高層建筑施工用垂直運輸機械培訓課件(50頁).ppt
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編號:420239
2022-06-24
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1、 高層建筑施工用起重運輸機械高層建筑施工用起重運輸機械 第一節第一節 起重運輸機械的選擇起重運輸機械的選擇 第二節第二節 塔式起重機塔式起重機 第三節第三節 外用施工電梯外用施工電梯 第四節第四節 混凝土泵和泵車混凝土泵和泵車 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。 高層建筑施工中垂直運輸的物品: 對于目前我國應用最多的混凝土結構的高層建筑,施工過程2、中需要進行運輸的物品主要是模板(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。第一節第一節 起重運輸機械的選擇起重運輸機械的選擇垂直運輸的方法: 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,或對于中、小城市一些缺乏大型起重運輸設備的施工企業,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。垂直運輸的方法: 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輸速度最快,可連續運輸,而且可直接進行澆筑3、,如加布料機則澆筑范圍更大。垂直運輸的方法: 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。 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,在一定條件下技術方面皆能滿足高層建筑施工過程中運輸的需要,但在進行選擇時應全面考慮下述幾方面:起重運輸機械的選擇起重運輸機械的選擇1、運輸能力要能滿足規定工期的要求4、2、機械費用低3、綜合經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狀及發展趨勢來看,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起重運輸機械的選擇要滿足下述要求選方案 塔塔 吊吊龍門架龍門架塔吊基礎圖 SSE150型自升式升降機型自升式升降機 1、按塔式起重機工地上使用架設的要求分 可分為固定式、軌行式、附著式、內爬式。 固定式不用鋪設軌道,但其作業范圍小 軌行式的優點是可沿軌道兩側全幅作業范圍內進行吊裝,對施工的建筑物無附加的作用力,整機重心低、穩定性好、裝拆方便:5、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第二節 塔式起重機塔式起重機一、塔式起重機的基本形式一、塔式起重機的基本形式 附著式的優點是占地面積小,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。內爬式的優點是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用較多的是附著式和內爬式一、塔式起重機的基本形式一、塔式起重機的基本形式 2、按塔式起重機的起重變幅型式分6、 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、按塔式起重機旋轉部位分 可分為上旋式和下旋式。 4、按塔身加節型式分 可分為上加節式、中加節式和下加節式。一、塔式起重機的基本形式一、塔式起重機的基本形式 根據我國高層建筑的施工經驗,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速 3、宜用起重小車變幅式的臂架 4、改善操縱條件二、對自升塔式起重機技術性能的要求二、對自升塔式起重機技術性能的要求 (一)基本參數的確定 塔式起重機的基本的參數是幅度、起重量、起重力矩和吊鉤高度。高層建筑施工時需根據施工對象特征確定所需要的參數。三、塔式起重機的選用三7、塔式起重機的選用 1、幅度 指從塔式起重機回轉中心線至吊鉤中心線之間的水平距離,又稱回轉半徑或工作半徑。 它包括最大幅度和最小幅度兩個參數。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。3、起重力矩 幅度和與之對應的起重量的乘積稱為起重力矩。