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5-5垂直运输设施

5-5-1垂直运输设施的设置要求

垂直运输设施为在建筑施工中担负垂直运（输）送材料设备和人员上下的机械设备和设施，它是施工技术措施中不可缺的重要环节。

随着高层、超高层建筑、高耸工程以及超深地下工程的飞速发展，对垂直运输设施的要求也相应提高，垂直运输技术已成为建筑施工中的重要的技术领域之一。

5-5-1-1垂直运输设施的分类

由于凡具有垂直（竖向）提升（或降落）物料、设备和人员功能的设备（施）均可用于垂直运输作业，种类较多，可大致分以下五大类：

1．塔式起重机

塔式起重机具有提升、回转、水平输送（通过滑轮车移动和臂杆仰俯）等功能，不仅是重要的吊装设备，而且也是重要的垂直运输设备，用其垂直和水平吊运长、大、重的物料仍为其他垂直运输设备（施）所不及。

塔式起重机的分类见表5-101。

塔式起重机的分类表5-101

分类方式

类别

按固定方式划分

固定式；轨道式；附墙式；内爬式

按架设方式划分

自升；分段架设；整体架设；快速拆装

按塔身构造划分

非伸缩式；伸缩式

按臂构造划分

整体式；伸缩式；折叠式

按回转方式划分

上回转式；下回转式

按变幅方式划分

小车移动；臂杆仰俯；臂杆伸缩

按控速方式划分

分级变速；无级变速

按操作控制方式划分

手动操作；电脑自动监控

按起重能力划分

轻型（≤80t·m）；中型（≥80t·m，≤250t·m）

重型（≥250t·m，≤1000t·m）；超重型（≥1000t·m）

2．施工电梯

多数施工电梯为人货两用，少数为仅供货用。

电梯按其驱动方式可分为齿条驱动和绳轮驱动两种：

齿条驱动电梯又有单吊箱（笼）式和双吊箱（笼）式两种，并装有可靠的限速装置，适于20层以上建筑工程使用；绳轮驱动电梯为单吊箱（笼），无限速装置，轻巧便宜，适于20层以下建筑工程使用。

3．物料提升架

物料提升架包括井式提升架（简称“井架”）、龙门式提升架（简称“龙门架”）、塔式提升架（简称“塔架”）和独杆升降台等，它们的共同特点为：

（1）提升采用卷扬，卷扬机设于架体外；

（2）安全设备一般只有防冒顶、防坐冲和停层保险装置，因而只允许用于物料提升，不得载运人员；

（3）用于10层以下时，多采用缆风固定；用于超过10层的高层建筑施工时，必须采取附墙方式固定，成为无缆风高层物料提升架，并可在顶部设液压顶升构造，实现井架或塔架标准节的自升接高。

塔架是一种采用类似塔式起重机的塔身和附墙构造、两侧悬挂吊笼或混凝土斗的、可自升的物料提升架。

此外，还有一种用于烟囱等高耸构筑物施工的、随作业平台升高的井架式物料提升机，同时供人员上下使用，在安全设施方面需相应加强，例如增加限速装置和断绳保护等，以确保人员上下的安全。

4．混凝土泵

它是水平和垂直输送混凝土的专用设备，用于超高层建筑工程时则更显示出它的优越性。

混凝土泵按工作方式分为固定式和移动式两种；按泵的工作原理则分为挤压式和柱塞式两种。

目前我国已使用混凝土泵施工高度超过300m的电视塔。

5．采用葫芦式起重机或其他小型起重机具的物料提升设施

这类物料提升设施由小型（一般起重量在1.0t以内）起重机具如电动葫芦、手扳葫芦、倒链、滑轮、小型卷扬机等与相应的提升架、悬挂架等构成，形成墙头吊、悬臂吊、摇头把杆吊、台灵架等。

