输作业的特点8/9/20235高层建筑施工常用的垂直运输机械有：塔式起重机、施工外用电梯、混凝土泵等。组合：塔式起重机+施工电梯塔式起重机+混凝土泵+施工电梯塔式起重机+快速提升机+施工电梯井架起重机+施工电梯井架起重机+快速提升机+施工电梯6/16/20246高层建筑施工常用的垂直运输机械有：8/9/20236n选择参考：n运输能力要满足规定工期要求n机械费用低n综合经济效益好n目前，采用塔式起重机+混凝土泵+施工电梯的方案愈来愈多6/16/20247选择参考：8/9/20237第二节塔式起重机6/16/20248第二节8/9/20238二、塔式起重机二、塔式起重机1.塔式起重机的基本型式2.对自升塔式起重机技术性能的要求3.塔式起重机的选用4.塔式起重机试验中的几个技术问题5.内爬塔式起重机的爬升与拆除6/16/20249二、塔式起重机塔式起重机的基本型式8/9/202391、塔式起重机的基本型式、塔式起重机的基本型式n塔吊的组成：塔吊的组成：n金属结构部分、机械传动部分、电气控制与安全保护部分以及与外部支承设施组成。n金属结构部分金属结构部分包括行走台车架、支腿、底架平台、塔身、套架、回转支承、转台、驾驶室、塔帽、起重臂架、平衡臂架以及绳轮系统、支架等。n机械传动部分机械传动部分包括起升机构、行走机构、变幅机构、回转机构、液压顶升机构、电梯卷扬机构以及电缆卷筒等。6/16/2024101、塔式起重机的基本型式塔吊的组成：8/9/202310n按行走机构划分n分为自行式塔式起重机、固定式塔式起重机。n自行式塔式起重机能够在固定的轨道上、地面上开行。其特点是能靠近工作点，转移方便，机动性强。n常见的有轨道行走式、轮胎行走式、履带行走式等。n固定式塔式起重机没有行走机构，能够附着在固定的建筑物或建筑物的基础上，随着建筑物或构筑物的上升不断地上升。6/16/202411按行走机构划分8/9/202311n按起重臂变幅方法划分n 分为起重臂变幅式塔式起重机和起重小车变幅式塔式起重机和折臂变幅式n 前者起重臂与塔身铰接，变幅时可调整起重臂的仰角，常见的变幅结构有电动和手动两种；n 中间者起重臂是不变(或可变)横梁，下弦装有起重小车，变幅简单，操作方便，并能负载变幅。n 后者弥补了上述两种的不足，但是变幅机构复杂，制造安装麻烦，较少采用6/16/202412按起重臂变幅方法划分8/9/2023126/16/2024138/9/202313n按回转方式划分n 上塔回转塔式起重机n 下塔回转塔式起重机。n 前者塔尖回转，塔身不动，回转机构在顶部，结构简单，但起重机重心偏高，塔身下部要加配重，操作室位置较低，不利于高层建筑施工；n 后者塔身与起重臂同时旋转，回转机构在塔身下部，便于维修，操作室位置较高，便于施工观测，但回转机构较复杂。6/16/202414按回转方式划分8/9/202314n按起重能力划分按起重能力划分n轻型塔式起重机（以起重量0.53.0t）n中型塔式起重机（起重量为3.015t）n重型塔式起重机（起重量为1540t）6/16/202415按起重能力划分8/9/202315n按塔式起重机使用架设的要求划分按塔式起重机使用架设的要求划分n固定式n轨道式n附着式n内爬式6/16/202416按塔式起重机使用架设的要求划分8/9/202316n按塔身加节型式分类n上加节n中加节n下加节6/16/202417按塔身加节型式分类8/9/2023176/16/2024188/9/2023182、对自升塔式起重机技术性能的要求、对自升塔式起重机技术性能的要求n起重臂要长n工作速度要高且能调速n宜用起重小车变幅式的臂架n改善操作条件6/16/2024192、对自升塔式起重机技术性能的要求起重臂要长8/9/20233、塔式起重机的选用、塔式起重机的选用n基本参数的确定n1)幅度n幅度，又称回转半径或工作半径，即塔吊回转中心线至吊钩中心线的水平距离。