垂直運輸技術

1、1西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明 教授教授超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明2主要內容 垂直運輸體系在高層建筑施工中的重要地位 垂直運輸體系的構成與配置 塔式起重機 施工電梯 混凝土泵 工程案例超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明3垂直運輸體系在高層建筑施工中的重要地位 超高層建筑施工垂直運輸體系是一套相互補充的擔負建筑材料設備、建筑垃圾和施工人員運輸?shù)氖┕C械。超高層建筑施工垂直運輸體系任務重、投入大、效益高，因而在施工中占有極為重要的地位。超高層建筑施工組織設計時，必須針對工程施工特點構建合理、

2、高效的垂直運輸體系。 具體如下：超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明41 超高層建筑施工垂直運輸任務重 超高層建筑規(guī)模龐大，所需建筑材料數(shù)以十萬噸計，如上海金茂大廈塔樓自重約30萬t，上海環(huán)球金融中心塔樓自重達40余萬t。我們不難想象，將這些建筑材料及時運送到所需部位是一項多么繁重的任務。加之超高層建筑施工現(xiàn)場作業(yè)量大，所需施工人員多，高峰時施工人員數(shù)以千計，每天超過10000人次的施工人員上下對垂直運輸體系是嚴峻考驗，特別是上下班及午休期間，施工人員上下非常集中，垂直運輸體系壓力巨大，同時施工過程中還產生較多的建筑垃圾，必須及時運送等。所有這些，對超高

3、層建筑施工的垂直運輸系統(tǒng)提出了極高的要求。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明52 超高層建筑施工垂直運輸投入大 超高層建筑施工中，施工機械設備的費用約占土建總造價的510，對總造價有一定的影響，而在整個施工機械設備中，垂直運輸體系的機械設備是主要組成部分，超高層建筑施工所需的大型機械設備多數(shù)用于垂直運輸，如塔式起重機、混凝土輸送泵和施工電梯。因此超高層建筑施工垂直運輸?shù)耐度刖吞貏e大，有些特大型超高層建筑施工垂直運輸體系配置費超過一億元，使用費超過5 000萬元。因此，根據工程特點正確地構建垂直運輸體系，有利于降低超高層建筑造價。超高層建筑施工垂直運輸關

4、鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明6表1 世界部分超高層建筑施工垂直運輸量統(tǒng)計上海金茂大廈臺北101香港國際金融中心二期吉隆坡石油大廈總建筑面積292475 m2 412500 m2 185806 m2 341760 m2 總高度420.5m 508m 415 m 451.9m 混凝土180000 m3 204022 m3 112000 m3 173200 m3 鋼筋38000t24548t18000t36910t鋼結構20000t96700 t28000t幕墻1080001160085000m77000高峰施工人3500人d3000人d3500人d7000人d超高層建筑施工

5、垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明73 超高層建筑施工垂直運輸產生效益高 超高層建筑施工投入大，加快施工速度不但將顯著提高建設單位的投資效益，而且將大大提高承包商的經濟效益。所以，垂直運輸體系的合理配置對加快超高層建筑施工速度，降低施工成本具有非常重要的作用。一是高效的垂直運輸體系是超高層建筑順利施工的先決條件。二是施工人員是超高層建筑施工的主力軍，如何確保施工人員快捷到達施工作業(yè)面一直是工程技術人員關注的課題。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明8 超高層建筑施工垂直運輸體系的構成與配置1 垂直運輸體系的構成 超高層建筑施工

6、垂直運輸對象，按重量和體量可以分為以下五類：(1) 大型建筑材料設備：包括鋼構件、預制構件、鋼筋、機電設備、幕墻構件以及模板等大型施工機具。這類建筑材料設備單件重量和體量比較大，對運輸工具的工作性能要求高。(2) 中小型建筑材料設備：包括機電安裝材料、建筑裝飾材料和中小型施工機具等。這類建筑材料設備單件重量和體量都比較小，對運輸工具的工作性能要求相對較低。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明9(3) 混凝土：這類建筑材料使用量大，但對運輸工具的適應性強。(4) 施工人員：超高層建筑施工人員數(shù)量大，上下時間相對集中，垂直運輸強度大。同時人員運輸更須確保安全

