技能培训 登高作业 高层建筑施工6 高层建筑垂直运输工具

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3 高层建筑垂直运输工具 高层建筑垂直运输的特点： 1.运输量大 2.机械费用大 3.对工期影响大 3.1塔式起重机 一、特点 (一)塔式起重机的起重臂长，起重作业范围大； (二)塔式起重机的塔身高度大，可满足不同层数及高度 的建筑物及构筑物施工； (三)塔式起重机具有可靠的自身稳定与平衡，无须牵缆； (四)机械化、标准化程度高。 二、分类 三、选用： （一）原则： 合理选型、匀称布置、适当支承、局部加固。 （二）影响同素： 1.高层建筑结构特点的影响。 2.塔式起重机作业环境的影响。 3.社会经济发展水平的影响。 （三）参数： 1.起重半径 R: 指从塔式起重机回转中心至吊钩中心的水平距离，又称回转 半径或工作半径，也有称起重幅度。 要求: Rmin ≤ R ≤ Rmax 2.起重量 Q: 指起重机安全工作所允许的最大起重重物的质量。 要求: Q ≥ Q1 + Q2 3.起重力距 M = R · Q 起重半径和与之对应的起重量的乘积称为起重力矩，它是塔 式起重机起重能力的首要指标。 4.起重高度 H: 是指自停机面[砼基础顶面或轨 面(指轨道式起重机)]到吊钩中心的垂 直距离。 （1）内爬式: H≥H1 + H2 + H3 + H4 式中: H1 —— 吊索高度； H2 —— 构件高度； H3 —— 安全操作距离； H4——脚手架和其他设施高度。 （2）轨道式、附着式、固定式: H ≥ H1 + H2 + H3 + H4 + H5 ( H5 —— 建筑物总高度 ) 四、布置： (一)原则: 1.充分发挥机械性能。 2.实现吊装区域有效 覆盖。 3.保证安全可靠、施 工便利。 (二)轨道式塔式起重机: R ≥ A + B + ΔL A —— 轨道中心线至建 筑物外墙皮的距离； B —— 建筑物宽度； ΔL—— 施工需要预留 的安全操作距离。 (三)附着式塔式起重机: F0 ——塔式起重机施 工面计算长度； B——建筑物宽度； S——塔式起重机中心 至建筑物外墙的距离。 (四)内爬式塔式起重机: F0 —— 塔式起重机施 工面计算长度； B —— 建筑物宽度； S1 —— 塔式起重机中心至 建筑物外墙皮短边的距离； C —— 塔式起重机吊装地面 构件（材料）所需要的距离。 五、塔式起重机类型的选择 1.在多台塔式起重机作业条件下，应处理好相邻塔式 起重机塔身高度差，以防止两塔碰撞，务使彼此互不干扰。 2.在考虑塔式起重机安装的同时，应考虑塔式起重机 的顶升、接高、锚固以及完工后的落塔、拆运等事项。 3.在考虑塔式起重机安装时，应保证顶升套架的安装 位置(即塔架引进平台或引进轨道应与臂架同向)及锚固环 的安装位置正确无误。 4.应注意外脚手架的支搭形式与挑出建筑物的距离， 以免与下回转塔式起重机转台尾部回转时发生矛盾。 六、塔式起重机的安装与拆卸 （一）塔式起重机的基础 1.轨道式混凝土基础 轨道式塔式起重机混凝土基础可分为纵梁式和短轨枕式两 种做法。 2.固定式混凝土基础 固定式塔式起重机混凝土基础有整体式和分块式两种做法。 （二）附着式塔式起重机的锚固 （三）附着式塔式起重机的顶升接高 （四）内爬式塔式起重机的爬升与拆除 3.2 施工升降机 施工升降机又称施工电梯，是一种安装于建筑物外部，施 工期间用于运送施工人员及建筑材料的垂直提升机械。 一、分类： （一）按用途:1.货用施工升降机 2.人货两用施工升降机 （二）按提升方式:1.卷扬机钢丝绳驱动（SS型） 2.齿轮齿条驱动（SC型） 3.