高層建筑施工用垂直運(yùn)輸機(jī)械課件

高層建築施工用垂直運(yùn)輸機(jī)械

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4.1塔吊

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4.1.1概述

1．塔吊的組成

塔吊又稱塔機(jī)或塔式起重機(jī)。塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一個(gè)直立的塔身，起重臂安裝在垂直塔身的上部，它是高層、超高層建築施工的主要施工機(jī)械。隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)的不斷廣泛使用，塔式起重機(jī)的性能和參數(shù)的不斷提高。塔式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)部分、機(jī)械傳動(dòng)部分、電氣控制與安全保護(hù)部分以及與外部支承設(shè)施組成。金屬結(jié)構(gòu)部分包括行走臺(tái)車架、支腿、底架平臺(tái)、塔身、套架、回轉(zhuǎn)支承、轉(zhuǎn)臺(tái)、駕駛室、塔帽、起重臂架、平衡臂架以及繩輪系統(tǒng)、支架等。機(jī)械傳動(dòng)部分包括起升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓頂升機(jī)構(gòu)、電梯捲揚(yáng)機(jī)構(gòu)以及電纜捲筒等。電器控制與安全保護(hù)部分包括電動(dòng)機(jī)、控制器、動(dòng)力線、照明燈、各安全保護(hù)裝置以及中央集電環(huán)等。外部支承設(shè)施包括軌道基礎(chǔ)及附著支撐等。2．塔吊的分類

塔式起重機(jī)可按構(gòu)造特點(diǎn)和起重能力等進(jìn)行分類。

1)按行走機(jī)構(gòu)劃分分為自行式塔式起重機(jī)、固定式塔式起重機(jī)。自行式塔式起重機(jī)能夠在固定的軌道上、地面上開行。其特點(diǎn)是能靠近工作點(diǎn)，轉(zhuǎn)移方便，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。常見的有軌道行走式、輪胎行走式、履帶行走式等。固定式塔式起重機(jī)沒有行走機(jī)構(gòu)，能夠附著在固定的建築物或建築物的基礎(chǔ)上，隨著建築物或構(gòu)築物的上升不斷地上升。

2)按起重臂變幅方法劃分分為起重臂變幅式塔式起重機(jī)和起重小車變幅式塔式起重機(jī)。前者起重臂與塔身鉸接，變幅時(shí)可調(diào)整起重臂的仰角，常見的變幅結(jié)構(gòu)有電動(dòng)和手動(dòng)兩種；後者起重臂是不變(或可變)橫樑，下弦裝有起重小車，變幅簡單，操作方便，並能負(fù)載變幅。如圖4.1、圖4.2所示。

圖4.3附著式塔式起重機(jī)簡圖

圖4.4內(nèi)爬式塔式起重機(jī)簡圖

3．塔吊的特點(diǎn)

塔吊一般具有下列特點(diǎn)：(1)起重量、工作幅度和起升高度較大。(2)360°全回轉(zhuǎn)，並能同時(shí)進(jìn)行垂直、水準(zhǔn)運(yùn)輸作業(yè)。(3)工作速度高。塔式起重機(jī)的操作速度快，可以大大地提高生產(chǎn)率。國產(chǎn)塔式起重機(jī)的起升速度最快為120m/min，變幅小車的運(yùn)行速度最快可達(dá)45m/min；某些進(jìn)口塔式起重機(jī)的起升速度已超過200m/min，變幅小車的運(yùn)行速度最快可達(dá)45m/min；某些進(jìn)口塔式起重機(jī)的起升速度已超過200m/min,變幅小車的運(yùn)行速度可達(dá)90m/min。另一方面，現(xiàn)代塔式起重機(jī)具有良好的調(diào)速性和安裝微動(dòng)性，可以滿足構(gòu)件安裝就位的需要。(4)一機(jī)多用。為了充分發(fā)揮起重機(jī)的性能，在裝置方面，配備有抓鬥、拉鏟等裝置，做到一機(jī)多用。(5)起重高度能隨安裝高度的升高而增高。(6)機(jī)動(dòng)性好，不需其他輔助穩(wěn)定設(shè)施(如纜風(fēng)繩)，能自行或自升。(7)駕駛室(操縱室)位置較高，操縱人員能直接(或間接)看到作業(yè)全過程，有利於安全生產(chǎn)。3．塔吊的主要性能參數(shù)

