垂直运输设施解析.docx

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垂直运输设施解析

垂直运输设施

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

以信超深地下工程的飞速发展，对策划直运输设施的要求

也相应提高，垂直运输技术已成为建筑施工中的重要技术

领域之一。

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

塔式起重机具的提升、回转、水平输送（通过滑轮车

移动和臂杆仰俯）等，不仅是重要的吊装设备，而且也是

重要的垂直运输设备，用其重工和水平吊运长、大、重的

物料仍为其他垂直运输设备（施）所不及。

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：

⑴提升采用卷场，卷场机设于架体外；

⑵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。

⑶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，并可在顶部设夜压顶升构造，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、

两侧悬挂吊笼和混凝土斗的、可自升的物料提升架。

此外，还有一种用于因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、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。

垂直运输设施的设置要求

1、垂直运输设施的一般设置要求

⑴覆盖面和供应面

塔吊的覆盖面是指以塔吊的起重幅度度为半径的圆形

吊运覆盖面积；垂直运输设施的供应面是指借助于水平运

输手段（手推车等）所能达到的供应范围。

其水平运输距

离一般不宜超过 80m。

建筑工程的全部的作业面应处于垂

直运输设施的覆盖面和供应面的范围之内。

⑵供应能力

塔吊的供应能力等于吊次乘以吊量（每次吊运材料的

体积、重量或件数）；其他垂直运输设施的供应能力等于运

次乘以运量，运次应取垂直运输和与其配合的水平运输机

具中的低值。

另外，还需乘以一个数值为 0.5~0.75 的折减

系数，以考虑由于难以避免的因素对供应能力的影响（如

机械设备故障和人为的耽搁等）。

⑶提升高度

设备的提升高度能力应比实际需要的升运高度高出不

少于 3m，以确保安全。

⑷水平运输手段

在考虑垂直运输设施时，必须同时考虑与其配合的水

平运输手段。

当使用塔式起重机作垂直和水平运输时，要解决好料

笼和料斗等材料容器的问题。

由于外脚手架（包括桥式脚

手架和吊篮）承受集中荷载的能力有限，因此一般不使用

塔吊直接向外脚手架供料；当必须用其供料时，则需视具

体条件分别采取以下措施：

1）在脚手轲外增设受料台，受

料台则悬挂在结构上（准备 2~3 层用量，用塔吊安装）；

2）使用组联小容器，整体起吊，分别卸至各作业地点；

3）在脚手架上设置小受料斗（需加设适当的拉撑），将砂

浆分别卸注于小料斗中。

当使用其他垂直运输设施时，一般用手推车（单轮车、

双轮车和各种专用手堆车）作业水平运输。

其运载量取决

于可同时装入几部车子以及单位时间内的提升次数。

⑸装设条件

垂直设施装设的位置应具有相适应的装设条件，如具

有可靠的基础、与结构拉结和水平运输通道条件等。

⑹设备效能的发挥

必须同时考虑满足施工需要和充分发挥设备效能的问

题。

当各施工阶段的垂直运输相差悬殊时，应分阶段设置

和调整垂直运输设备，及时拆除已不需要的设备。

⑺设备的充分利用问题

充分利用现有设备，必要时添置或加工新的设备。