混合驱动（SH型） （三）按吊箱数量 1.单吊箱 2.双吊箱 （四）按载重量 1.重型:载重量为2t或2.4t(或乘员27 ～30人)。 2.轻型:载重量为1.0t(或乘员12人)。 3.超轻型:载重量为0.6t(或乘员6 ～8人)。 吊箱尺寸一般为3m*1.3m*2.7m(长*宽*高)。每个吊 箱可配对重（平衡重），也可不配对重。 （五）按升运速度： 1.普通施工升降机（升运速度在36 m/min以下）。 2.中速施工升降机（升运速度在36～63 m/min之间）。 3.高速施工升降机（升运速度在63～100m/min之间）。 二、施工升降机选型与配置： [例]广州电视塔 施工期间共布置6台人货两用变频调速施工升降机。其中在核 芯筒内部有4台电梯，核芯筒外围钢结构附着2台斜爬电梯。 施工期间共布置6台人货两用变频调速施工升降 机。其中在核芯筒内部有4台电梯，核芯筒外围 钢结构附着2台斜爬电梯。 3.4 垂直运输体系的选择 一、选择的原则: (一)运输能力要能满足规定工期的要求。 (二)机械费用低。 (三)综合经济效益好。 二、常用的运输体系: (一)塔式起重机+施工电梯 (二)塔式起重机+混凝土泵+施工电梯+输送管道 (三)塔式起重机+快速提升机(或井架起重机)+施工电梯 (四)井架起重机+施工电梯 (五)井架起重机+快速提升机+施工电梯+输送管道 三、垂直运输对象： 1.大型建筑材料设备 2.中小型建筑材料设备 3.钢筋、模板 4.混凝土 5.施工人员 6.建筑垃圾 3.3混凝土泵送机械 一、混凝土搅拌站 小型搅拌站（产量为15~45m3/h） 中型搅拌站（产量为50~80m3/h） 大型搅拌站（产量为90~100m3/h） 二、混凝土搅拌运输车 三、泵送混凝土设备 （一)泵送混凝土的组成: 1.混凝土泵 2.输送管 3.布料装置 （二)泵的分类和工作原理: (1)液压式——泵送混凝土 1.按压送方式 (2)挤压式——泵送砂浆 3 1 2 液压活塞式混凝土泵 (1)固定式——地泵 2.按使用方式 (2)行走式——泵车 (1)高压泵 > 7 N/mm² 3.按泵送压力 (2)中压泵 ≤ 7 N/mm² （三)输送管: 1.组成: (1)直管：管径Φ100、125和150 mm三种 长度以4.0 m为主；另有3.0、2.0、1.0、0.5 m四种 管长作为调整布管长度 (2)弯管：管径同直管 角度有15°、30°、45°、60°、90°五种 (3)锥形管：用于两种不同管径输送管的连接。 长度一般为1.0 m。 (4)浇注软管：橡胶管或金属软管 2.配管计算: 水平换算长度——将输送管的各种工作状态(锥形 管、弯管、软管、向上,向下垂直管、倾斜管等),按等 值压力损失皆换算为水平长度管。 类 型 单 位 规 格 水平换算长度（m） 向上垂直管 每 米 100mm 125mm 150mm 3 4 5 锥 形 管 每 根 175→150mm 150→125mm 125→100mm 4 8 16 弯 管 每 根 R=0.5m 90º R=1.0m 12 9 软 管 每5～8根长的1根 20 混凝土输送管的水平换算长度 注： （1）R—曲率半径； （2）弯管的弯曲角度小于90º时，需将表列数值乘以 该角度与90º角的比值； （3）垂直向下管，其水平换算长度等于其自身长度； （4）斜向配管时，根据其水平及垂直投影长度，分 别按水平、垂直配管计算。 (四) 布料装置： 具有输送和布料两种功能 的装置称为布料装置. 1.移动式布料装置 2.汽车式布料装置 (五) 混凝土泵的选用: 混凝土泵的选用,应根椐混凝土工程的特点、要求的最 大输送距离、最大输出量及混凝土浇筑计划确定. 1.