塔式起重機(jī)的主要性能參數(shù)包括起重力矩、起重量、起升高工作幅度等參數(shù)。選用塔式起重機(jī)進(jìn)行高層建築施工時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)施工對(duì)象確定所要求的參數(shù)。1)幅度幅度，又稱回轉(zhuǎn)半徑或工作半徑，即塔吊回轉(zhuǎn)中心線至吊鉤中心線的水準(zhǔn)距離。幅度又包括最大幅度與最小幅度兩個(gè)參數(shù)。高層建築施工選擇塔式起重機(jī)時(shí)，首先應(yīng)考察該塔吊的最大幅度是否能滿足施工需要。2)起重量起重量是指塔式起重機(jī)在各種工況下安全作業(yè)所容許的起吊重物的最大重量。起重量包括所吊重物和吊具的重量。它是隨著工作半徑的加大而減少的。

3)起重力矩初步確定起重量和幅度參數(shù)後，還必須根據(jù)塔吊技術(shù)說明書中給出的資料，核查是否超過額定起重力矩。所謂起重力矩(單位kN·m)指的是塔式起重機(jī)的幅度與相應(yīng)於此幅度下的起重量的乘積，能比較全面和確切地反映塔式起重機(jī)的工作能力。4)起升高度起升高度是指自軌面或混凝土基礎(chǔ)頂面至吊鉤中心的垂直距離，其大小與塔身高度及臂架構(gòu)造型式有關(guān)。一般應(yīng)根據(jù)構(gòu)築物的總高度、預(yù)製構(gòu)件或部件的最大高度、腳手架構(gòu)造尺寸及施工方法等綜合確定起升高度。4．塔吊的佈置

在編制施工組織設(shè)計(jì)、繪製施工總平面圖時(shí)，合適的塔式起重機(jī)安設(shè)位置應(yīng)滿足下列要求：(1)塔式起重機(jī)的幅度與起重量均能很好地適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ)階段)施工需要，並留有充足的安全餘量。(2)要有環(huán)形交通道，便於安裝輔機(jī)和運(yùn)輸塔式起重機(jī)部件的卡車和平板拖車進(jìn)出施工現(xiàn)場。(3)應(yīng)靠近工地電源變電站。(4)工程竣工後，仍留有充足的空間，便於拆卸塔式起重機(jī)並將部件運(yùn)出現(xiàn)場。(5)在一個(gè)棟號(hào)同時(shí)裝設(shè)兩臺(tái)塔式起重機(jī)的情況下，要注意其工作面的劃分和相互之間的配合，同時(shí)還要採取妥善措施防止相互干擾。

●4.1.2

固定式塔吊基礎(chǔ)的計(jì)算

塔式起重機(jī)上部載荷傳遞到底座的力，大致由中心受壓、在x或y軸向的彎矩和起重臂旋轉(zhuǎn)所引起的扭轉(zhuǎn)慣性力等組成。隨著塔式起重機(jī)的類型不同，底座力傳遞對(duì)象也有所不同：行走式為軌道基礎(chǔ)，自升式、內(nèi)爬式為支承架，附著固定式為鋼筋混凝土基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)根據(jù)具體作業(yè)特點(diǎn)分別計(jì)算。高層建築施工用的附著式塔式起重機(jī)，大都採用小車變幅的水準(zhǔn)臂架；幅度亦多在50m以上，無須移動(dòng)作業(yè)即可覆蓋整個(gè)施工範(fàn)圍，因此多採用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。鋼筋混凝土基礎(chǔ)有多種形式可供選用。對(duì)於有底架的固定自升式塔式起重機(jī)，可視工程地質(zhì)條件、周圍環(huán)境以及施工現(xiàn)場情況選用X形整體基礎(chǔ)、條塊分隔式基礎(chǔ)或者是獨(dú)立塊體式基礎(chǔ)。對(duì)無底架的自升式塔式起重機(jī)則採用整體式方塊基礎(chǔ)。