在

添置或加工新的设置时应考虑今后利用的前景。

一次使用

的设备应考虑在用毕以后可拆改它用。

⑻安全保障

安全保障是使用垂直运输设施中的首要问题，必须按

以下方面严格作好：

1）首次试制加工的垂直运输设备，需经过严格的荷载

和安全装置性能试验，确保达到设计要求（包括安全要求）

后才能投入使用。

2）设备应装设在可靠的基础和轨道上。

基础应具有足

够的承载力和稳定性，并设有良好的排水措施。

3）设备在使用以前必须进行全面的检查和维修保养，

确保设备完好。

未经检修保养的设备不能使用。

4）严格遵照设备的安装程序和规定进行设备的安装

（搭设）和接高工作。

初次使用的设备，工程条件不能完

全符合安装要求的，以及在较为复杂和困难的条件下，应

制定详细的安装措施，并按措施的规定进行安装。

5）确保架设过程中的安全，注意事项为：

①高空作业

人员必须佩戴安全带；②按规定及时设置临时支撑、缆绳

或附墙拉结装置；③在统一指挥下作业；④在安装区域内

停止进行有碍确保架设安全的其他作业。

6）设备安装完毕后，应全面检查安装（搭设）的质量

是否符合要求，并及时解决存在的问题。

随后进行空载和

负载试运行，判断试运行情况是否正常，吊索、吊具、吊

盘、安全保险以及刹车装置等是否可靠。

都无问题时才能

交付使用。

7）进出料口之间的安全设施：

垂直运输设施的出料口

与建筑结构的进料口之间，根据其距离的大小设置铺板或

栈板通道，通道两侧设护栏。

建筑物入料口设栏杆门。

小

车通过之后应及时关上。

8）设备应由专门的人员操纵和管理。

严禁违章作业和

超载使用。

设备出现故障或运转不正常时应立即停止使用。

并及时予以解决。

9）位于机外的卷场机应设置安全作业棚。

操作人员的

视线不得受到遮挡。

当作业层较高，观测和对话困难时，

应采取可靠的解决方法，如增加卷扬定位装置、对讲设备

或多级联络办法等。

10）作业区域内的高压线一般应予拆除或改线，不能

拆除时，应与其保持安全作业距离。

11）使用完毕，按规定程序和要求进行拆除工作。

2、高层建筑垂直运输设施的合理配套

在高层、超高层建筑施工中，合理配套是解决垂直运

输设施时应当充分注意的问题。

一般情况下，建筑高度超过 15 层或 40m 时，应设施工

电梯以解决施工人员的上下问题，同时，施工电梯又可承

担相当数量的施工材料的垂直运输任务。

但大宗的、集中

使用性强的材料，如钢筋、模板、混凝土等，特别是混凝

土的用量最大和使用最集中，能否保证及时地输送上去，

直接影响到工程的进度和质量要求。

因此，必须解决好垂

直运输设施的合理配套设置问题。

在选择配套方案时，应多从以下方面进行比较：

⑴短期集中性供应和长期经常性供应的要求，从专供、

联人供和分时段供的三种方式的比较中选定。

所谓联分共

方式，即“联供以满足集中性供应要求，分供以满足流水

性供应要求”；

⑵使设备的利用率和生产率达到较高值，使利用成本

达到较低值；

⑶在充分利用企业已有设备、租用设备或购进先进的

设备方面作出正确的氛抉择。

在抉择时，一要可靠，二要

先进，三要适应日后发展。

在技术要求高的超高层建筑施

工中，选用、引进先进的设备是十分必要的，因为企业利

用这些现代化设备不但可以出色地完成施工任务，而且也

使企业的技术水平获得显著地提高与发展。

井字架和龙门架

扣件式钢管井架

井式垂直运输架，通称井架或井字架，是施工中最常

用的、也是最为简便的垂直运输设施。

它的稳定性好、运

输量大，除用型金刚或钢管加工的定型井架之外、还可采

用许多种脚手架材料搭设起来，而且可以搭设较高的高度

（达 50m 以上）。

一般的井架多为单孔井架，但也可构成两孔或多孔井

架。

井架内设吊盘（也可在吊盘下加设混凝土料斗）；两孔

或三孔井架可以分别设置吊盘或料斗，以满足同时运输多