常用型号: 型 号 HBJ30 HBT60 BRA2100H NCP-9FB 产 地 北京 襄樊 德国 日本 最大泵送压力 Pmax(N/mm²) 3.2 4.62 11.7 4.5 最大输出量 Qmax(m³/h) 30 58 62 90 最大水平/垂直运距 Lmax/Hmax(m) 200/50 620/115 1000/300 600/100 2.工作性能曲线: 工作压力P↑ Q 和 L(H)↑ 当P一定时: Q↑时, L ↓ L↑时, Q ↓ 0 Q L(H) 150A 125A 100A 3.实际平均输出量计算: 混凝土泵的实际平均输出量,可根椐混凝土泵的最大输出 量,配管情况和作业效率,按下式计算: Q1 = Qmax·1· 式中: Q1——每台混凝土泵的实际平均输出量(m³/h) Qmax——每台混凝土泵的最大输出量(m³/h) 1——配管条件系数。可取0.8 ～ 0.9 ——作业效率.根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵 供料的间断时间、拆装混凝土输送管和布料 停歇等情况,可取0.5 ～ 0.7 4.混凝土泵台数计算: 混凝土泵的台数,可根据混凝土浇筑数量、单机的实际 平均输出量和施工作业时间,按下式计算: N2 = 式中: N2——混凝土泵数量(台) Q——混凝土浇筑数量(m³) Q1——每台混凝土泵的实际平均输出量(m³/h) T0——混凝土泵送施工作业时间(h) Q1T0 Q 5.搅拌运输车台数计算: 当混凝土泵连续作业时,每台混凝土泵所需配备的混凝土 搅拌运输车台数,可按下式计算: N1 = ( +T1 ) 式中: N1——混凝土搅拌运输车台数(台) V1——每台混凝土搅拌运输车容量(m³) S0——混凝土搅拌运输车平均行车速度(km/h) L1——混凝土搅拌运输车往返距离(km) T1——每台混凝土搅拌运输车总计停歇时间(min) 60V1 Q1 S0 60L1 6.混凝土泵的选择和布置: 高度 H ≤ 20m 选择混凝土泵车 高度 H ≤ Hmax 选择一台固定式混凝土泵 高度 H > Hmax 选择多台固定式混凝土泵 (六) 泵送混凝土对材料的要求: 1.粗骨料——优先选用卵石 一般控制粗骨料最大粒径dmax：碎石的直径不得超过输 送管径D的1/4；卵石的直径不得超过输送管径D的1/3。 D D≈2.15d d 4.坍落度: 2.细骨料：宜采用中砂,通过0.315mm筛孔的砂,不应少于 15%,砂率宜为38 ～ 45% 3.水泥:用量≥300㎏/m³混凝土 水灰比宜为0.4 ～ 0.6 泵送高度(m) < 30 30 ～ 60 60 ～ 100 > 100 坍落度(mm) 100 ～ 140 140 ～ 160 160 ～ 180 180 ～ 200 5.可泵性: 混凝土在输送管道中的流动能力称为可泵性。 混凝土的可泵性,可用压力泌水试验,结合施工经验进行控制。 按下式计算: S10 = S10——混凝土加压至10S时的相对泌水率(%) V10 、V140——混凝土加压至10S和140S时的泌水量(mL) 要求: S10 ≤ 40% V140 V10 (七) 施工工艺: 清洗管道(清水)→润滑管壁(1:1或1:2水泥砂浆)→ 连续泵送混凝土→清理管道(高压水及海棉球) ① 泵的布置 布置场地应平整坚实，道路通畅，供料方便，其位置应靠 近浇筑地点，方便布管，接近排水设施且供水、供电方便。在 混凝土泵的作业范围内，不得有高压线等障碍物。 ② 输送管布置 a.管线长度宜短，少用弯管和软管，以减少压力损失。 b.应保证安全施工、便于清洗管道、排除故障和装拆维修。 c.