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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( 经过滑轮车移动和臂杆仰俯) 等功能, 不但是重要的吊装设备, 而且也是重要的垂直运输设备, 用其垂直和水平吊运长、 大、 重的物料仍为其它垂直运输设备( 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。
另外, 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。当前中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它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。常见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
中国引进的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
中国引进的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) 其它生产塔吊的著名公司及其产品
当前, 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
当前, 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
不但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。
另外, 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 系列, 从100t·m到250t·m共12种型号, 等等。其中波坦公司推出的Topmatic MD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。另外, 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
中国自上世纪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

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
59.8 44.8

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台常见的小车变幅附着式自升塔机和双笼人货电梯组成, 塔身兼作梯笼轨道, 一机两用, 其主要技术性能见表5-108。
电梯式塔式起重机的技术性能 表5-108
序次
项目
性能指标
序次
项目
性能指标
一
塔吊部分

3
货笼起升速度m/min
60
1
起重力矩kN·m
250
4
客货笼起升速度m/min
40
2
最大起重量kN( tf)
24.5( 2.5)
三
整机工作参数

3
最大起升高度m
100
1
附着间隔m
6.12
4
工作幅度m
1.35~25
2
第一道附着点高度m
9
5
自由高度m
18
3
总功率kW
46.5
6
起升速度m/min
5~26

整机自重kN( tf )

7
回转速度r/min
0.39/0.52/0.79
4
( 100m, 包括配重)
294.2( 30)
8
顶升速度m/min
0.38

工作风压N/m2

二
升降机部分

5
非工作风压N/m2
150
1
货笼起重量kN( tf)
9.8( 1)
6
最大附墙力kN
600
2
客货笼起重量kN( tf)
9.8( 1)

图5-142 电梯式塔式起重机
该机塔身采用片式结构和轴瓦式接头, 运输和存放体积较标准节减少一半; 操纵部分采用组合式联动台, 便于操作。塔吊和电梯均可单独操作而互不影响; 可在狭小工地安装使用; 吊梯、 吊钩升降和吊臂回转采用多级变速, 梯笼可在笼内或地面操纵升降; 安全装置方面, 塔吊设有力矩限制器, 起重量限制器、 高度限制器、 幅度限制器、 风速显示器等; 电梯部分则设有断绳保护、 限速器和高度行程限制器等。适于现浇混凝土量大的高层建筑工程使用。
另外, 中国也生产多种新型的小型塔机, 其中小型塔机有QTK10A型快速安装小塔机、 QTL10D型轮胎式小塔机、 QW6型微型乡村起重机等, 其性能列于表5-109中。
国产小型塔式起重机的性能 表5-109
技术参数
单位
性能指标
QTK10A型
QTL10D型
QW6型
小型快速安装塔机
轮胎式小塔机
微型乡村起重机
特点

下回转、 四杆机构立塔、 快速安装
变形机种、 配有抓斗, 可抓散料和进行堆垛作业
矮塔身、 半锥体回转支承、 绳挠性回转传动、 压杆式吊臂
起重力矩
kN·m
100
100
60
最大起重量
t
1.5
1.6
1.0
最大起升高度
m
水平臂16
30°仰角臂23.8
21.6
10.75
工作幅度
m

6.4~12.4
3~9
最大工作幅度
m
17

工作速度
m/min
( r/min)
起升18
变幅20
回转( 0.8)
起升16.5
回转( 0.8)
工作行走6
运输行走18
起升15
总功率
kW
8.1

7.5
结构重量
t
4.1
7.5
2.0
运输尺寸
m
12.07×2.5×3.8
20×2.6×3.8
6×2×3
研制、 生产单位

北京建筑机械研究所、 秦皇岛建设机械总厂、 烟台建工机械厂
江西建筑机械厂
山东建筑工程学院
3．高层施工塔机的选择
在高层建筑施工中, 应根据工程的不同情况和施工要求, 选择适合的塔机。选择时应主要考虑以下几个方面:
( 1) 塔机的主要参数应满足施工需要
主要参数包括工作幅度、 起升高度、 起重量和起重力矩。
工作幅度为塔机回转中心线至吊钩中心线的水平距离。最大工作幅度Rmax为最远吊点至回转中心的距离, 可按图5-143确定。其中, 附着式外塔的B2点可定在建筑物的外墙线上或其内、 外一定距离。

