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1、第4 章 高层建筑施工用垂直运输机械教学内容：塔吊；施工电梯；混凝土泵。教学要求：了解塔吊、施工电梯基础附壁构造以及混凝土泵泵管施工要求,现代高层建筑施工的主要特点是：(1)垂直运输量大、运距高；(2)结构、水电、装修齐头并进，交叉作业多，安全隐患大；(3)工期紧张；(4)施工人员上下频繁，人员交通量大；(5)组织管理工作复杂。,湖北工业大学土木与建筑学院,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。,第一节、塔 吊一 概述1.塔吊的组成 塔吊又称塔机或塔式起重机。塔式起重机由金属结构部分、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。金属结构部分包括
2、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。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。,湖北工业大学土木与建筑学院,2.塔吊的分类1)按行走机构划分类型：自行式塔式起重机、固定式塔式起重机；自行式起重机：能够在固定的轨道上、地面上开行；特点：靠近工作点，转移方便，机动性强；常见形式：轨道行走式；,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。,湖北工业大学土木与建筑学院,2)按起重臂变幅方法划分 类型：起重臂变幅
3、式塔式起重机和起重小车变幅式塔式起重机。起重臂变幅式塔式起重机：起重臂与塔身铰接，变幅时可调整起重臂的仰角；,起重小车变幅式塔式起重机：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。,湖北工业大学土木与建筑学院,3)按回转方式划分 上塔回转塔式起重机：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；下塔回转塔式起重机：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。,4)按起重能力划分 轻型塔式起重机（以起重量0.53.0t）中型塔式起重机
4、（起重量为3.015t）重型塔式起重机（起重量为1540t）5)按塔式起重机使用架设的要求划分 固定式、轨道式、附着式,3、塔吊的特点塔吊一般具有下列特点：(1)起重量、工作幅度和起升高度较大；(2)360全回转，并能同时进行垂直、水平运输作业；(3)工作速度高。国产起升速度最快为120m/min，进口的起升速度已超过200m/min；(4)一机多用：装置方面，配备有抓斗、拉铲等装置，做到一机多用；(5)起重高度能随安装高度的升高而增高；(6)机动性好，能自行或自升；(7)驾驶室(操纵室)位置较高，安全。,3.塔吊的主要性能参数1)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
5、平距离。2)起重量 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。,3)起重力矩 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；4)起升高度 自轨面或混凝土基础顶面至吊钩中心的垂直距离。,4.塔吊的布置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
6、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。,第二节 施 工 电 梯 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。1.施工电梯的分类 施工电梯按施工电梯的动力装置：电动与电动液压两种；施工电梯按吊厢数量：单吊厢式和双吊厢式；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)。2.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、
7、立柱导轨架，驱动装置、电控系统提升系统、安全装置等。,1)立柱导轨架 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。2)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。3)吊笼 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。4)驱动装置 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
8、驱动、双驱动，甚至三驱动。,5)安全装置(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。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。所谓单作用限速器只能沿工作吊厢下降方向起制动作用。,(2)制动装置。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。电机制动器，有内抱制动器和外抱电磁制动器等。紧急