n2)起重量n 起重量是指塔式起重机在各种工况下安全作业所容许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。n3)起重力矩n所谓起重力矩(单位kNm)指的是塔式起重机的幅度与相应于此幅度下的起重量的乘积，能比较全面和确切地反映塔式起重机的工作能力；n4)起升高度n 起升高度是指自轨面或混凝土基础顶面至吊钩中心的垂直距离。6/16/2024203、塔式起重机的选用基本参数的确定8/9/202320n4)起升高度n 轨道式、固定式、附着式小车变幅塔式起重机的吊钩高度计算n内爬式小车变幅起重机的塔身高度计算n仰角变幅式的吊钩高度计算6/16/2024214)起升高度8/9/202321n塔式起重机的选用1.先根据建筑的特点，选定起重机的型式2.计算幅度和高度3.确定起重重量和力矩4.选定起重机的型号6/16/202422塔式起重机的选用8/9/202322n塔吊的布置在编制施工组织设计、绘制施工总平面图时，合适的塔式起重机安设位置应满足下列要求：(1)塔式起重机的幅度与起重量均能很好地适应主体结构(包括基础阶段)施工需要，并留有充足的安全余量。(2)要有环形交通道，便于安装辅机和运输塔式起重机部件的卡车和平板拖车进出施工现场。(3)应靠近工地电源变电站。(4)工程竣工后，仍留有充足的空间，便于拆卸塔式起重机并将部件运出现场。(5)在一个栋号同时装设两台塔式起重机的情况下，要注意其工作面的划分和相互之间的配合，同时还要采取妥善措施防止相互干扰。6/16/202423塔吊的布置8/9/2023234、塔身起重机使用的几个技术问题、塔身起重机使用的几个技术问题n塔式起重机的基础n附着塔式起重机的附着装置n附着塔式起重机的加节接高6/16/2024244、塔身起重机使用的几个技术问题塔式起重机的基础8/9/20n塔式起重机的基础n分为整体式和分离式两种。前者是塔身节的四个肢通过预埋件固定在一厚钢筋混凝土板上，混凝土用量大，对预埋件位置、标高要求高，但它能起压载作用，提高塔身抗整体倾覆的稳定性。一般用于设在建筑物内部的塔式起重机基础，或与建筑结构联成一体时；后者是塔机底架的四个肢直接座在四块混凝土基础上，无需预埋件，表面标高有差异时，用垫片调整，混凝土用量较少。一般用于设在建筑物外部的附着式、固定式塔式起重机，或装有行走底架但无台车的塔式起重机。6/16/202425塔式起重机的基础8/9/202325n整体式n基础底面压力计算n防止塔身起重机倾覆计算n分离式n确定基础埋深n计算基础底面面积n计算基础高度n基础的布置n布置在基础边n布置在基坑中央6/16/202426整体式8/9/202326n布置在基础边n围护墙之外n水泥土墙之上n布置在桩上6/16/202427布置在基础边8/9/202327n布置在基坑中央时施工顺序：n确定塔式起重机的布置位置n塔吊桩基及支承立柱施工n塔吊承台n塔式起重机的安装n基坑开挖和系杆安装6/16/202428布置在基坑中央时施工顺序：8/9/202328n附着式塔式起重机的附着装置n附着装置由附着框架、附着杆和附着支座组成n附着杆的计算n附着杆内力n附着杆长细比n稳定性计算n附着支座连接计算n附着框架计算6/16/202429附着式塔式起重机的附着装置8/9/202329圆形截面圆形截面长方形截面长方形截面6/16/202430圆形截面长方形截面8/9/202330n附着式自升塔式起重机的加节接高n上加节n中加节6/16/202431附着式自升塔式起重机的加节接高8/9/2023311、将标准节吊到摆渡小车上，将过渡节与塔身标准节相联的螺栓松开，图a；2、开动液压千斤顶，将塔顶及顶升套架顶升到超过一个标准节的高度，然后用定位销将顶升套架固定，图b；3、液压千斤顶回缩，借助手摇链轮将装有标准节的摆渡小车拉到套架中间的空间里，图c；4、用液压千斤顶稍微提升标准节，退出摆渡小车，然后将标准节落在塔身上，并用螺栓加以联结，图d；5、拔出定位销，下降过渡节，使之与新标准节联成整体，图e。