7、，因此對運輸工具的可靠性要求更高。(5) 建筑垃圾：超高層建筑施工產生的垃圾數(shù)量并不特別大，但是時間和空間分布廣，各個階段和各個施工作業(yè)面都可能產生建筑垃圾，必須及時將其運出，以提高文明施工水平。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明10 根據施工垂直運輸對象的不同，超高層建筑施工垂直運輸體系一般由塔式起重機、施工電梯、混凝土泵及輸送管道等構成，其中塔式起重機、施工電梯、混凝土泵應用極為廣泛，輸送管道應用不多。 我國香港和阿聯(lián)酋迪拜等地嘗試采用輸送管道解決超高層建筑垃圾運輸難題，效率高、成本低，值得我們借鑒。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大

8、學西安建筑科技大學胡長明胡長明112 垂直運輸體系的配置 超高層建筑施工垂直運輸體系配置應當遵循技術可行、經濟合理原則：（1）垂直運輸能力應滿足施工需要。（2）垂直運輸效率要滿足施工速度需要。（3）垂直運輸體系綜合效益要求最大化。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明12 超高層建筑工程的施工特點各不相同，但是施工垂直運輸對象基本相似，因此垂直運輸體系主要配置大同小異，多采用塔式起重機、混凝土泵和施工電梯作為垂直運輸體系主要機械，只是在垂直運輸機械的配置數(shù)量上因工程而異。一般而言，在以鋼結構為主的超高層建筑施工中塔式起重機配置高，混凝土泵配置低，如上海環(huán)

9、球金融中心、臺北101大樓等。以鋼筋混凝土結構為主的超高層建筑施工中則塔式起重機配置低，混凝土泵配置高，如阿聯(lián)酋迪拜大廈等。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明13塔式起重機 1 塔式起重機性能 塔式起重機是超高層建筑施工中最重要的吊裝和垂直運輸機械。經過近百年的發(fā)展，塔式起重機的性能日臻完善。世界主要特重型塔式起重機工作性能如下： 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明14世界主要特重型塔武起重機工作性能 制造商塔吊型號起重力矩最大起重量最大起重幅度最大幅度起重量丹麥KROLLK一1000010000t.m240t

10、44m100m 94.5 t澳大利Favelle FavcoM1680D3000t.m200tl5m89m 不詳澳大利Favelle FaycoM1280D2450t.m 100t25m60m 31 t德國Liebherr400OHC704000t.m70t8041 t法國PotainMD 36003600t.m160t22m90m 29t中國科潤FZQ24002400t.m100t54m16t中國川建QTZ15001500t.m63t24.4m80m15 t中國三洋M125(100；80)751000 t.m50t18.57m80m 7.5 t超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學

11、西安建筑科技大學胡長明胡長明152 塔式起重機分類（1）按結構型式分 固定式塔式起重機：通過連接件將塔身基架固定在地基基礎或結構物上，進行起重作業(yè)的塔式起重機。 移動式塔式起重機：具有運行裝置，可以行走的塔式起重機。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明16（2）按回轉型式分 上回轉塔式起重機回轉支承設置在塔身上部的塔式起重機。 下回轉塔式起重機：回轉支承設置于塔身底部、塔身相對于底架轉動的塔式起重機。（3） 按架設方法分 非自行架設塔式起重機：依靠其他起重設備進行組裝架設成整機的塔式起重機。 自行架設塔式起重機：依靠自身的動力裝置和機構能實現(xiàn)運輸狀態(tài)與

12、工作狀態(tài)相互轉換的塔式起重機。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明17（4）按變幅方式分 小車變幅塔式起重機：起重小車沿起重臂運行進行變幅的塔式起重機。 動臂變幅塔式起重機：臂架作俯仰運動進行變幅的塔式起重機。 折臂式塔式起重機：根據起重作業(yè)的需要，臂架可以彎折的塔式起重機。它可以同時具備動臂變幅和小車變幅的性能。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明18（5）按起重能力分 輕型塔式起重機：起重量在053 t之間。 中型塔式起重機：起重量在315 t之間。重型塔式起重機起重量為2040 t之間。特重型塔式起重機起重量

13、超過40 t。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明193 塔式起重機選型與配置 （1） 塔式起重機選型影響因素 塔式起重機選型必須在深入分析超高層建筑結構特點、塔式起重機的作業(yè)環(huán)境和工程所在地的社會經濟發(fā)展水平的基礎上進行。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明20 超高層建筑結構特點的影響 超高層建筑結構類型對塔式起重機選型影響顯著。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構的超高層建筑施工中，建筑材料單件重量小，對塔式起重機的工作性能要求低。而且主要建筑材料一混凝土可以采用混凝土泵輸送，塔式起重機運輸工作量比較少，因此塔式起重機配置(