9、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。(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。,湖北工业大学土木与建筑学院,6)平衡重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。7)电气控制与操纵系统电梯的电器装置(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。3.绳轮驱动施工电梯绳轮驱动施工电梯常称为施工升降机或升降机，,3.施工电梯的选择和使用1)选择20层以下的高层
10、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。2)使用(1)确定施工电梯位置。施工电梯安装的位置应尽可能满足：有利于人员和物料的集散；各种运输距离最短；方便附墙装置安装和设置；接近电源，有良好的夜间照明，便于司机观察。,湖北工业大学土木与建筑学院,二、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1)齿轮齿条驱动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。附墙支撑装置由槽钢连接架、1 号支架、2
11、号支架、3 号支架和立管架构成，,第三节 混凝土搅拌运输车与混凝土泵 采用混凝土泵浇注商品混凝土，是钢筋混凝土现浇结构高层建筑施工中最为常见的混凝土浇注方式。一、混凝土搅拌运输车混凝土搅拌运输车公称容量在2.5m3 以下者、；46m3、8m3 以上者。特点：(1)生产率高：6m3 搅拌运输车的装料时间一般约需4060s，卸料时间为90180s；(2)注意搅拌筒的质量；(3)安全防护装置齐全；(4)操作简单，性能可靠；(5)便于清理，保养量小。,湖北工业大学土木与建筑学院,湖北工业大学土木与建筑学院,泵车正在为煤气管道高架浇筑混凝土,使用时应注意下列事项：(1)混凝土搅拌运输车在装料前，应先排净
12、筒内的积水及杂物；(2)应事先对混凝土搅拌运输车行经路线，如桥涵设施进行详细了解，以利通行；(3)混凝土搅拌运输车在运输途中，以低速转动；(4)一般情况下，混凝土搅拌运输车运送混凝土的时间不得超过一小时；(5)工作结束后，应按要求用高压水冲洗搅拌筒；(6)注意安全。,湖北工业大学土木与建筑学院,二、混凝土泵 商品混凝土的效率高，质量好，劳动强度低。1.混凝土泵的分类按驱动方式：活塞式泵和挤压式泵，使用的动力：机械式活塞泵和液压式活塞泵；按推动活塞的介质：油压式和水压式；按机动性：固定式泵和移动式，,3.液压活塞式混凝土泵的主要特点1)运距远 液压活塞式混凝土泵的工作压力，最大可达19MPa，水
13、平运距达600m，垂直运距最大可达为250m，2)结构简单 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。4.混凝土布料杆 定义：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。形式：移置式布料杆、管柱式机动布科杆、装在塔式起重机上的布料杆。,5.混凝土泵的选用及其注意事项 混凝土泵的实际排量，为混凝土泵或泵车标定的最大排量乘以泵送距离影响系数、作业效率系数。泵送距离影响系数如下表：,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。水泥含量越多，混凝土的可泵性越好，最低水泥含量为300k
14、g/m3；坍落度越大，凝土通过泵体时管道阻力就越小，一般泵送混凝土的坍落度控制在80180mm；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；含砂率以40%50%较好。,泵送混凝土时应注意下列事项：(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；(3)发现有骨料卡住料斗中的搅拌器或有堵塞现象时，应立即进行短时间的反泵；(4)泵送后的清洗：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。,第三节 混凝土输送管路布置1.混凝土泵或
15、泵车位置的选择 混凝土泵车的布置应考虑下列条件：(1)力求距离浇筑地点近；(2)多台混凝土泵或泵车同时浇筑时，选定的位置要使其各自承担的浇筑量接近，最好能同时浇筑完毕；(3)混凝土泵或泵车的停放地点要有足够的场地，；(4)停放位置最好接近供水和排水设施，以便于清洗混凝土泵或泵车。,2.配管设计 输送管分多种：直管的常用管径有100m、125m、150m、180m 四种，管段长度有0.5m、1.0m、2.0m、3.0m、4.0m 五种。弯管的弯曲角度有15、30、45、60和90。锥形管：连接混凝土泵或泵车的混凝土缸和输送管的过渡管道称为锥形管，锥形管处压力损失大，易产生堵塞。软管：软管装在输送
16、管末端，作为施工用具直接用来浇筑混凝土，其特点是比较柔软、轻量，以便人工移动位置。,某一特定的泵车，它的输送压力是确定的，不同的管的压力损失是不一样的；为便于使用，须将锥形管、弯管、软管、向上的垂直管等按流动阻力相等的原则换算成一定长度的水平管。混凝土泵或泵车输送管的水平换算长度必须小于泵的最大泵送距离，才能保证正常的输送混凝土。,湖北工业大学土木与建筑学院,1m100、125、150 垂直管的水平换算长度分别为4m、5m、6m；R=1m 的弯角为90、45、30、15弯管的水平换算长度分别为9m、4.5m、3.0m、1.5mR=0.5m 的弯角为90、45、30、15弯管的水平换算长度分别为12m、6m、4m、2m；3m、5m 长的软管的水平换算长度分别30m、18m；175150、150125、125100锥形管水平换算长度分别为4m、10m、20m。,