X形整體基礎(chǔ)如圖4.5所示的形狀及平面尺寸大致與塔式起重機(jī)X形底架相似，塔式起重機(jī)的X形底架通過預(yù)埋地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上。此種形式多用於輕型自升式塔式起重機(jī)。長條形基礎(chǔ)如圖4.6所示，由兩條或四條並列平行的鋼筋混凝土底梁組成，分別支承底架的四個(gè)支座和由底架支座傳來的上部載荷。當(dāng)塔式起重機(jī)安裝在混凝土砌塊人行道上或者是原有混凝土地面上，均可採用此種形式的鋼筋混凝土基礎(chǔ)。分塊式基礎(chǔ)如圖4.7所示，由四個(gè)獨(dú)立的鋼筋混凝土塊體組成，分別承受由底架結(jié)構(gòu)傳來的上部載荷，塊體的構(gòu)造尺寸視塔式起重機(jī)支反力大小及地耐力而定。由於基礎(chǔ)僅承受底架傳遞的垂直力，故可作為中心負(fù)荷獨(dú)立柱基礎(chǔ)處理。其優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造比較簡單，混凝土及鋼筋用量都較少，造價(jià)便宜。

圖4.5X形整體式鋼筋混凝土基礎(chǔ)

圖4.6條塊分隔式鋼筋混凝土基礎(chǔ)

獨(dú)立式整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)如圖4.8所示，適用於無底架固定式自升式塔式起重機(jī)。其構(gòu)造特點(diǎn)是：塔式起重機(jī)的塔身結(jié)構(gòu)通過塔身基礎(chǔ)節(jié)、預(yù)埋塔身框架或預(yù)埋塔身主角鋼等固定在鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，從而使塔身結(jié)構(gòu)與混凝土基礎(chǔ)連成一體，並將起重機(jī)上部載荷全部傳遞地基。由於整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體形尺寸是考慮塔式起重機(jī)的最大支反力、地基承載力以及壓重的需求而選定的，因而能確保塔式起重機(jī)在最不利工況下均可安全工作，不會(huì)產(chǎn)生傾翻事故。

圖4.7分塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)

圖4.8獨(dú)立式整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)

1.分塊式基礎(chǔ)的計(jì)算塔式起重機(jī)基礎(chǔ)如圖4.9所示。1)確定基礎(chǔ)預(yù)埋深度根據(jù)施工現(xiàn)場地基情況而定，一般塔式起重機(jī)基礎(chǔ)埋設(shè)深度為1～1.5m。2)基礎(chǔ)面積F的估算 塔式起重機(jī)所需基礎(chǔ)的底面積F按許用土地承載力估算如下：

圖4.9ZTl20自升式塔式起重機(jī)基礎(chǔ)簡圖式中：N——每個(gè)基礎(chǔ)承擔(dān)的垂直載荷；

G——基礎(chǔ)自重，可按0.06N估算；

——許用地基承載力(具體取值需根據(jù)地質(zhì)報(bào)告確定)，常用灰土處理後的地基承載力為200kN/m2；

——20kN/m3；

d——基礎(chǔ)埋深(從基礎(chǔ)頂?shù)降孛娓叨?(m)。3)基礎(chǔ)平面尺寸的確定基礎(chǔ)澆築成正方形，其邊長為

4)初步確定基礎(chǔ)高度按KTNC公式估算：式中：x——係數(shù)，x=0.38；

a——基礎(chǔ)邊長；

a0——柱頂墊板的邊長。(4-2)

(4-3)

基礎(chǔ)的有效高度：h0=H－δ式中：δ——基礎(chǔ)配筋的保護(hù)層厚度，一般不少於70mm。5)驗(yàn)算混凝土基礎(chǔ)的沖切強(qiáng)度混凝土基礎(chǔ)的沖切強(qiáng)度應(yīng)滿足下式：式中：——垂直載荷在基礎(chǔ)底板上產(chǎn)生的應(yīng)力，=N/a2；RL——混凝土抗拉強(qiáng)度，參見表4-1；k——安全係數(shù)，一般取1.3；