常用于多层建筑施工或作为辅助垂直运输设施。

垂直运输设施的总体情况见表5-102。

垂直运输设施的总体情况表5-102

序次

设备（施）名称

形式

安装方式

工作方式

设备能力

起重能力

提升高度

1

塔式起重机

整装式

行走

在不同的回转半径内形成作业覆盖区

60~10000kN·m

80m内

固定

自升式

250m内

附着

内爬式

装于天井道内、附着爬升

3500kN·m内

一般在300m内

2

施工升降机

（施工电梯）

单笼、双笼

笼带斗

附着

吊笼升降

一般2t以内，高者达2.8t

一般100m内，最高已达645m

3

井字提升架

定型钢管搭设

缆风固定

吊笼（盘、斗）升降

3t以内

60m内

定型

附着

可达200m以上

钢管搭设

100m以内

4

龙门提升架

（门式提升机）

缆风固定

吊笼（盘、斗）升降

2t以内

50m内

附着

100m内

5

塔架

自升

附着

吊盘（斗）升降

2t以内

100m以内

6

独杆提升机

定型产品

缆风固定

吊盘（斗）升降

1t以内

一般在25m内

7

墙头吊

定型产品

固定在结构上

回转起吊

0.5t以内

高度视配绳和吊物稳定而定

8

屋顶起重机

定型产品

固定式移动式

葫芦沿轨道移动

0.5t以内

9

自立式起重架

定型产品

移动式

同独杆提升机

1t以内

40m内

10

混凝土输送泵

固定式拖式

固定并设置输送管道

压力输送

输送能力为30~50m3/h

垂直输送高度一般为100m，可达300m以上

11

可倾斜塔式起重机

履带式

移动式

为履带吊和塔吊结合的产品，塔身可倾斜

50m内

汽车式

12

小型起重设备

配合垂直提升架使用

0.5~1.5t

高度视配绳和吊物稳定而定

5-5-1-2国内外塔式起重机产品的情况与使用选择

1．国外塔式起重机产品的情况

（1）德国里勃海尔塔式起重机

德国里勃海尔公司生产6种系列（A、K、HC、HC-K、HB和C系列）的塔式起重机，其基本情况列于表5-103中。

德国里勃海尔塔式起重机系列表5-103

序次

系列

塔机系列的特点

型号

起重能力（t·m）

1

A系列

下回转、动臂压杆式、伸缩塔身、折叠运输，整体架设

6.5A~170A，共16种

6.5~170

2

K系列

A系列的改进型（快速拆装），折叠时塔身向后翻倒，2~3档上升速度，臂长18~45m

12K，14K，20K，27K，30K，53K，86K，88K，172K

12~172

3

HC系列

用于高层建筑，自升式，顶升油缸居于塔身中央或一侧，起升机构采用电磁离合器换挡减速和涡流制动调速

63HC~550HC，共24种

63~550

4

HB系列

早期产品，动臂变幅、压杆臂架上回转、自升，可用作内爬塔使用

3种

5

C系列

重型系列，内塔架顶升，外塔架接高，臂架长可达85m，塔帽上附装摇头扒杆

4500，7500，12500，18000，25000，5种

450~2500

6

HC-K系列

HC系列的变型，臂架既可作小率变幅；也可作仰俯变幅，臂架前后两部分可曲折成90°

125，134，180，195HC-K，共4种

125~195t·m；最大起重量8-12t，最大吊钩高度72~80m，最大幅度60m时起重1.5~1.65t

（2）德国派因奈尔塔式起重机

德国派因奈尔厂生产的塔式起重机亦有6个系列：

T、SMK、SK、MK、TN和M系列，其中，前5种系列塔机的基本情况列于表5-104中。

德国派因奈尔塔式起重机系列表5-104

序次

系列

塔机系列的特点

型号

起重能力（t·m）

1

T系列

下旋转、塔身和臂架可折叠，整体拖运和架设，水母式底盘，滚栓支承回转装置

T35~T63，4种

35~63

2

SMK系列

快速装拆型，臂架可作小车变幅和仰俯变幅，塔身可伸缩

SMK100、102、103、104、105，5种

19.5~34

3

SK系列

固定、内爬、附墙、轨道四用自升塔机

SK71、105、160、180、225、355、450，7种

85~530