种材料的需要。

井架上可视需要设置拔杆，其起重量一般为 0.5~1.5t，

回转半径可达 10m。

在使用井架中应特别注意以下两个方面：

确保井架的

承载性能和结构稳定性；确保料盘或料斗升降的安全。

随着高层和超高层建筑的发展、搭设高度超过 100m 的

附着式高层井架应运而生，已越来越多的得到应用并已取

得很好的效果。

1、30m 以下井架

30m 以内扣件式钢管井架有八柱、六柱和四柱三种，

其主要杆件和用料要求与扣件式钢管脚手架基本相同。

2、30m 以上井架

30m 以上扣件式钢管井架应采用四角和天轮梁下双杆

的 12 柱（50m 以下）或 16 柱结构（50m 以上），平面尺寸

为宽 2.0~2.4m，长 3.6~4.0m，起重量 1000kg。

搭设高层井架的注意事项为：

⑴专为屋面和装修工程使用的井架，可在主体结构完

成以后一次搭起，架高应超过屋面不少于 5.5m。

在主体结

构施工阶段使用的井架要分段搭设。

第一层高度不超过

30m。

按低层井架的要求设置缆风。

随着结构主体的升高，

每隔 1~2 层（不超过 6m）设一道附墙拉结，并可将靠里侧

的缆风随后拆除，在主体结构升至与井架相差 6m 以内时，

可以继续连接上一段井架，并把天轮梁翻到新接的井架段

的顶端。

⑵当井架宽度方向平行于墙面时，采用简单拉结，或

加强拉结；当井架宽度方向垂直于墙面时，采用展宽拉结；

⑶脚手架的悬空长度（位于拉结点之上）不得大于

10m；

⑷在未经可靠设计复核情况下，不宜在高层井加之上

加设拨杆或其他附加装置；

⑸进楼栈桥的立杆不得利用井架的立杆，应分开架设，

缩小间距并采用双杆搭设。

每层栈桥与井架之间应用不承

受垂直力的横杆进行拉结。

栈桥架的铺板层应根据设计荷

载加以限制；需要每层都铺板时，应采用重量轻的脚手板；

⑹井架的侧面除进出料口外，均应自下而上连续设置

剪刀撑；

⑺支撑天轮梁的横杆应采用双杆，与井架中立柱采用

双扣件连接，并加设斜支杆与井架角柱相连。

型钢井架和无缆风高层井架

1、普通型钢井架

型钢井架由立柱、平撑、斜撑等杆件组成。

在房屋建

筑中一般都采用单孔四柱角钢井架，有两种构造方法：

一

种是用单根角钢由螺栓连接而成，通常是把连接板焊在立

柱上，仅平撑、斜撑和立柱的连接以及立柱的接高用螺栓

连接。

在杆件重、井架大的情况下多采用这种方法；另一

种方法是在工厂组焊成一定长度的节段，然后运至工地安

装，一般轻型小井架多采用这种方法。

2、无缆风高层井架

无缆风高层，井架截面为 2m×2m，其主肢选用└

75×8 角钢、交叉和水平缀板采用└50×5 角钢，水平缀板

间距为 1.5m。

井架内装的自翻提料斗，配置 3t 快速卷扬机

提升，升速达 40m/min，斗容为 0.5m3，每台班可运输

40~60 m3。

井架的主肢上装有 9m 长吊杆，一个台班可提升

60 次，用于吊运钢筋和模板。

井架基础采用现浇钢筋混凝

土箱型结构，箱体内有 1.6m×1.5m×1.5m 空间，以适应料

斗装料的需要。

井架附墙，逐步接高，架设高度可达

100m，上部的自由高度限定 12m。

施工实践表明，采用无

缆风高层井架加悬臂杆吊进行 60m 以下现浇结构工程是比

较经济的。

采用自升技术、架设高、升速快和能力强的液压自升

式高速井架亦已面世。

其井架体由立柱、横杆和斜杆组成，

套架上装有导向轮，以立柱内角面为导向轨。

套架上有天

滑轮总成、把杆；下有液压顶升系统。

安装标准节时，液

压活塞向上顶起，用把杆将地面拼装好的标准节吊至建筑

物顶面，再用把杆进行安装。

安装至现定高度后固定与内

套架相连的封顶槽钢。

结构合理、整体稳定性好。

龙门架

龙门架是由二根立杆及天轮梁（横梁）构成的门式架。