4、吊鉤高度、吊鉤高度 是自軌道基礎的軌頂表面或混凝土基礎的頂面主吊鉤中心的垂直距離。(一)基本參數的確定(一)基本參數的確定 (二)塔式起重機的選用1、選擇塔式起重機型號時,先根據建筑特點,選定塔式起重機的型式;2、再根據建筑物的體形、平面尺寸、標準層面積和塔式起重機布置情況(單側、雙側布置等)計算塔式起重機必須具備的幅度和吊鉤高度;3、然后8、根據構件或容器加重物的重量,確定塔式起重機的型號。4、最后再根據施工進度計劃、流水段劃分和工程量、吊次的估算,計算塔式起重機的數量,確定其具體的布置。 在高層建筑施工中,應充分發揮塔式起重機的效能,不要大材小用,使臺班費用低,提高經濟效益 (一)塔式起重機的基礎 附著式、固定式塔式起重機,采用固定式混凝土基礎,它由C35混凝土和鋼筋澆筑而成。分為整體式和分離式兩種。 前者是塔身節的四個肢通過預埋件固定在一厚鋼筋混凝土板上,混凝土用量大,對預埋件位置、標高要求高,但它能起壓載作用,提高塔身抗整體傾覆的穩定性。四、塔式起重機使用中的幾個技術問題四、塔式起重機使用中的幾個技術問題 (一)塔式起重機的9、基礎1、整體式基礎整體式混凝土基礎的計算簡圖如圖所示。其計算包括:(1)基礎底面壓力計算1)軸心荷載時 pfa2)偏心荷載時 pmax1.2fa(2) 防止塔身起重機傾覆計算 e=(Mt+H*h)/(V+G)L/3(一)塔式起重機的基礎2、分離式基礎(1)確定基礎埋深一般塔式起重機基礎埋深為11.5m,視地基情況而定(2) 計算基礎底面面積A A=(V+G)/fa(3) 計算基礎高度 hV/(0.6ftum)3、塔式起重機基礎的布置(1)布置在基礎邊 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,基礎施工階段的塔式起重機一般布置在基坑邊,此時其布置方式有以下三種: 1)布置在圍護墻10、之外 2) 布置在水泥土墻圍護墻上 3) 布置在樁上 (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在上部主體結構以下的范圍內,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在基坑邊,而需設在基坑中。(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 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,以減小塔身長細比,改善塔身結構受力,同時將塔身上11、部傳來的力矩、水平力等通過附著裝置傳給已施工的結構。 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,構造復雜;后者結構簡單、安裝方便。(二)附著式塔式起重機的附著裝置1、 附著桿計算 附著桿內力按說明書規定取用;如說明書無規定,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)附著桿內力 (2)附著桿長細比計算 (3)穩定性計算(二)附著式塔式起重機的附著裝置 附著支座與建筑物的連接,目前多采用預埋在建筑物構件上的螺栓相連接。預埋螺栓的規格、材料、數量和施工要求,塔式起重機使用說明書一般也有規定。 如無規定,可按下列要求確定: (1) 預埋螺栓用Q235鎮靜12、鋼制作(2) 附著的建物構件的混凝土強度等級不應低于C20(3) 螺栓的直徑不宜小于24mm(4) 螺栓埋入長度和數量按下式計算 0.75ndlf=N(5) 附著點應設在建筑物樓面標高附近,距離不宜大于200mm。附著點處結構需驗算,必要時可加強。2、附著支座連接計算 附著式自升塔式起重機的加節兩種接高方式一般分為上加節和中加節兩種1、將標準節吊到擺渡小車上,將過渡節與塔身標準節相聯的螺栓松開,圖a;2、開動液壓千斤頂,將塔頂及頂升套架頂升到超過一個標準節的高度,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準節的擺渡小車拉到套架中間的空間里,圖c;4、用液壓千斤頂13、稍微提升標準節,退出擺渡小車,然后將標準節落在塔身上,并用螺栓加以聯結,圖d;5、拔出定位銷,下降過渡節,使之與新標準節聯成整體,圖e。(三)附著式自升塔式起重機的加節接高 內爬塔式起重機的爬升目前主要利用液壓爬升系統,它分液壓缸設在中間的中心頂升式內爬系統和液壓缸設在塔身一側支撐梁上的側頂升內爬系統。 