在同一条管线中，应采用相同管径的混凝土输送管。 d.垂直向上配管：应在混凝土泵和垂直管之间设置一段地面 水平管，其长度不小于垂直管长度的四分之一，且不宜小 于15m，或遵守产品说明书的规定。在泵机Y形管出料口 3～6m处的输送管根部尚应设置截止阀。 e.向地下泵送混凝土时：在倾斜向下配管时，应在斜管上端设排 气阀，当高差大于20m时，应在斜管下端设5倍高差长度的水平 管；如条件限制，可增加弯管或环形管，满足5倍高差长度要 求。 ③ 布料设备 要求应覆盖整个结构平面，并能均匀、迅速布料。 混凝土泵送的配管整体水平换算长度应不超过混凝土 泵的最大水平输送距离。 ④ 泵送混凝土的原材料： 应尽量减少与管壁间摩阻力，不产生离析现象。 A 水泥 B 粗骨料 C 细骨料 D 掺合料和外加剂 ⑤ 泵送混凝土配合比 ： 满足设计强度、耐久性和可泵性的要求,拌制泵送混凝土 应严格按设计配合比对各种原材料进行计量。 锥管(125A→100A) 泵 90∘ (R=1m) [例题]混凝土泵和输送管(125A)布置如图: 软管 45∘ (R=1m) 20m 5 m 1 0 m 5m 5m 三一重工HBT系列拖式泵 中联重科HBT系列拖式泵 三一重工HBC系列车载泵 华强京工HBC60车载泵 上海鸿得利HBC系列车载泵 [例]“哈利法塔”超高泵送 混凝土技术 （1）混凝土泵 2008年4月9日，哈利法 塔混凝土浇筑工程全面完工， 最终泵送高度达到创纪录的 606m。3台来自普茨迈斯特 （德国）的高性能高压混凝 土拖泵BSA-14000SHP-D， 泵送压力达到35MPa。 在“哈利法塔”工地上，有3台高压泵，将混凝土输送 到工人操作的高处。一个挑战是，将高强度的混凝土输到 606 米以上的高度，并且不影响混凝土的基本性能。 （2）输送管 普茨迈斯特面临的另一个挑战是输送管线的耐磨性能、耐 高压以及管线的走向和在建筑结构中的固定。根据现场情况， 几乎在整个泵送高度上都装配了内径150mm的输送管 ，当预 期泵送高度为606m时,混凝土在150mm输送管中停留的时间大 约为40 min。 (3)输送管的固定 在进行混凝土浇筑过程中，管道是满的，要支持垂直输 送管的重量，每根输送管在转向垂直输送管后必须由大型支 座支撑。在泵送高度为611m的情况下，管道的重量是非常大 的。主管道加上混凝土的重量超过55t。 (4)无配重自升布料杆 混凝土输送管连接到4个MX 28-4型布料杆上。MX 28-4 布 料杆固定在自升式滑模的平台上，并安装在16m高的管状柱上， 通过滑模平台进行自升。 (5)输送管的清洗 在每次混凝土浇筑结束时，管道中大约含有15m3的 混凝土，要对管道和混凝土泵进行彻底的清洗。为了方 便清洗，在普茨迈斯特工程师建议下，Unimix公司在每 台BSA--14000 SHP-D泵机旁安装清洗吊架。施工人员将 一个湿海绵球放入管道，连接一个清洗接合器，然后通 入压缩空气使海绵球和压缩空气将剩余的混凝土从输送 管的顶端推出。 整个过程不超过20min。 三一重工THB泵车 中联重科THB泵车 三一重工THB泵车 在上海环球金融中心地下室工程浇筑混凝土 三一重工THB泵车 在东海大桥基础工程浇筑砼 中联重科HG28E 内爬式布料杆 移动式布料杆 三一重工的HGT41布料杆 三 一 重 工 的 H G T 4 1 布 料 杆 back back back back back 附着式塔式起重机的顶升过程 (a)准备状态　(b)顶升塔顶　(c)推入标准节　 (d)安装标准节　(e)塔顶和塔身联成整体 back 爬升式起重机的自升过程示意图 (a)准备状态 (b)提升状态 (c)提升起重机 back back