第05章

5.垂直运输机具设备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5.1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:塔式起重机的分类及特点分类方法类型特点行走式塔式起重机能靠近工作点,转移方便,机动性强.常用的有轨道行走式,轮胎行走式和履带行走式三种自升式塔式起重机没有行走机构,安装在靠近修建物的专用基础上,可随施工的建筑物升高面自行升高起重小车变幅式塔式起重机起重臂是不变(或可变)的横梁,下弦装有起重小车,这种起重机变幅简单,操作方便,并能带载变幅塔身回转式起重机塔身与起重臂同时施转,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,但回转机构较复杂中型塔式起重机起重量为３０～１５０ＫＮ重型塔式起重机起重量为１５０～４００ＫＮ起重臂变幅式起重机起重臂与塔身铰接,变幅时可调整起重臂的仰角.变幅机构有电动和手动两种塔顶回转式起重机结构简单,安装方便,但起重机重心偏高,塔身下部要加配重,操作室位置低,不利于高层建筑施工用轻型塔式起重机起重量为５～３０ＫＮ按起重能力分类按回转方式分类按起重臂变幅方法分类按行走机构分类三、选用:(一)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(二)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(三)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.(四)起重高度H:指自混凝土基础顶面或轨面(指轨道式起重机)到吊钩中心的垂直距离.1.内爬式塔式起重机: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;H2.轨道式、附着式、固定式塔式起重机:H≥H1+H2+H3+H4+H5(H5——建筑物总高度)HH四、布置:(一)轨道式塔式起重机:R≥A+B+ΔLA——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;ABΔLR(二)附着式塔式起重机:R≥()²+(B+S)²F0——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;BRF02F0S(三)内爬式塔式起重机:R≥()²+(B-S1)²+CF0——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的距离;C——塔式起重机吊装地面构件（材料等）所需要的距离。BRF02F0S1C五、稳定性验算:高层建筑吊装采用塔式起重机,由于起重高度高、工作半径大、整体重心位置高而支承轮廓尺寸不大的特点,故对塔机进行整机稳定性验算十分重要.1.无风静止状态:∑MA0G(b+c)-1.5Q(Rmax-b)0式中:G——塔式起重机自重(包括配重、压重)Q——起升荷载Rmax——最大起重半径b——轨距之半c——塔机重心离回转中心轴线距离A2.有风工作状态:∑MA0G(b+c)-1.3Q(Rmax-b)-Ghsinγ-Qh2sinγ-Pph2-Pf1h1-Pf2h20式中:Pf1——作用在塔机上的风荷载;Pf2——作用在荷载上的风荷载;Pp——作用在荷载上的离心力;h1h2——风荷载作用点的高度;h——塔机的重心高度;γ——轨道的倾斜角,一般取1°～2°A3.突然卸载状态:∑MA0Gd-0.2Q(Rmin+b)-Pfh'0式中:Pf——作用在塔机上的风荷载;Rmin——最小起重半径;h'——风荷载作用点高度;d——塔机重心离后倾翻边的距离.A5.2施工外用电梯施工外用电梯又称人货两用电梯,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、按用途:二、按驱动方式:1.载货电梯2.载人电梯3.人货两用电梯1.齿轮齿条驱动2.钢丝绳滑轮驱动三、按吊箱数量:1.单吊箱2.双吊箱四、按承载能力:1.A级:载重量为2000kg(或乘员24人)2.B级:载重量为1000kg(或乘员11～12人)吊箱尺寸一般为3m*1.3m*2.7m(长*宽*高).每个吊箱可配平衡重,也可不配平衡重.5.3混凝土泵和泵车（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312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7N/mm²3.按泵送压力(2)中压泵≤7N/mm²（三)输送管:1.组成:(1)直管：管径Φ100、125和150mm三种长度以4.0m为主；另有3.0、2.0、1.0、0.5m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1.0m。(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100mm125mm150mm175→150mm150→125mm125→100mmR=0.5m90ºR=1.0m345锥形管每根4816弯管每根129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HBJ30HBT60BRA2100HNCP-9FB产地北京襄樊德国日本最大泵送压力Pmax(N/mm²)3.24.6211.74.5最大输出量Qmax(m³/h)30586290最大水平/垂直运距Lmax/Hmax(m)200/50620/1151000/300600/1002.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↓0QL(H)150A125A100A3.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·α1·η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)α1——配管条件系数,可取0.8～0.9η——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0.5～0.74.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)QQ1T05.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一个运输周期的总计停歇时间(min)Q160V160L1S06.混凝土泵的选择和布置:高度H≤20m（或50m）选择混凝土泵车高度H≤Hmax选择一台固定式混凝土泵高度HHmax选择多台固定式混凝土泵(六)泵送混凝土对材料的要求:1.粗集料——优先选用卵石粗集料最大粒径dmax与输送管径D之比泵送高度50m50～100m100m碎石1:3卵石1:2.51:3～1:41:4～1:5DD≈2.15dd4.坍落度:2.细集料：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)3030～6060～100100坍落度(mm)100～140140～160160～180180～2005.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%V140V10(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，接近排水设施和供水、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：地上水平管轴线应与Y形管出料口轴线垂直。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)20m5m10m5m5m解:①水平换算长度水平管5+20=25m垂直管10×4=40m倾斜管5+5×4=25m弯管2×9×+1*9=18m锥形管16×1=16m软管20×1=20m换算长度L=144m45°90°②选择混凝土泵并计算实际输出量Q1选择HBJ30型混凝土泵,Lmax=200mL=144mQmax=30m³/hQ1=Qmax·α1·η=30**=15.3(m³/h)0.8+0.920.5+0.72③混凝土搅拌运输车台数:N1=(+T1)式中:使用的混凝土搅拌运输车容量V1=3m³混凝土搅拌运输车平均车速S0=20km/h混凝土搅拌运输车往返运输距离L1=2*2.5=5km混凝土搅拌运输车一个运输周期的总计停歇时间T1=30min得:N1=(+30)=0.085(15+30)=3.825故选4台混凝土搅拌运输车Q160V160L1S015.360*32060*55.4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(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