A1：當(dāng)a≥a0+2h0時(shí)，

當(dāng)a<a0+2h0時(shí)，A2：當(dāng)a≥a0+2h0時(shí)，A2=(a0+h0)a，當(dāng)a<a0+2h0時(shí)，(4-4)

6)配筋計(jì)算土壤反力對(duì)基礎(chǔ)底板產(chǎn)生的彎矩M：

所需鋼筋截面積Fg為:

式中：k——安全係數(shù)，k=2；

——鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

所配鋼筋截面積Fg應(yīng)滿足下式(4-5)

(4-6)

(4-7)

2.整體式基礎(chǔ)的計(jì)算根據(jù)起重機(jī)在傾覆力矩作用下的穩(wěn)定性條件和土壤承載條件確定基礎(chǔ)的尺寸和重量，計(jì)算式不考慮和基礎(chǔ)接觸的側(cè)壁的影響。1)確定基礎(chǔ)預(yù)埋深度根據(jù)施工現(xiàn)場地基情況而定，一般塔式起重機(jī)基礎(chǔ)埋設(shè)深度為1～1.5m，但應(yīng)注意須將基礎(chǔ)整體埋住。2)基礎(chǔ)面積的估算所需基礎(chǔ)的底面積F的估算見式(4-1)，但此處N為基礎(chǔ)承擔(dān)的垂直載荷。3)基礎(chǔ)平面尺寸的確定基礎(chǔ)澆築成正方形，並應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件。(1)

式中：a——基礎(chǔ)邊長，可按下式初步估算：a=1.4；

——有彎曲作用產(chǎn)生的壓應(yīng)力，其大小為=M/WdM——起重機(jī)的傾覆力矩(N·m)；(4-8)

Wd——基礎(chǔ)底面對(duì)垂直於彎曲作用平面的截面模量，Wd=a3/6(m3)。(2)

式中：——安全係數(shù)，=1.5。4)初步確定基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)高度的初步確定，見式(4-3)。根據(jù)穩(wěn)定性條件驗(yàn)算基礎(chǔ)重量：式中：M——起重機(jī)傾覆力矩(N·m)；k——最小穩(wěn)定係數(shù)(附載時(shí))，不考慮慣性力、風(fēng)力和離心力，k=1.4；V——基礎(chǔ)體積(m3)；——混凝土容重(t/m3)，=25t/m3。

5)驗(yàn)算基礎(chǔ)沖切強(qiáng)度及基礎(chǔ)配筋計(jì)算基礎(chǔ)沖切強(qiáng)度及基礎(chǔ)配筋計(jì)算同分塊基礎(chǔ)，但在進(jìn)行沖切強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，式(4-4)中的安全係數(shù)應(yīng)取值為2.2。(4-9)

(4-10)

●4.1.3塔式起重機(jī)附牆裝置的計(jì)算

為了保證安全，一般塔式起重機(jī)的高度超過30～40m就需要附牆裝置，在設(shè)置第一道附牆裝置後，塔身每隔14～20m須加設(shè)一道附牆裝置。附牆裝置由錨固環(huán)、附著桿組成。錨固環(huán)由型鋼、鋼板拼焊成方形截面，用連接板與塔身腹桿相連，並與塔身主弦桿卡固。附牆拉桿有多種佈置形式，可以使用三根或四根拉桿，根據(jù)施工現(xiàn)場情況而定。三根拉桿附著桿節(jié)點(diǎn)如圖4.10所示。附牆拉桿的受力大小取決於錨固點(diǎn)以上塔身的載荷以及附牆裝置的尺寸及形式。對(duì)三拉桿支撐式，受力如圖4.11所示。塔身受力為水準(zhǔn)力Fx、Fy及扭矩M，三根拉桿為軸心受力構(gòu)件，根據(jù)靜力平衡條件方程，可求得各桿件內(nèi)力。對(duì)四拉桿支撐式，受力如圖4.12所示。桿系是超靜定結(jié)構(gòu)，可以用力法方程求解。將桿件1視為多餘約束，此時(shí)桿系成為靜定結(jié)構(gòu)，則在外載荷作用下各桿件內(nèi)力，Nip由以下力平衡方程解出：，，。再求得在沿桿件1方向的單位多餘約束力作用下的各桿件內(nèi)力。單位力引起桿件1的位移δ11為：(4-11)