內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:開動液壓頂升系統使塔機沿爬升井孔緩緩下降,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臺及回轉支撐裝置拆卸承座繼續頂升塔身并逐節拆卸塔身五、內爬塔式起重機的爬升與拆除五、內爬塔式起重機14、的爬升與拆除 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鍵設備之一。 外用施工電梯分為齒輪齒條驅動的和鋼絲繩輪驅動的兩大類,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。第三節第三節 外用施工電梯外用施工電梯 齒輪齒條驅動外用施工電梯由塔架(導軌架)、轎箱、驅動機構、安全裝置、點控系統、提升接高機構等組成。 繩輪驅動的外用施工電梯,是近年來開發的新品種,它由三角形斷面的無縫鋼管焊接15、塔架、底座、轎廂、卷揚機、繩輪系統及安全裝置等部件組成。其安全裝置有上下限位開關,止緩沖裝置、安全鉗和轎廂自鎖裝置。安全鉗由力的激發安全裝置、速度激發安全裝置和斷電激發安全裝置組成,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。 高層建筑施工時,應根據建筑體型、建筑面積、運輸量、工期及電梯價格、供貨條件等選擇外用施工電梯。要求它參數(載重量、提升高度、提升速度)滿足要求、可靠性高、價格便宜。根據我國一些高層建筑施工時外用施工電梯配置數量的調查,一臺單籠齒輪齒條驅動的外用施工電梯,其服務面積一般為24萬平方米。 外用施工電梯布置的位置,應便利人員上下和16、物料集散;由電梯出口到各施工處的平均距離應最近;便于安裝附墻裝置;接近電源,有良好的夜間照明。 4.4 混凝土攪拌運輸車與混凝土泵混凝土攪拌運輸車與混凝土泵 混凝土攪拌運輸車混凝土攪拌運輸車混凝土攪拌運輸車混凝土攪拌運輸車 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場,并卸入預先準備好的料斗里,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量。混凝土攪拌運輸車公稱容量在在2.5m3以下者為輕型;以下者為輕型;46m3者屬于者屬于17、中型中型;8m3以上者為大型以上者為大型。實踐表明,容量6m3的攪拌運輸車經濟效果最好。 混凝土泵是在壓力推動下沿管道輸送混凝土的一種設備。它能連續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用日益廣泛,主要原因是泵送商品混凝土的效率高,質量好,勞動強度低。1. 混凝土泵的分類 混凝土泵按驅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; 4.3.2 4.3.2 混凝土泵混凝土泵 2. 2. 活塞式混凝土泵的工作原理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、混凝土活塞式混凝土泵主18、要由料斗、液壓缸、活塞、混凝土缸、分配閥、缸、分配閥、Y Y形管、沖洗設備、液壓系統和動力系統等形管、沖洗設備、液壓系統和動力系統等部分組成,如圖部分組成,如圖4.154.15所示。所示。 3. 3. 液壓活塞式混凝土泵的主要特點液壓活塞式混凝土泵的主要特點1) 1) 運距遠運距遠 液壓活塞式混凝土泵的工作壓力,一般可達液壓活塞式混凝土泵的工作壓力,一般可達5MPa5MPa,最,最大可達大可達19MPa19MPa,水平運距達,水平運距達600m600m,垂直運距最大可達為,垂直運距最大可達為250m250m,排量為,排量為101080m3/h80m3/h。活塞式混凝土泵可排送坍熔。活塞式混凝土19、泵可排送坍熔度為度為5 520cm20cm的混凝土,骨料最大粒徑為的混凝土,骨料最大粒徑為50mm50mm,混凝土缸,混凝土缸筒的使用壽命達筒的使用壽命達50 000m3 50 000m3 。 2) 結構簡單 泵的輸送沖擊小而穩定,排量可以自由調節,但是此類泵使用的關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。 圖4.15 液壓活塞式混凝土泵的工作原理圖 4. 混凝土布料桿 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備。混凝土布料桿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臂架的俯20、仰、屈、伸,能將混凝土泵送到臂架有效幅度范圍內的任意一點。 