14、性能和數(shù)量)都可以保持在較低的水平。但是在鋼結構超高層建筑施工中，鋼結構構件重量大，有的甚至重達百噸，對塔式起重機的工作性能要求高。而且主要建筑材料 鋼材(鋼筋和鋼構件)只能采用塔式起重機運輸，塔式起重機的運輸工作量大，因此塔式起重機配置(性能和數(shù)量)必須保持較高水平。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明21 塔式起重機作業(yè)環(huán)境的影響 塔式起重機進行吊裝作業(yè)是一項風險比較大的活動，要嚴格控制塔式起重機的活動范圍，避免塔式起重機作業(yè)事故引起周圍人員和財產的重大損失，因此作業(yè)環(huán)境對塔式起重機的選型影響顯著。作業(yè)環(huán)境比較寬松時，可以選用成本比較低，但是環(huán)境影口

15、向比較大的小車變幅塔式起重機。作業(yè)環(huán)境比較嚴格時，必須選用成本比較高，但是環(huán)境影響比較小的動臂變幅塔式起重機，以便塔式起重機的作業(yè)范圍始終控制在施工現(xiàn)場內。如日本是一個土地資源稀缺，建筑密度非常高的國家，超高層建筑施工作業(yè)環(huán)境極為緊張，因此為減少對周邊環(huán)境的影響，在中心城區(qū)施工時多采用動臂變幅塔式起重機。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明22 社會經濟發(fā)展水平的影晌 超高層建筑施工是一項經濟性要求比較高的活動，施工成本對超高層建筑的建造成本影響顯著。因此，必須根據工程所在地的社會經濟發(fā)展水平來選擇施工方式：在社會經濟發(fā)展水平比較高的國家和地區(qū)，人力資源

16、是稀缺資源，勞動力成本比較高，因此必須通過提高施工機械化水平，減少勞動力消耗，達到降低施工成本的目的，這樣塔式起重機的配置相對可以比較高；而在我國這樣社會經濟發(fā)展水平還比較低的國家，大型施工機械是稀缺資源，人力資源比較充裕，成本比較低，因此必須充分發(fā)揮人力資源充裕的優(yōu)勢，適當降低施工機械化水平，塔式起重機的配置就比較低。這樣既降低了施工成本，又解決了民眾就業(yè)。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明23（2） 塔式起重機選型 選型原則 塔式起重機選型是一項技術經濟要求很高的工作，必須遵循技術可行、經濟合理的原則。 選型優(yōu)化 在塔式起重機選型過程中，要結合工程

17、所在地的社會經濟水平，深入分析結構設計合理性；還應從塔式起重機布置、構件分段和吊裝工藝等方面優(yōu)化施工方案。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明24 在社會經濟發(fā)展水平比較低的地區(qū)，應優(yōu)先考慮采用鋼筋混凝土結構或組合(混合)結構，盡可能地減少大型構件的使用，降低單個構件的重量，盡可能降低塔式起重機配置和大型施工機械投入。 在社會經濟發(fā)展水平比較高的地區(qū)，應充分發(fā)揮工業(yè)化生產優(yōu)勢，優(yōu)先考慮采用鋼結構或組合(混合)結構，盡可能地減少現(xiàn)場施工作業(yè)量，適當提高塔式起重機的配置和減少勞動力消耗，以獲得綜合效益最大化。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大

18、學西安建筑科技大學胡長明胡長明25 塔式起重機的布置應有利于充分發(fā)揮機械性能，在實現(xiàn)全面覆蓋的同時，應盡可能設位于大型構件附近。構件分段則要與社會經濟發(fā)展水平相適應，正確處理好塔式起重機配置與現(xiàn)場作業(yè)量的關系，實現(xiàn)綜合效益最大化。 許多特大型構件多位于超高層建筑地面附近，吊裝時就應當充分利用地面作業(yè)條件好的優(yōu)勢，輔以大型履帶吊進行拼、吊裝。重型桁架和高位塔尖則可以探索采用整體提升工藝進行安裝。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明26 工程案例 廣州珠江新城西塔由主塔樓、副樓和裙樓組成。主塔樓地下四層，地上103層，高432m，采用鋼管混凝土斜交網格柱外

19、筒+鋼筋混凝土內筒的筒中筒結構體系。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明27工程特點 鋼結構工程具有節(jié)點重量大、分布范圍廣、構件重量差異懸殊等特點，單個節(jié)點區(qū)分段重量最大超過60 t。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明28 該工程通過優(yōu)化節(jié)點設計、塔式起重機布置和鋼結構安裝工藝等，成功地將塔式起重機配置由3臺M1280D降低為采用M900D,節(jié)約了約2000多萬元的施工設備投入。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明29 確定塔式起重機配置的方法有工程經驗法和定量分析法兩

