建筑施工之垂直运输设施.docx
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建筑施工之垂直运输设施
建筑施工之垂直运输设施
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