圖4.10Q4-10型塔式起重機(jī)附著裝置

圖4.11三拉桿支撐式附牆裝置

圖4.12四拉桿支撐式附牆裝置

外載荷引起的桿件1的位移為:根據(jù)力法方程可解出多餘約束力x1(即N1)為：各桿件內(nèi)力為Ni=Nip+x1(4-12)

(4-13)

然後按受壓構(gòu)件計(jì)算各桿件穩(wěn)定性，以及附牆預(yù)埋件強(qiáng)度。計(jì)算塔吊基礎(chǔ)、附壁計(jì)算的外力時(shí)，對(duì)獨(dú)立塔身，可取上端自由、下端固定的計(jì)算簡圖；對(duì)附著式塔身，可取帶懸臂多跨連續(xù)梁的計(jì)算簡圖。塔吊上的荷載可以按照《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)》(GB/T13752—1992)計(jì)算和組合，見表4-3；同時(shí)塔吊的生產(chǎn)廠家在“使用說明書”中說明塔吊基礎(chǔ)、附壁計(jì)算的外力，如QTZ400-1型塔吊(起重高度110m、臂長47m、額定起重力矩400kN·m、最大起重量4t)的說明如下：基礎(chǔ)所受的垂直荷載430kN、水準(zhǔn)荷載18.4kN、傾覆力矩702kN·m(附著式塔身的傾覆力矩大大減小)、扭矩119kN·m，最不利工況下?lián)螚U的最大受力12.3t。另外，QTZ400-1型塔吊使用說明書還給出了基礎(chǔ)尺寸、配筋、地基承載力要求、地腳螺栓承拉能力要求、連牆耳板詳圖等；但對(duì)樁基礎(chǔ)、附著點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求並不能給出數(shù)值要求。所以以上方法，可以作為解決這些問題的基礎(chǔ)知識(shí)。

●4.1.4塔式起重機(jī)運(yùn)算能力的估算

塔式起重機(jī)的輸送能力與塔式起重機(jī)吊運(yùn)一次重物的用時(shí)有關(guān)，塔式起重機(jī)吊運(yùn)一次重物的用時(shí)可按式(4-14)計(jì)算：式中：Ti——塔式起重機(jī)吊運(yùn)一次重物的用時(shí)(min)；Hi——平均施工高度(m)；V1——塔式起重機(jī)吊鉤起升速度(m/min)；V2——塔式起重機(jī)吊鉤下降速度(m/min)；t3——塔式起重機(jī)吊運(yùn)一次重物的平均回轉(zhuǎn)時(shí)間(min)；t4——塔式起重機(jī)吊運(yùn)一次重物變幅或大車行走的時(shí)間(min)；t5——塔式起重機(jī)吊運(yùn)一次重物的裝卸時(shí)間(min)；K——調(diào)整係數(shù)，根據(jù)塔式起重機(jī)機(jī)械狀況與管理水準(zhǔn)而定，一般取1.1～1.5。

(4-14)