移置式布料桿由底架支腿、轉臺、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送到澆注地點,整個布料桿可用人力推動圍繞回轉中心轉動360,而且第二節泵管還可用人推動,以第一節管端彎管為軸心回轉300。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、作業效率系數。泵送距離影響系數如表4-4。作業效率系數由實測確定,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。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,我國規定泵送21、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混凝土的坍落度控制在80180mm;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。混凝土泵產品附送壓力與排量的關系圖。 4.3.3 4.322、.3 混凝土輸送管路布置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,混凝土泵或泵車的停放位置僅影響輸送管的配置,也影響到能否順利進行泵送施工。混凝土泵車的布置應考慮下列條件: (1) 力求距離澆筑地點近,使所燒筑的基礎結構在布料桿的工作范圍內,盡量少移動泵車即能完成澆筑任務。 (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施,以便于清洗混23、凝土泵或泵車。2. 配管設計 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。混凝土在彎管中流動產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,易產生堵塞,一般錐形管的斷面較平緩。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,以便人工移動位置。管段之間用快速裝拆的連接件稱為管接頭,常用的管接頭內側裝有橡膠圈,用偏心杠桿夾緊。為了防止垂直24、輸送管中的混凝土會因自重而返流,對混凝土泵或泵車產生背壓,使混凝土泵重新啟動困難,或使混凝土拌合物產生泌水、離析而造成堵塞,在泵出口處之外的水平輸送管段處設截止閥。如圖4.17所示。 圖4.15 垂直配管示意 某一特定的泵車,它的輸送壓力是確定的,不同的管的壓力損失是不一樣的 ,為便于使用,須將錐形管、彎管、軟管、向上的垂直管等按流動阻力相等的原則換算成一定長度的水平管。混凝土泵或泵車輸送管的水平換算長度必須小于泵的最大泵送距離,才能保證正常的輸送混凝土。 1m100、125、150垂直管的水平換算長度分別為4m、5m、6m;R=1m的彎角為90、45、30、15彎管的水平換算長度分別為9m、25、4.5m、3.0m、1.5m;R=0.5m的彎角為90、45、30、15彎管的水平換算長度分別為12m、6m、4m、2m;3m、5m長的軟管的水平換算長度分別30m、18m;175150、150125、125100錐形管水平換算長度分別為4m、10m、20m。p237 如受場地條件限制,在向下傾斜管段的前端無足夠場地布置水平管時,可用軟管、彎管或環形配管代替以增大摩阻力,防止向下傾斜管段內的混凝土自流。由于向下泵送混凝土時,混凝土的自流與其坍落度關系密切,為防止產生向下自流,根據我國的施工經驗,混凝土的坍落度宜適當減小。 3. 混凝土輸送管的固定法舉例 混凝土輸送管的固定法如圖4.18、圖4.26、19、圖4.20所示。 圖圖4.18 4.18 彎管固定示意圖彎管固定示意圖 圖圖4.184.18垂直管與固定式塔式起重機的塔身固定示圖垂直管與固定式塔式起重機的塔身固定示圖 圖圖4.19 4.19 垂直管與墻壁固定示意圖垂直管與墻壁固定示意圖 混凝土泵送施工技術混凝土泵送技術發展:分配閥混凝土拌合物的泵送性能混凝土可泵性混凝土可泵性:原材料和配合比原材料和配合比坍落度坍落度混凝土泵送施工泵送混凝土的供應泵送混凝土的供應泵送混凝土的拌制泵送混凝土的拌制泵送混凝土的運送泵送混凝土的運送混凝土泵的選擇和配管混凝土泵的選擇和配管混凝土泵的選擇原則混凝土泵的選擇原則:主要參數主要參數:實際平均輸出量和最大輸送距實際平均輸出量和最大輸送距離離配管配管:盡量縮短管線長度盡量縮短管線長度,少用彎管和軟管少用彎管和軟管混凝土泵送與澆筑混凝土泵送之前檢查混凝土泵啟動后開始泵送時正常泵送時長時間停泵泵送過程中混凝土輸送管堵塞時混凝土泵送即將結束時混凝土泵送結束時澆筑