在龙门架上装设滑轮（天轮及地轮）、导轨、吊盘（上料平

台）、安全装置以及起重索、缆风绳等即构成一个完整的垂

直运输体系。

近年来为适应高层建筑施工的需要，采用附着方式的

龙门架技术得到较快发展；

吊盘安全装置

井架和龙门架的吊盘应有可靠的安全装置，以防止吊

盘在运行中和停车装、卸料时发生附落等严重事故。

1、吊盘停车安全装置

吊盘停车安全装置是防止吊盘在装、卸料时卷扬机机

动失灵而产生跌落事故的一种装置，有安全支杠和安全挂

钩两种形式。

安全挂钩需要人工操作，使用比较麻烦，目

前很少使用，普遍使用的是安全支杠装置。

安全支杠装置是由安全杠和安全卡两部分组成。

各地

加工时，工作原理虽同，但个体构造上有各种不同的作法，

特别是安全卡的构造有多种形式，现介绍几种如下：

⑴用活动三角架作安全卡的安全支杠装置

这种装置的安全杠为两根钢管，设置在吊盘底部，两

根安全杠之间系以拉伸弹簧，使两杠间的距离可在一定范

围内变动。

安全卡由活动铁三角构成，装在井架或龙门架

的卸料平台部位。

为了安装和拆卸的方便，通常把安全卡做成两个半部，

安装使用时用螺栓紧固在一起。

但紧固螺栓要有足够的强

度和数量，否则会因冲击剪断。

同时安全卡要尽可能固定

在井架或龙门架的立杆节点上，保持不松动、不摇摆。

⑵用耳形铁肩作安全卡的安全支杠装置

这种安全装置是用角钢作成安全杠滑道，在角钢上焊

有耳形铁肩，以搁置吊盘上升到卸料平台时的安全杠。

这种安全装置与垂直运输架的连接一般采用螺栓，也

可在角钢滑道上焊短钢管，用扣件与钢管井架或龙门架的

杆件固定。

施工升降机（建筑施工电梯）

施工升降机（亦称：

建筑施工电梯、外用电梯）是高

层建筑施工中主要的垂直运输设备。

它附着在外墙或其他

结构部位上，随建筑物升高，架设高度可达 200m 以上（国

外施工升降机的最高提升高度 645m）。

施工升降机的分类、性能和架设高度

施工升降机按其传动型式分为：

齿轮齿条式、钢丝绳

式和混合式三种。

目前，我国各施工升降机厂家以生产 SC 系列居多，SS

系列和 SH 系列较少。

但多数产品的架设高度在 150m 以内。

施工升降机的架设高度取决于导轨架自重和偏心荷载、

风荷载等不利工况所产生的高应力区的情况。

一项有关这

方面的研究成果，使得在不加大标准节杆件截面的情况下，

通过采取新结构，即将底部标准节齿条加长，支于基础上，

限制齿条节点的位移，以此设计制作了最大节齿条加长，

支于基础上，限制齿条节点的位移，以此设计制作了最大

架设高度已达 325m 的 SC40 型超高升降机，并已在施工中

使用。

施工升降机的安全装置

1、限速制动装置

有重锤离心式摩擦捕捉器和双向离心摩擦锥鼓限速装

置两种。

前者在起作用时产生的动荷载较大，对电梯结构

和机构可能产生不利的影响。

双向离心摩擦锥鼓式限速装置的优点在于减少了中间

传力路线，在齿条上实现柔性直接制动，安全可靠性大，

冲击性小，且其制动行程也可以预调。

当梯笼超速 30%时，

其电器部分即自行切断主回路；超速 40%时，机械部分即

开始动作，在预测行程内实现制动。

可有效地防止上升时

“冒顶”和下降时出现“自由落体”坠落现象。

2、制动装置

除上述限速制动装置外，还有以下几种制动装置：

⑴限位装置：

由限位碰铁和限位开关构成。

设在梯架

顶部的为最高限位装置，可防止冒顶；设在楼层的为分层

停车限位装置，可实现准确停层。

⑵电机制动器：

有内抱制动器和外抱电磁制动器等。

⑶紧急制动器：

有手动楔块制动器和脚踏液压紧急刹

车等，在限速和传动机构都发生故事时，可紧急实现安全

制动。

3、断绳保护开关

梯笼在运行过程中因某种原因使钢丝绳断开或放松时，

该开关可立即控制梯笼停止运动。

4、塔形缓冲弹簧

装在基座下面，使梯笼降落时免受冲击，不致使乘员

受震。