20、種。 工程經驗法就是通過比照類似工程經驗確定塔式起重機的配置數(shù)量，如表5所示的超高層建筑施工塔式起重機配置就可為類似工程參考。工程經驗法就是一種近似方法，準確性相對比較低，但是計算工作量小，因此多在投標方案和施工大綱編制階段采用。 定量分析法則是以進度控制為目標，通過深入分析塔式起重機工作量和吊裝能力來確定塔式起重機配置數(shù)量。該方法非常成熟，準確性高，但計算工作量大，因此多在施工組織設計編制階段采用。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明30超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明314 塔式起重機布置與安裝 (1) 塔

21、式起重機布置 塔式起重機布置應當充分發(fā)揮機械性能，實現(xiàn)吊裝區(qū)域有效覆蓋，保證作業(yè)安全可靠。 充分發(fā)揮機械性能 塔式起重機作業(yè)性能的最大特點是作業(yè)幅度較小，起重量越大，因此塔式起重機布置必須從有利于大型構件吊裝的角度出發(fā)，將塔式起重機盡量布置在距離大型構件較近的位置。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明32 實現(xiàn)吊裝區(qū)域有效覆蓋 塔式起重機布置一方面要保證它是起重機其中幅度和起升高度能夠全面覆蓋構件吊裝區(qū)域，另一方面要保證塔式起重機起重量能夠滿足構件吊裝需要。塔式起重機的布置應確保超高層建筑的全部吊裝施工作業(yè)面處于其覆蓋面和供應面內。 超高層建筑施工垂直運

22、輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明33 保證安全可靠、施工便利 塔式起重機自重大，對結構的影響強烈，因此必須布置在核心筒、剪力墻和巨型柱等結構剛度和強度比較大的部位，以確保塔式起重機的使用安全; 應可能避免塔式起重機多次移位和拆除，在超高層建筑整個高度方向，塔式起重機的布置都以不影響結構形成整體為宜，確保塔式起重機能夠隨超高層建筑施工不斷向上延伸而無障礙爬升。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明34(2) 塔式起重機架設方式 塔式起重機架設方式有固定式、軌道運行式、附著自升式和內爬自升式等4種。 其中附著自升式和內爬自升式能夠適應超

23、高層建筑施工需要，其它架設方式僅適應超高層建筑低區(qū)的施工。 附著自升式和內爬自升式也各有優(yōu)缺點，分別適應不同的工程特點和作業(yè)環(huán)境。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明35 附著自升式是塔身固定在地面基礎上，塔式起重機附著在建筑結構上自動升高的架設方式。 其優(yōu)點： 使用安全性高。 安裝、拆除作業(yè)相對簡單、升高作業(yè)機械化程度高、風險小，安全有保障。 施工影響小。 塔式起重機布置在超高層建筑外部，對施工影響小，因此可以保留使用比較長的時間，極大地方便了機電安裝和建筑裝飾材料的垂直運輸。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長

24、明36 結構影響小。 塔式起重機自重由塔身直接傳遞至基礎，對建筑結構的作用比較小，建筑結構的加固工作量也相對較小。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明37其缺點： 材料消耗大。 塔式起重機依靠塔身傳遞自重，塔身消耗隨工作高度而增加，因此超高層建筑特別高時，附著自升式架設方式的經濟性顯著下降。 設備性能沒有充分發(fā)揮。 采用附著自升式架設方式，塔式起重機只能偏位布置，其工作性能難以充分發(fā)揮。 環(huán)境影響大。 因塔式起重機安裝在建筑結構外，也需要較多場地。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明38 內爬自升式是塔式起重機沿著

25、建筑結構井道內部自動爬升的架設方式。塔式起重機爬升井道一般為建筑主體結構核心筒內的電梯井。 其優(yōu)點： 材料消耗小。 塔式起重機通過內爬與結構同步升高，不需要大量的塔身。 設備性能得到充分發(fā)揮。 采用內爬自升式架設方式，塔式起重機距重型構件距離小，塔吊有效覆蓋范圍廣，其工作性能可以充分發(fā)揮。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明39 環(huán)境影響小。 塔式起重機安裝在建筑內部，不需要占用額外場地。其缺點： 使用安全風險比較大。 安裝、拆除作業(yè)相對復雜、高空作業(yè)多，升高作業(yè)風險比較大。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明40