6/16/2024321、将标准节吊到摆渡小车上，将过渡节与塔身标准节相联的螺栓松5、内爬塔式起重机的爬升与拆除、内爬塔式起重机的爬升与拆除n先爬升外塔身，再爬升内塔身n内外塔身各有一个底座，每个底座各装4个伸缩式支腿n人字拔杆是由两根圆木或钢管、缆风、滑车组、导向滑车等组成。在人字拔杆的顶部交叉处，悬挂滑车组。6/16/2024335、内爬塔式起重机的爬升与拆除先爬升外塔身，再爬升内塔身8/1-圆木或钢管；2-缆风；3-起重滑车组；4-导向滑车；5-拉索；6-主缆风6/16/2024341-圆木或钢管；2-缆风；3-起重滑车组；4-导向滑车；5-第三节外用施工电梯6/16/202435第三节8/9/202335n施工电梯又称外用施工电梯或施工升降机，是一种很重要的高层建筑施工用垂直运输机械设备，它多数是人货两用，少数仅供货用或人用。n施工电梯按施工电梯的动力装置可分为电动与电动液压两种；n施工电梯按吊厢数量可分为单吊厢式和双吊厢式；n施工电梯按承载能力，施工电梯可分为两级(一级能载重物1t 或人员1112 人，另一级载重量为2t 或载乘员24 名)。n齿轮齿条驱动施工电梯的构成：施工电梯的主要部件为吊笼、带有底笼的平面主框架结构、立柱导轨架，驱动装置、电控系统提升系统、安全装置等。6/16/202436施工电梯又称外用施工电梯或施工升降机，是一种很重要的高层建筑n1)立柱导轨架n一般立柱由无缝钢管焊接成桁架结构并带有齿条的标准节组成，标准节长为1.5m，标准节之间采用套柱螺栓连接，并在立柱杆内装有导向楔。n2)平面主框架n带底笼的安全栅电梯的底部有一个便于安装立柱段的平面主框架，在主框架上立有带镀锌铁网状护围的底笼。底笼的高度约为2m，其作用是在地面把电梯整个围起来，以防止电梯升降时闲人进出而发生事故。n3)吊笼n 吊笼又称为吊厢，不仅是乘人载物的容器，而且又是安装驱动装置和架设或拆卸支柱的场所。吊笼内的尺寸一般为长宽高31.32.7(m3)左右。n4)驱动装置n 是使吊笼上下运行的一组动力装置，其齿轮齿条驱动机构可为单驱动、双驱动，甚至三驱动。6/16/2024371)立柱导轨架8/9/202337n5)安全装置n(1)限速制动器。国产的施工外用载人电梯大多配用两套制动装置，其中一套就是限速制动器。它能在紧急的情况下如电磁制动器失灵，机械损坏或严重过载和吊笼在超过规定的速度约15%时，使电梯马上停止工作。n 常见的限速器是锥鼓式限速器，根据功能不同，分为单作用和双作用两种形式。n 所谓单作用限速器只能沿工作吊厢下降方向起制动作用。6/16/2024385)安全装置8/9/202338n(2)制动装置。n 限位装置。设在立柱顶部的为最高限位装置，可防止冒顶，主要是有由限位碰铁和限位开关构成。设在楼层的为分层停车限位装置，可实现准确停层。设在立柱下部的限位器可不使吊笼超越下部极限位置。n 电机制动器，有内抱制动器和外抱电磁制动器等。n 紧急制动器，在紧急的情况下如限速和传动机构都发生故障时，可实现安全制动。n(3)缓冲弹簧。底笼的底盘上装有缓冲弹簧，在下限位装置失灵时，可以减小吊笼落地震动。6/16/202439(2)制动装置。8/9/202339n6)平衡重n平衡重的重量约等于吊笼自重加1/2 的额定载重量，用来平衡吊笼的一部分重量，平衡重通过绕过主柱顶部天轮的钢丝绳，与吊笼连接，并装有松绳限位开关。