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4.1施工電梯

●4.2.1概述

1.施工電梯的分類施工電梯按施工電梯的動(dòng)力裝置可分為電動(dòng)與電動(dòng)―液壓兩種，電動(dòng)―液壓驅(qū)動(dòng)電梯工作速度比電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯工作速度快，可達(dá)96m/min。施工電梯按用途可劃分為載貨電梯、載人電梯和人貨兩用電梯。載貨電梯一般起重能力較大，起升速度快，而載人電梯或人貨兩用電梯對(duì)安全裝置要求高一些。目前，在實(shí)際工程中用得比較多的是人貨兩用電梯。施工電梯按施工電梯的驅(qū)動(dòng)形式可分為鋼索曳引、齒輪齒條曳引和星輪滾道曳引三種形式。其中，鋼索曳引是早期產(chǎn)品，星輪滾道曳引的傳動(dòng)形式較新穎，但載重能力較小，目前用得比較多的是齒輪齒條曳引這種結(jié)構(gòu)形式。施工電梯按吊廂數(shù)量可分為單吊廂式和雙吊廂式。施工電梯按承載能力，施工電梯可分為兩級(jí)(一級(jí)能載重物1t或人員11～12人，另一級(jí)載重量為2t或載乘員24名)。我國施工電梯用得比較多的是前者。施工電梯按塔架多少分為單塔架式和雙塔架式。目前，雙塔架橋式施工電梯很少用。2.齒輪齒條驅(qū)動(dòng)施工電梯的構(gòu)成施工電梯的主要部件為吊籠、帶有底籠的平面主框架結(jié)構(gòu)、立柱導(dǎo)軌架，驅(qū)動(dòng)裝置、電控系統(tǒng)提升系統(tǒng)、安全裝置等。

1)立柱導(dǎo)軌架一般立柱由無縫鋼管焊接成桁架結(jié)構(gòu)並帶有齒條的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組成，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長為1.5m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間採用套柱螺栓連接，並在立柱桿內(nèi)裝有導(dǎo)向楔。2)帶底籠的安全柵電梯的底部有一個(gè)便於安裝立柱段的平面主框架，在主框架上立有帶鍍鋅鐵網(wǎng)狀護(hù)圍的底籠。底籠的高度約為2m，其作用是在地面把電梯整個(gè)圍起來，以防止電梯升降時(shí)閒人進(jìn)出而發(fā)生事故。底籠入門口的一端有一個(gè)帶機(jī)械和電氣的連鎖裝置，當(dāng)?shù)鯉谏戏竭\(yùn)行時(shí)即鎖住，安全柵上的門無法打開，直至吊廂降至地面後，連鎖裝置才能解脫，以保證安全。3)吊籠吊籠又稱為吊廂，不僅是乘人載物的容器，而且又是安裝驅(qū)動(dòng)裝置和架設(shè)或拆卸支柱的場所。吊籠內(nèi)的尺寸一般為長×寬×高=3×1.3×2.7(m3)左右。吊籠底部由浸過桐油的硬木或鋼板鋪成，結(jié)構(gòu)主要由型鋼焊接骨架、頂部和周壁由方眼編織網(wǎng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成。一般國產(chǎn)電梯，在吊籠的外沿一般都裝有司機(jī)專用的駕駛室，內(nèi)有電氣操縱開關(guān)和控制儀錶盤，或在吊籠一側(cè)設(shè)有電梯司機(jī)專座，負(fù)責(zé)操縱電梯。4)驅(qū)動(dòng)裝置是使吊籠上下運(yùn)行的一組動(dòng)力裝置，其齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可為單驅(qū)動(dòng)、雙驅(qū)動(dòng)，甚至三驅(qū)動(dòng)。5)安全裝置

(1)限速制動(dòng)器。國產(chǎn)的施工外用載人電梯大多配用兩套制動(dòng)裝置，其中一套就是限速制動(dòng)器。它能在緊急的情況下如電磁制動(dòng)器失靈，機(jī)械損壞或嚴(yán)重超載和吊籠在超過規(guī)定的速度約15%時(shí)，使電梯馬上停止工作。常見的限速器是錐鼓式限速器，根據(jù)功能不同，分為單作用和雙作用兩種形式。所謂單作用限速器只能沿工作吊廂下降方向起制動(dòng)作用。錐鼓式限速器的結(jié)構(gòu)如圖4.13所示，主要由錐形制動(dòng)器部分和離心限速部分組成。制動(dòng)器部分由制動(dòng)轂1、錐面制動(dòng)輪2、碟形彈簧組3、軸承4、螺母5、端益6和導(dǎo)板7組成。離心限速器部分由心塊支架8、傳動(dòng)軸9、從動(dòng)齒輪10、離心塊11和拉伸彈簧12組成。