26、 施工影響大。 塔式起重機布置在建筑內部，在施工后期，將會影響結構和屋面施工，因此必須提前拆除，但又給后期機電安裝和建筑裝飾材料的垂直運輸帶來很大影響。 結構影響大。 塔式起重機所有荷載都作用在結構上，對結構的作用和影響顯著，必須在深入分析結構受力的基礎上采取針對性措施。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明41（3）塔式起重機架設方式比選 一般情況下應盡可能選擇作業(yè)風險比較低的附著自升式架設方式，只有當超高層建筑高度特別高，施工場地非常緊張，塔吊起重能力很大的情況下才選擇內爬自升式架設方式。 塔式起重機架設方式適用范圍如下表:超高層建筑施工垂直運輸關鍵技

27、術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明42塔式起重杌架設方式建筑高度作業(yè)環(huán)境塔式起重杌類型附著自升式200m以下環(huán)境寬松中型、輕型內爬自升式200m以上環(huán)境緊張重型、特重型塔式起重機架設方式比選超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明435 工程案例（1）金茂大廈（2）上海環(huán)球金融中心（3）南京紫峰大廈超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明44 上 海 金 茂 大 廈超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明45工程特點：（1）量大 總噸位達16500t，剪力栓釘580000套

28、，高強螺栓400t,金屬壓型鋼板185000m2 (2) 面廣 鋼結構分布在平面尺寸52.7m52.7m，高度-14.9-420.5m的空間(3) 單件構件大而重 最大構件重達22.4t超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明46 (4) 核心筒體沿高度變化比較大。 53層以下筒內有井字形鋼筋混凝土腹部剪力墻，53層以上成了一個煙囪式的筒體。 (5) 復合巨型柱在垂直方向斷面變化比較大 (6) 工期緊。 鋼結構工程必須在18個月內安裝完成超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明47塔吊的布置： 若布置在核心筒內，隨在此處剛

29、度大，但到達56層后很難再爬升。而復合巨型柱剛度僅次于核心筒體，且縱橫向的樓層鋼結構將巨型柱與塔樓結構連成整體，故布置在此處比較理想，如右圖所示：超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明48 塔吊的選型 由于塔吊需要全回轉，因此塔吊的扒桿必須能夠起伏，尾部的平衡臂長度必須小于10m。故選用2臺M440D抬臂式內爬塔吊。選用還有其他原因；在20-30層、49-55層、83-87層，核心筒體的筒壁內有勁性鋼結構，這部分鋼結構量大、單件最大重量達18t，由于核心筒施工必須先行（至少高出外圍鋼結構5層左右），故此，選用M440D塔吊，其起重能力達600t.m，臂長5

30、5m.超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明49上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明50 建設中的上海環(huán)球金融中心為多功能的摩天大廈，大樓地上101層，地下3層，標準層高4.2米，地面以上實體高度為492米，總建筑面積為377300平方米。 本工程需要最高吊裝高度為491米，除鋼結構和土建施工外還要綜合考慮玻璃幕墻、擦窗機、阻尼器等機電設備的安裝需要，由于工程工期十分緊張，垂直運輸任務非常密集，擬定2臺(FAVCO)M900D及1臺(FAVCO)M440D內爬塔吊作為主要吊裝設備。超高

31、層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明51 M440D支撐架布置 M440D塔吊約每隔三層爬升一次，支承基本間距為12.6m，因筒體截面的變化，M440D塔吊在60F以下布置于核心筒內，60F以上轉換至核心筒外。 M900D支撐架布置 M900D塔吊布置于核心筒內，約每隔四層爬升一次，因而上下兩道支承基本間距為16.8m。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明52 M440D塔吊安裝 M440D塔吊在主樓底板完成后進場，在塔樓底板混凝土施工之前，用150t履帶吊安裝M440D在底板內的基礎柱角， M900D塔吊安裝 兩臺M

32、900D塔吊在主樓核心筒施工至4 F時進場。在核心筒施工到4F后，利用M440D塔吊安裝2臺M900D塔吊。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明53塔吊安裝超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明54現(xiàn)場情況超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明55 南南 京京 紫紫 峰峰 大大 廈廈 圖 紫峰大廈施工過程圖 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明56 南京紫峰大廈與鼓樓大廈相鄰，位于南京市鼓樓廣場西北角，整個主樓結構體系采用鋼框架一鋼筋混凝