n7)电气控制与操纵系统n电梯的电器装置(接触器、过载保护、电磁制动器或晶闸管等电器组件)装在吊笼内壁的箱内，为了保证电梯运行安全，所有电气装置都重复接地。6/16/2024406)平衡重8/9/202340n绳轮驱动施工电梯n绳轮驱动施工电梯常称为施工升降机或升降机6/16/202441绳轮驱动施工电梯8/9/202341n施工电梯的选择和使用n1)选择n根据建筑体型、建筑面积、运输量、工期和电梯价格、供货条件等选择外用施工电梯n20 层以下的高层建筑，采用绳轮驱动施工电梯，2530 层以上的高层建筑选用齿轮齿条驱动施工电梯。n2)使用n(1)确定施工电梯位置。施工电梯安装的位置应尽可能满足：n 有利于人员和物料的集散；n 各种运输距离最短；n 方便附墙装置安装和设置；n 接近电源，有良好的夜间照明，便于司机观察。6/16/202442施工电梯的选择和使用8/9/202342 n施工电梯基础及附墙装置的构造做法1.施工电梯基础的构造做法 电梯的基础为带有预埋地脚螺栓的现浇钢筋混凝土。2.施工电梯的附墙装置 为了保证导轨架的稳定性，当电梯架设到一定的高度时，每隔一定的间距必须把立柱导轨架与建筑物用附墙支撑和预埋件连接起来。6/16/202443 施工电梯基础及附墙装置的构造做法8/9/202343第四节混凝土泵和泵车6/16/202444第四节8/9/202344n混凝土泵的发展n混凝土泵的工作原理n分配阀n布料杆n混凝土泵的选择和使用n泵送混凝土对原材料及配合比的要求6/16/202445混凝土泵的发展8/9/2023451、混凝土泵的发展、混凝土泵的发展n混凝土的垂直运输量占最大比重，所以合适的运输设备十分必需n1930年，德国n三一、夹江。6/16/2024461、混凝土泵的发展混凝土的垂直运输量占最大比重，所以合适的运2、混凝土泵的工作原理、混凝土泵的工作原理n按驱动方式分为活塞式泵和挤压式泵，目前用得较多的是活塞式泵；n所使用的动力可分为机械式活塞泵和液压式活塞泵，目前用得较多的是液压式活塞泵；n按推动活塞的介质又分为油压式和水压式两种，现在用得较多的是油压式；n按机动性分为固定式泵和移动式，6/16/2024472、混凝土泵的工作原理按驱动方式分为活塞式泵和挤压式泵，目前n组成n料斗、液压缸、活塞、混凝土缸、阀门、Y型管、冲洗设备、液压系统、动力系统等n工作过程6/16/202448组成8/9/202348n液压活塞式混凝土泵的主要特点n1)运距远n 液压活塞式混凝土泵的工作压力，一般可达5MPa，最大可达19MPa，水平运距达600m，垂直运距最大可达为250mn2)结构简单n 泵的输送冲击小而稳定，排量可以自由调节，但是此类泵使用的关键是混凝土缸的活塞与缸体的磨损以及阀体的的工作可靠性。6/16/202449液压活塞式混凝土泵的主要特点8/9/2023493、分配阀、分配阀n概述n二位四通机能n要求n分类：转动式、闸板式和管形式n闸板式分配阀n平置式n斜置式n管形分配阀nS形、C形和裙形管阀6/16/2024503、分配阀概述8/9/202350该阀设置在料斗1后部，这样既可以降低集料斗的高度，又使泵体紧凑而不妨碍搅拌车向集料斗卸料，两个液压缸各有一个闸板阀，在液压缸活塞缸的作用下做往复运动，完成打开或关闭混凝土的进、出料口的动作。此阀对混凝土的适应性强，但结构繁杂。更换此阀时需拆下料斗，故维修不便。出料回采用Y形管，压力损失较大，故泵送混凝土压力小。在作业中用来润滑闸板阀的润滑脂易进入混凝土内，因此属消耗品，需要不断补充。6/16/202451该阀设置在料斗1后部，这样既可以降低集料斗的高度，又使泵体紧C形阀置于料斗内，一端与混凝土泵出口10接通，另一端在两个液压缸活塞杆的作用下做往复摆动，分别与两个混凝土缸7接通，实现吸料和排料过程。