图5-143 塔机所需最大工作幅度
塔机的起重高度应不小于建筑物总高度加上构件( 或吊斗、 料笼) 、 吊索( 吊物顶面至吊钩) 和安全操作高度( 一般为2~3m) 。当塔机需要越过超过建筑物顶面的脚手架、 井架或其它障碍物时( 其超越高度一般应不小于1m) , 尚应满足此最大超越高度的需要。
起重量包括吊物( 包括笼斗和其它容器) 、 吊具( 铁扁担、 吊架) 和索具等作用于塔机起重吊钩上的全部重量。起重力矩为起重量乘以工作幅度, 工作幅度大者的起重量小, 以不超过其额定起重力矩为限。因此塔机的技术参数中一般都给出最小工作幅度时的最大起重量和最大工作幅度时的( 最小) 起重量。应当注意的是, 大多数的塔机都不宜长时间地处于其额定起重力矩的工作状态之下, 一般宜控制在其额定起重力矩的75%之下。这不但对于确保吊装和垂直运输作业的安全很重要, 而且对于确保塔机本身的安全和延长其使用寿命也很重要。
( 2) 塔机的生产率应满足施工需要
塔机的台班生产率P( 单位: t/h) 等于8h乘以额定起重量Q( t) 、 吊次n( 次/h) 、 额定起重量利用系数Kq和工作时间利用系数Kt, 即:
P＝8QnKqKt ( 5-99)
但实际确定时, 由于施工需要和安排的不同, 常需按以下不同情况来考虑:
1) 塔机以满足结构安装施工为主, 服务垂直运输为辅。又分以下情况: ①在吊装作业进行时段, 不能承担垂直运输任务; ②在吊装作业时段, 能够利用吊装的间隙承担部分垂直运输任务; ③在不进行吊装作业的时段, 可全部用于垂直运输; ④结构安装工程阶段结束后, 塔吊转入以承担垂直运输为主, 部分零星吊装为辅。
在①、 ②两种情况下, 均不能对塔吊服务于垂直运输方面作出任何定时和定量的要求, 需要另行考虑垂直运输设施。在③情况下, 除非施工安排和控制均有把握将全部或大部的垂直运输作业放在不进行结构吊装的时段内进行, 则仍需考虑另设垂直运输设施, 以确保施工的顺利进行。
塔吊生产率, 在①、 ③和④三种情况下分别按承担吊装或垂直运输的工作情况用式( 5-99) 确定; 而在②情况下, 则应采用以下式子确定, 即
P＝[t1n1Kq1Kt1＋( 8－t1) n2Kq2Kt2]Q ( 5-100)
式中 t1、 n1、 Kq1、 Kt1——承担吊装工作的时间、 吊次、 额定起重量利用系数和工作时间利用系数;
n2、 Kq2、 Kt2——承担垂直运输工作的吊次、 额定起重量利用系数和工作时间利用系数。
在式( 5-99) 和式( 5-100) 中, Qkq＝为实际的平均吊重量, nKt＝为实际的平均吊次, 将、 代入以上二式中, 可得以下简化计算式:
P＝8 ( 5-101)
和 P＝＋ ( 5-102)
2) 塔吊以满足垂直运输为主, 以零星结构安装为辅。例如采用现浇混凝土结构的工程, 塔吊以承担钢筋、 模板、 混凝土和砂浆等材料的垂直运输为主, 可采用式( 5-99) 确定其生产率是否能满足施工的需要。当不能满足时, 应选择供应能力适合的塔吊或考虑增加其它垂直运输设施。
( 3) 综合考虑、 择优选用
当塔机主要参数和生产率指标均可满足施工要求时, 还应综合考虑、 择优选用性能好、 工效高和费用低的塔机。
在一般情况下, 13层以下建筑工程可选用轨道式上回转或下回转式塔机, 如TQ60/80或QTG60, 且以采用快速安装的下回转式塔机为最佳; 13层以上建筑工程可选用轨道式或附着式上回转塔机如QTZ120、 QT80、 QT80A、 280; 而30层以上的高层建筑应优先采用内爬式塔机, 如QTP60等。
外墙附着式自升塔机的适应性强、 装拆方便、 且不影响内部施工, 但塔身接高和附墙装置随高度增加、 台班费用较高; 而内爬式塔适合于小施工现场、 装设成本低、 台班费用亦低, 但装拆麻烦、 爬升洞的结构需适当加固。因此, 应综合比较其利弊后择优选用。
5-5-1-3 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
( 1) 覆盖面和供应面
塔吊的覆盖面是指以塔吊的起重幅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。
( 2) 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) ; 其它垂直运输设施的供应能力等于运次乘以运量, 运次应取垂直运输设施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) 。
垂直运输设备的供应能力应能满足高峰工作量的需要。
( 3) 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。
( 4) 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) 在脚手架外增设受料台, 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。
当使用其它垂直运输设施时, 一般使用手推车( 单轮车、 双轮车和各种专用手推车) 作水平运输。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。
( 5) 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。
( 6) 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量相差悬殊时, 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。
( 7) 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备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。
( 8) 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,