33、土核心筒結構。外圍鋼框架與鋼筋混凝土核心筒通過在10 F11 F、35 F-36 F、60 F61 F三道伸臂桁架和帶狀桁架與巨型核心筒連在一起，形成三道抗側力結構鋼結構總重約12000 t。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明57 鋼結構安裝階段施工設備按照主樓地下結構、地上框架結構和天線桅桿三個階段分別進行選擇和布置，并采用不同的支承方式。 塔吊布置原則： (1)滿足自身爬升和支附條件； (2)與土建提升鋼模板系統(tǒng)相互獨立并協(xié)調一致； (3)塔吊回轉平臺之間有一定的安全距離； (4)鋼結構吊裝覆蓋面滿足主樓鋼結構吊裝要求。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技

34、術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明58主樓地下結構施工階段 主樓地下鋼結構主要包括地腳螺栓、核心筒內勁性鋼柱和外圍框架勁性鋼柱，勁性柱2層一節(jié)，最大分段構件重12 t，采用1臺布置于核心筒內的固定式M440D塔吊(600tiTI)進行鋼結構安裝(見下圖) 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明59主樓地上結構施工階段 主樓地上框架結構主要包括外圍鋼框架、三道伸臂桁架和帶狀桁架，外圍框架柱每三層為一節(jié)，分段構件長度126 m和114 m，最大構件重12 t。桁架層采用高空原位拼裝，分段重控制在147 t以內。主樓地上框架結構采用布置于核心筒內的

35、兩臺內爬式M440D塔吊(600 tiTI)進行安裝。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明60天線桅桿施工階段 天線桅桿包括橢圓形鋼框架層、主天線、副天線，最大構件重控制在12 t之內，采用1臺附著自升式M440D塔吊進行鋼結構安裝見圖 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明61施工電梯 1 施工電梯發(fā)展概況 歷經5O多年發(fā)展，世界上施工電梯技術越來越成熟，產業(yè)集中度越來越高，國外施工電梯的著名生產廠家主要有瑞典ALIMAK、芬蘭SCANCLIMBER、德國STEINWEG和捷克PEGA，其中瑞典ALIMAK為老牌

36、龍頭，世界十大超高層建筑有6棟(臺北101、吉隆坡石油雙塔、上海金茂大廈、香港國際金融中心二期、高雄T&C大廈和香港中環(huán)廣場)建設時采用了瑞典ALIMAK施工電梯，其行業(yè)地位可見一斑。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明62 捷克PEGA則是行業(yè)新軍，成立時間不長即參與了世界第一高樓阿聯(lián)酋迪拜大廈的建設。我國自1973年開始生產施工電梯，經過3O多年的發(fā)展，基本趕上了國際先進水平，上海的“寶達”和廣州的“京龍”都是業(yè)內頗具影響的品牌，產品性能與國外先進水平基本相當。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明63

37、2 施工電梯分類 施工電梯可根據結構特點、工作原理、工作性能等進行分類：（1） 按提升方式分 卷揚機鋼絲繩驅動(SS型)施工電梯。 齒輪、齒條驅動(SC型)施工電梯。 混合驅動(SH型)施工電梯。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明64世界主要超高層建筑施工電梯工作性能制造商 產品型號 額定載重量/kg 最大起升高度m 起升速度mmin 瑞士ALIMAK ALIMAK SCANDO SUPER 3200400100捷克PEGA PEGA 3240TD VFC SUPER HS 3170400100芬蘭SCANCLIMBER SC2032 20003003

38、6德國STEINWEG SUPERUFT MX 2024 200020040中國寶迭 SCD32032OV 3200 40096中國京龍 SCD200200G 2000 45096超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明65（2）按驅動方式分 單機組驅動施工電梯。 雙機組驅動施工電梯。（3） 按平衡方式分 帶平衡重施工電梯。 不帶平衡重施工電梯。（4） 按導軌架構造分 單柱導軌架施工電梯。 雙柱導軌架施工電梯。（5） 按梯籠數(shù)量分 單籠施工電梯； 雙籠施工電梯。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明66（6） 按載重量分

39、 重型施工電梯：載重量為2t或2.4 t，或乘員27-30人。 輕型施工電梯：載重量為1 t，或乘員12人。 超輕型施工電梯：載重量為0.6 t，或乘員6-8人。（7） 按運輸對象分 貨用施工電梯。 人貨兩用施工電梯。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明67（8） 按升運速度分 普通施工電梯：升運速度在36 mmin以下。 中速施工電梯：升運速度在36 mmin-63 mm1n之間。 高速施工電梯：升運速度在63 mmin100 mmin之間。（9） 按安裝角度分 垂直式施工電梯。 傾斜式施工電梯超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科