应用该阀可具有下列特点：清除残余混凝土容易，泵送混凝土后清洗整个输送系统时，无须打开输送管就可以把海绵球反泵吸入用来清理输送管道；C形阀更换方便；耐磨板与C形阀之间的接触面可由自动密封环自动补偿磨损量；C形阀采用厚锰钢材质，耐磨损；没有类似S形阀的摆轴，混凝土能直接流入混凝土缸，吸入效率高；C形阀轴承位于混凝土区域之外，可免除经常维护；对骨料的适应性较强等。6/16/202452C形阀置于料斗内，一端与混凝土泵出口10接通，另一端在两个液S形阀置于料斗内，一端与混凝土泵出口接通，另一端在两个液压缸活塞杆的作用下做往复摆动，分别与两个混凝土缸A、B接通，当S形阀与混凝土泵缸B接通 时，泵缸B压送混凝土时，此时A缸吸入混凝土；而S形阀与混凝土泵缸A接通时，则A缸压送、B缸吸入混凝土，如此实现吸料和排料的过程。S形阀本身就是输 送管的部分，流到截面形状没有变化，并设置了耐磨环的耐磨板。易损件磨损后便于维修和更换。因泵送混凝土压力大，具有输送距离远和输送高度大的特点。6/16/202453S形阀置于料斗内，一端与混凝土泵出口接通，另一端在两个液压缸4、布料杆、布料杆n混凝土布料杆是完成输送、布料、摊铺混凝土浇筑入模的一种设备。n混凝土泵车布料杆和独立式布料杆n独立式分为：移置式、管柱式和塔架式6/16/2024544、布料杆混凝土布料杆是完成输送、布料、摊铺混凝土浇筑入模的5、混凝土泵的选择和应用、混凝土泵的选择和应用n分为：高压泵和中压泵n参数：实际平均输出量和最大输送距离n平均输出量n最大输送距离6/16/2024555、混凝土泵的选择和应用分为：高压泵和中压泵8/9/2023(1)确定混凝土泵的合理的位置。尽可能使管道总的线路最短，尽可能减少迁移次数，便于用清水冲洗泵机。(2)混凝土泵机的基础应坚实可靠，无坍塌，不得有不均匀沉降。泵机就位后应固定牢靠。(3)发现有骨料卡住料斗中的搅拌器或有堵塞现象时(泵机停止工作，液压系统压力达到安全极限)，应立即进行短时间的反泵。若反泵不能消除堵塞时，应立即停泵，查找堵塞部位并加以排除。在泵送作业期间，应不时用软管喷水冲刷泵机表面，以防溅落在泵机表面上的混凝土结硬面不易铲除。(4)泵送后的清洗。泵送作业行将结束时，应提前一段时间停止向混凝土泵料斗内喂料，以便使管道中的混凝土能完全得到利用。泵送作业完毕后，缸筒、水箱、料斗、搅拌器、闸板阀外壳、格管阀摆动机构等均应用清水冲洗干净。6/16/202456(1)确定混凝土泵的合理的位置。尽可能使管道总的线路最短，6、泵送混凝土对原材料及配合比的要求、泵送混凝土对原材料及配合比的要求n粗骨料、细骨料、水泥品种、水灰比、沙率、外加剂要符合混凝土泵送施工规程n坍落度 的要求（经时损失）n可泵性 的要求（压力泌水试验）（随着高度的变化，要求坍落度也是变化的）6/16/2024576、泵送混凝土对原材料及配合比的要求粗骨料、细骨料、水泥品种n混凝土的可泵性一般与单位水泥含量、坍落度、骨料品种与粒径、含砂率和粒度有关。n一般来讲，水泥含量越多管道泵送阻力越小，混凝土的可泵性越好，我国规定泵送混凝土最低水泥含量为300kg/m3；坍落度越大，凝土通过泵体时管道阻力就越小，相反则会影响到泵送能力，在一般建筑工程中泵送混凝土的坍落度控制在80180mm；泵送混凝土最好以卵石和河砂为骨料，一般要求要控制骨料最大粒径：碎石的直径不得超过输送管道直径的1/4，卵石不超过管径的1/3；含砂率对泵送能力的影响也很大，一般情况下，含砂率以40%50%泵送效果较好，骨料的粒度对泵送能力也有很大的影响，如骨料偏离标准粒度太大，会使泵送能力降低。当排量增大时，输出的压力下降，也即输出的距离减少。反之，如排量减小，则输送压力增加，输送距离也增大。6/16/202458混凝土的可泵性一般与单位水泥含量、坍落度、骨料品种与粒径、含