4

MK系列

塔帽后倾高度减少，双吊点，臂架最长达93m，内塔架顶升，外塔架逐节接高

MK450、630、900、1250、1800、2500、3500、5000，8种

最大起重能力达6000t·m，最大起重量可达160t

5

TN系列

下回转，在塔身根部进行顶升节高作业，只需较小作业空间

TN85、112、180、400、710、1120，6种

118~1850

（3）法国波坦塔式起重机

法国波坦厂生产5种系列的塔式起重机：

GMR系列、GTMR系列、GAT系列、TOPKIT系列和MAXIGAT系列，其基本情况列于表5-105中。

法国波坦塔式起重机系列表5-105

序次

系列

塔机系列的特点

型号

起重能力（t·m）

1

GMR系列

早期产品，下回转、塔身伸缩，起重臂可折叠

12种

12.3~64.8

2

GTMR系列

由GMR系列发展而成，下回转，水母式底盘，塔身上部加节顶升，属轻中型塔机

9种

我国引进的GTMR360B的起重能力为84.8t·m，最大幅度45m，最大起重量8t

3

GAT系列

多功能自升塔机，可作轨道、固定、内爬和附着，侧顶升机构

6种

42~161

4

TOPKIT系列

组合型功能，塔身、底盘、塔帽、起重臂和工作机构均可视需要组合，塔身为片式连接结构

14种

我国引进的FO/23B和H3/36B的起重能力分别为130t·m，260t·m；起重臂长45m，69m；最大起重量8t、12t

5

MAXIGAT系列

重型自升塔，最大幅度65m，最大起升速度300m/min

7种

最大起重能力500

（4）其他生产塔吊的著名公司及其产品

目前，在国际塔吊市场上比较活跃的著名公司还有德国Wolff，意大利Simma、Comedil、Rainmonde、Alfa，丹麦的KROLL，芬兰的Betrox，西班牙的Comensa和澳大利亚的Favco。

日本的主要塔吊生产厂家是“日立”和“石川岛”，后者的最新塔吊产品是1500t·m级的动臂自升式塔吊，最大幅度35m时的额定起重量为35t，幅度20m时的起重量为70t。

其起升、变幅及回转均采用可控硅调速。

捷克主要生产自升塔吊。

前苏联也是塔吊生产大国，主要生产下回转快装塔吊。

丹麦则以生产起重能力达1000t·m以上的超重型塔吊著称。

英国仅生产一些轻型快速安装塔吊，而美国尽管生产世界名牌汽车吊和履带吊，但较少生产塔吊。

（5）国外塔吊发展趋势

目前，世界塔吊市场的竞争异常激烈，各著名厂家竞相开发具有吸引力的塔吊新产品，其总的发展趋势如下：

1）向大、重发展

向大型化和超重型发展，起重量越来越大，起重臂越来越长。

下回转式塔机的起重量己达3000t·m，丹麦克洛尔（Kro11）公司已制造出10000t·m的塔式起重机。

2）向多功能发展

不仅可视施工要求装配成固定式，行走（轨道）式、附着式或内爬式，而且还可利用臂杆作为灵活的混凝土布料装置，塔身亦可作为外用电梯的一部分。

3）向高工作速度发展

提高塔机的工作速度，如法国波坦公司的Topkit系列的H3/28，H3/32的提升速度已超过100m/min。

在变速方面则向无级调速发展。

4）向组合的变型塔机发展

采用组合设计，以少量通用标准件组成多种可满足不同施工需要的变形塔机。

德国的Liebherr，Lineden，Poiner和法国的Potain等公司均有各自整套的组合设计体系。

例如Potain公司的Topkit塔机系列14种型号塔机的构件均可彼此组合和互换，塔身、大车底盘、塔帽、起重臂和操作机构均可视需要加以组合和延伸扩展。

5）向自动控制和遥控发展

里勃海尔、波坦等公司都不同程度地在塔机上使用自控和遥控技术，如采用电脑控制的力矩限位器，具有力矩、变幅、载荷极限报警等功能；波坦塔机回转机构采用OMD系统等。

此外，在液压顶升机构已使塔机高度的发展不成问题的情况下，各厂家普遍转向扩大幅度，使俯仰变幅臂架向小车变幅臂架或两者兼容的方向发展。

在上述发展趋势的引导之下，各著名塔机生产厂家纷纷推出新产品。

法国波坦公司推出了动臂式自升塔吊和汽车式快装塔吊；里勃海尔公司推出了经济型塔吊的改进型EC-H系列和HB系列动臂型塔吊的发展型HC-L系列（吊臂可在15~87°之间进行俯仰变幅）。