40、技大學胡長明胡長明683 施工電梯選型與配置 目前超高層建筑施工電梯的選型與配置還缺乏定量的方法，多依據工程經驗進行。影響超高層建筑施工電梯選型的因素主要有工程規(guī)模和建筑高度。 施工電梯配置類型主要受超高層建筑高度所決定，一般超高層建筑施工多選用雙籠、中速施工電梯。當建筑高度超過200 m時則應優(yōu)先選用雙籠、重型、高速施工電梯。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明69 施工電梯配置數(shù)量主要受超高層建筑規(guī)模所決定，同時也受建筑高度影響。一臺雙籠、重型、高速施工電梯(載重量為2t或2.4t，或乘員27-30人)服務建筑面積在100000 m2左右。一般情況下

41、施工電梯服務面積隨建筑高度增加而下降。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明70世界部分著名超高層建筑施工電梯配置簡況 工程名稱建筑高度建筑規(guī)模/m2施工電梯配置上海金茂大廈8 8層, 420.5m202，955 2臺 4籠Alimak Scando Super+l 臺2籠接力 上海環(huán)球金融中心1o1層,492m317，000 3臺6籠寶達SCD300/300(SCD200/ 200)+1臺2籠接力 臺北101101層, 508m198，3473臺6籠Alimak Scando Super 香港國際金融中心二期88層，415m185，806 4臺籠Alim

42、ak Scando Super 吉隆坡石油大廈雙塔88層，452m341，760 4臺8籠Alimak Scando Super 阿聯(lián)酋迪拜大廈167層，705m280，000 4臺8籠+2臺4籠+1臺2籠PegaP3240接力超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明714 施工電梯布置 超高層建筑多采用核心筒先行的階梯狀流水施工方式。為滿足不同高度施工需要，施工電梯一般需在建筑內外布置。 建筑內部施工電梯布置在核心筒內外，主要解決核心筒結構施工人員上下，運輸工作量不大，但是可以減輕工人勞動強度，提高工效。 建筑外部施工電梯集中布置在建筑立面比較規(guī)則或場地開

43、闊處，以盡量減少對幕墻工程和室內裝飾工程施工的影響。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明72阿聯(lián)酋迪拜大廈施工電梯布置超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明73央視大廈電梯布置圖超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明74 混凝土泵1 混凝土泵發(fā)展概況 混凝土泵是一種有效的混凝土運輸工具，它以泵為動力，沿管道輸送混凝土，可以同時完成水平和垂直運輸，將混凝土直接運送至澆筑地點。 混凝土泵具有輸送能力大、速度快、效率高、節(jié)省人力、能連續(xù)作業(yè)等特點。因此，它已成為施工現(xiàn)場運輸混凝土最重要

44、的一種方法。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明75 1971年以前，混凝土出口壓力大多不超過294 MPa， 后提高到5.888.38 MPa ，現(xiàn)在已達到22 MPa ，而且還有繼續(xù)提高的趨勢。同時，液壓系統(tǒng)的壓力也在不斷提高，基本都在32 MPa以上。由此，輸送距離也在不斷增加，最大水平輸送距離已超過2000 ITI，最大垂直泵送高度也可達500 m以上。泵送混凝土已經成為超高層建筑混凝土輸送最主要的輸送方式。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明76世界主要超高層建筑混凝土泵工作性能 制造商產品型號最大混凝土

45、壓力MPa最大輸遙量m3h泵送高度業(yè)績/m德國PutzmeisterBSA一14000HD2271532德國SchwingBP80002087445中國三一重工BT90CH2290406超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明772 混凝土泵分類 混凝土泵按工作原理、工作性能和移動方式等進行分類：(1) 按工作原理分 擠壓式混凝土泵：擠壓式混凝土泵結構簡單、造價低，維修容易且工作平穩(wěn)，但是由于輸送量及泵送混凝土壓力小，輸送距離短，目前已很少采用。 液壓活塞式混凝土泵：液壓活塞式混凝土泵結構較復雜、造價比較高，維修保養(yǎng)要求高，但是由于輸送量及泵送混凝土壓力大，