法国的BPR公司推出了2000系列，从100t·m到250t·m共12种型号，等等。

其中波坦公司推出的TopmaticMD系列最为引人注目：

共有9种型号，每一种型号兼有4.5m和6.0m两种轨距和两种不同的最大起重量（8~10t），最大幅度达55~65m；起升机构采用调压调速技术，从高速下降到慢速就位可连续变速，运行按加减速曲线进行并可用操纵杆调控；提升机构装有排绳装置，完全排除乱绳的可能性；塔吊的电脑监控系统能自动进行信息数据的处理，发出减速指令，若司机未及时作出反应时，电脑会强制塔吊停止运行。

此外，还配有故障诊断系统和电脑辅助保养系统。

总之，这些塔机新产品均具有“城市塔吊”的下列特征：

长臂，臂头起重量1.2~2t，采用单小车2倍率或双小车4倍率固定不变，工作性能稳定，生产功效提高。

2．国内塔式起重机产品的情况

我国自上世纪80年代生产出QTP60、QT80A、QTF80等新机型，与此同时，在建设部组织下，北京、四川、沈阳等地单位分别引进了法国波坦公司的塔机技术，主要有三种机型：

GTMR360B小型下回转塔机、FO/23B中型上回转塔机、H3/36B大型上回转塔机（主要性能参数见表5-106），其主要零件已实现国产化。

此后，生产技术迅速发展，已能生产各种可适应高层、超高层建筑施工需要的自升式塔机，有外墙附着和内爬两种：

国产外墙附着式上回转自升塔机主要有QT4-10、QT4-10A、QT80（A）、Z80、ZF120和QTZ-200；国产内爬式塔机则有QTP-60、QT5-4/20，它们的主要性能见表5-107。

三种引进技术的塔机的主要性能表5-106

性能参数

单位

快速安装式

TOPKIT自升式

GTMR360B

FO/23B

H3/36B

SA452

最大起重力矩

kN·m

848

1300

1450

2600

行走式起升高度

m

32.8

49.4

61.6

56.6

最大起重量

t

8

10

10

12

最大幅度

m

45

45

50

60

最大幅度时的起重量

t

1.25

2.3

2.3

3.6

机械自重

t

28.6

50

57.8

93

国产自升式塔式起重机的主要技术参数表5-107

序次

型号

额定起重力矩

（kN·m）

幅度

（m）

最大起重量

（t）

最大起重量时幅度

（m）

最大幅度时起重量

（t）

起升高度（m）

速度（m/min，r/min）

备注

产地厂家

附着

内爬

行走

固定

起升

变幅

行走

回转

1

QT4-10

10

20

17

12

4

3.5

160

45，22.5

18

0.5

北京

2

QT80（A）

7

6

11.1

11.6

2.67

1.5

70

70，50，29.5

45，25

0.59

北京

3

Z80

8

10

2.7

123

45，22.5

30

0.57

上海，四川

4

ZT-120

8

15

3.5

160

50，3

30.5

0.5

上海

5

QTZ1600

55，60，65

10

1.6

200

51.8

35，73，110

60，30，9.5

0.6

济南

6

QTZ800

40，45，50

8

1.3

150

150

45.5

45.5

34，54，100

35

22

0.73

济南

7

QTZ200

20

12

3.5

60

80，40，8.2

22.38

0.49

北京

8

QTZ100

2.4~60

162.5

50

6档100.8~16.8

80，60，7.6

0.6

中建

9

QTZ60A

35，40，45

6

1.5

100

110

45.5

45.5

34，54，100

35

22

0.73

济南

10

QTZ60

35，40，45

6

1.2

100

40.1

34，50，100

20，40.5

0.62

济南

11

QTZ40

30，35，40

4

1

80

32

18，34，70

20，40.5

0.62

济南

12

QTZ315

38

3

0.83

80

30

30

53.7，26.8，5.95

22，33

23

0.8，0.4

济南

13

QTZ25

30

2.5

0.83

60

25.5

25.5

44，29，6.9

22

23

0.8，0.4

济南

14

QTP60

30

6

10

2

50，25

28.6，10

0.19~0.57

内爬塔

上海

15

QT5-4/20

20

4

11

2

40，5

20

0.6

内爬塔

湖北

16

C7050

70

20

5

80

四川

17

C7022

70

16

2.2

56

四川

18

H3/36B

60

12

3.6

205

四川

19

C5530

55

12

3

230

四川

20

FO/23B

50

10

2.3

203

四川

21

C4513

45

6

1.3

100

四川

22

C5015

50

8

1.5

120

四川

23

C4010

40

4

1

82

四川

24

C3208

32

2.5

0.8

60

四川

25

QTZ63

630

50

6

1.3

140

41

80，40，8.5

43，21.5

0.63

常州

26

QTZ30

300

36

3

0.85

80

28

50，25，85

25

0.65

常州

27

QTZ20

200

25

2

0.8

60

26

10.5，35

22

0.80

常州

28

QTZ25

250

1.7~27.3

2.5

60

26.4

25.3

25

0.95

无锡

29

QTZ40C

400

1.7~42

4

100

31

32

25

0.62

无锡

30

QTZ60C

600

2~48

6

100

40.8

40.1

20，40.5

0.62

无锡

31

QTZ80

800

2.5~48

8

140

40

40

30.5

0.60

无锡

32

QTZ630

2~50

6

120

40

54，36，8

27，18，4

20，40.5

0.54

安徽

33

QTZ400E

2~40

3

55，35，8

27.5，17.5，4

20，40

0.66

安徽

34

QTZ1000

2.5~60

8

1.3

150

50

100，72，48，6

50，36，24，3

20，40

0.6

安徽

35

ZSC-5815

870

58

7.5

1.5

0~90

0~45

60

0.6

小车式

内/外爬

南京

36

ZSC-5024

1200

50

10

2.4

0~90

0~45

60

0.6

南京

37

ZSC-5040

2000

50

15

4

0~90

0~45

60

0.6

南京

38

ZSC-7030

2100

70

15

3

0~90

0~45

60

0.6

南京

39

ZSC-3080

2400

30

15

8

0~90

0~45

60

0.6

南京

40

ZSL-5522

1210

55

7.5

2.2

0~90

0.6

动臂拭

内/外爬

南京

41

ZSL-3535

1220

35

7.5

3.5

0~90

0.6

南京

42

ZSL-5025

1250

50

7.5

2.5

0~90

0.6

南京

43

QTZ125

1250

2~60

8

100/163

50

50

四川锦城

44

FO/23B

50

10

2.3

203.8

140.8

203.8

61.6

49.4

59.844.8

塔身2m

截面1.6

沈阳

45

H3/36B

60

12

3.6

195

266

56.6

51.7

沈阳

46

K40/21

70

16

2.1

153.7

50.6

45.7

沈阳

47

K50/50

70

12，16，20

5

120

270

80.09

78.9

沈阳

48

FL25/30

50

6

3

45.9

45.2

52.05

沈阳

49

K40/26

70

16

2.6

155.2

265

50.6

53.2

沈阳

50

QTZ80

50

10

1.5

46.8

42.15

沈阳

51

QTZHG63

起重45布料35

6

128.57

190

41.57

起重、布料两用

大连

52

QTZHG25

起重、布料25

2.5

206

26

中建二局在同济大学协助下，开发试制成功了QTG25S型电梯式塔式起重机（图5-142），它由1台常用的小车变幅附着式自升塔机和双笼人货电梯组