46、輸送距離長，因此已經成為超高層建筑混凝土泵送的主流設備。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明78(2) 按移動方式分 固定式混凝土泵(HBG)：安裝在固定機座上的混凝土泵。拖式混凝土泵(HBT)：安裝在可以拖行的底盤上的混凝土泵。車載式混凝土泵(HBC)：安裝在機動車輛底盤上的混凝土泵 (3) 按理論輸送量分 超小型混凝土泵：理論輸送量在10-20 m 之間。小型混凝土泵：理論輸送量在30-40 m 之間。 中型混凝土泵：理論輸送量在50-95 m 之間。大型混凝土泵：理論輸送量在100-150 m 之間。 超大型混凝土泵：理論輸送量在160-200 m

47、 之間。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明79(4) 按驅動方式分 電動機驅動。 柴油機驅動。(5) 按分配閥型式分 垂直軸蝶閥。S形閥。 裙形閥。斜置式閘板閥。橫置式板閥。(6) 按泵送混凝土壓力分 低壓混凝土泵：工作時混凝土泵出口的混凝土壓力在2.0-5.0 MPa之間。 中壓混凝土泵：工作時混凝土泵出口的混凝土壓力在6.0-9.5 MPa之間。高壓混凝土泵：工作時混凝土泵出口的混凝土壓力在10.0-16.0 MPa之間。超高壓混凝土泵：工作時混凝土泵出口的混凝土壓力在22.0-28.5 MPa之間。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大

48、學西安建筑科技大學胡長明胡長明803 混凝土泵選型與配置 混凝土泵選型同樣應當遵循技術可行、經濟合理的原則。首先應當根據超高層建筑工程特點(規(guī)模、高度和結構類型)和工期要求確定混凝土泵技術參數(shù)。 在混凝土泵的技術參數(shù)中，輸送排量和出口壓力起主導作用，應當首先確定。超高層建筑規(guī)模、結構類型和施工工期決定了混凝土泵的輸送排量和配置數(shù)量。 超高層建筑高度決定了混凝土泵的出口壓力。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明81 輸送排量和出口壓力確定了，電機功率和分配閥形式確定也就有了依據。蝶形閥適合于低、中壓等級的混凝土輸送泵；S形閥適合于中、高壓泵，適用于高層建

49、筑和超高層建筑施工的混凝土遠距離、高揚程輸送。閘板閥的性能則介于蝶閥和S閥之間，在中壓泵上應用較多。 混凝土泵的電機功率決定于出口壓力和輸送排量。在電機功率一定的情況下，出口壓力的升高必將使輸送量降低。相反，降低出口壓力，將會使輸送排量增加。因此，在技術可行的基礎上，要進行經濟可行性分析，來最終確定混凝土泵型號與配置。超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明82工程案例 迪拜大廈超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明83 該塔的核心筒于2005年年初開始施工，安裝3 臺普茨邁斯特混凝土泵、1 套復雜的輸送管道系統(tǒng)和4 個

50、固定布料桿和性能特殊的混凝土。 夜間混凝土泵送 BSA超高壓混凝土泵 為了改善在排列很密的鋼筋中澆注混凝土，在軟管端部安了塑料噴嘴超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明84工程中的挑戰(zhàn)（1）超高壓混凝土泵（2）輸送管線系統(tǒng)的耐磨性能、耐高壓以及管線的走向和在建筑結構中的固定 。（3） 混凝土輸送管的支撐 在進行混凝土澆注過程中，管道是滿的，要支持垂直輸送管的重量，每根輸送管在轉向垂直輸送管后必須由大型支座支撐。 2根主管可在數(shù)次移動后變成4根豎管 起吊重大55t的管道系統(tǒng)裝置超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明85（

51、4）混凝土輸送管的更換 要更換個別的輸送管可用普茨邁斯特開發(fā)的專用起重設備，該起重設備包括一個特制套管和頂升裝置。兩個地腳螺栓穿過樓板并受到樓板的支撐，整個上部的管道由液壓缸提升，下部的泵管就可以更換了。管道交換示意圖超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明86 （5） 清洗 為了進行清洗，在每臺泵機旁安裝了所謂的清洗吊架，包括一個短的水平輸送管和大約4m長的豎管，開放端彎折2 次。讓混凝土由于重力流到攪拌運輸車中 。 超高層建筑施工垂直運輸關鍵技術 西安建筑科技大學西安建筑科技大學胡長明胡長明87三一重工HBT90CH超高泵 三一重工在超高層建筑的混凝土泵送領域一直走在世界的前列，具有很多成功的實例和經驗，如333.5m的上海百聯(lián)世貿大廈，420m高度的香港