圖4.13限速器

錐鼓式限速器有以下三種工作狀態(tài)。①電梯運(yùn)行時(shí)，小齒輪與齒條嚙合驅(qū)動(dòng)，離心塊在彈簧的作用下，隨齒輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；②當(dāng)電梯運(yùn)行超過一定速度時(shí)，離心塊克服彈簧力向外飛出與制動(dòng)鼓內(nèi)壁的齒嚙合，使制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)而被擰入殼體；③隨著內(nèi)外錐體的壓緊，制動(dòng)力矩逐步增大，使吊廂能平緩制動(dòng)。錐鼓式限速器的優(yōu)點(diǎn)在於減少了中間傳力路線，在齒條上實(shí)現(xiàn)柔性直接制動(dòng)，安全可靠性大，衝擊力小。制動(dòng)行程可以預(yù)調(diào)。在限速制動(dòng)的同時(shí)，電器主傳動(dòng)部分自動(dòng)切斷，在預(yù)調(diào)行程內(nèi)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)?？捎行У胤乐股仙龝r(shí)“冒頂”和下降時(shí)出現(xiàn)“自由落體”墜落現(xiàn)象。由於限速器是獨(dú)立工作，因此不會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電梯結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

(2)制動(dòng)裝置。①限位裝置。設(shè)在立柱頂部的為最高限位裝置，可防止冒頂，主要是有由限位碰鐵和限位開關(guān)構(gòu)成。設(shè)在樓層的為分層停車限位裝置，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停層。設(shè)在立柱下部的限位器可不使吊籠超越下部極限位置。②電機(jī)制動(dòng)器，有內(nèi)抱制動(dòng)器和外抱電磁制動(dòng)器等。③緊急制動(dòng)器，有手動(dòng)楔塊制動(dòng)器和腳踏液壓緊急剎車等，在緊急的情況下如限速和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都發(fā)生故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。(3)緩衝彈簧。底籠的底盤上裝有緩衝彈簧，在下限位裝置失靈時(shí)，可以減小吊籠落地震動(dòng)。6)平衡重平衡重的重量約等於吊籠自重加1/2的額定載重量，用來平衡吊籠的一部分重量，平衡重通過繞過主柱頂部天輪的鋼絲繩，與吊籠連接，並裝有松繩限位開關(guān)。每個(gè)吊籠可配用平衡重，也可不配平衡重。和不配平衡重的吊籠相比，其優(yōu)點(diǎn)是保持荷載的平衡和立柱的穩(wěn)定，並且在電動(dòng)機(jī)功率不變的情況下，提高了承載能力，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。7)電氣控制與操縱系統(tǒng)電梯的電器裝置(接觸器、超載保護(hù)、電磁制動(dòng)器或晶閘管等電器組件)裝在吊籠內(nèi)壁的箱內(nèi)，為了保證電梯運(yùn)行安全，所有電氣裝置都重複接地。一般在地面、樓層和吊廂內(nèi)的三處設(shè)置了上升、下降和停止的按鈕開關(guān)箱，以防萬一。在樓層上開關(guān)箱放在靠近平臺(tái)欄柵或入門口處。在吊籠內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)械座板上，除了有上升與下降的限位開關(guān)以外，在中間裝有一個(gè)主限位開關(guān)，當(dāng)?shù)趸\超速運(yùn)行，該開關(guān)可切斷所有的三相電源，下次在電梯重新運(yùn)行之前，應(yīng)將限位開關(guān)手動(dòng)複位。利用電纜可使控制信號(hào)和電動(dòng)機(jī)的電力傳送到電梯吊籠內(nèi)，電纜卷繞在底部的電纜筒上，高度很大時(shí)，為了避免電纜易受風(fēng)的作用而繞在主柱導(dǎo)軌上，為此應(yīng)設(shè)立專用的電纜導(dǎo)向裝置。吊籠上升時(shí)，電纜隨之被提起，吊籠下降時(shí)，電纜經(jīng)由導(dǎo)向裝置落入電纜筒。3.繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯常稱為施工升降機(jī)或升降機(jī)，起構(gòu)造特點(diǎn)是：採用三角斷面鋼管焊接格桁結(jié)構(gòu)立柱，單吊籠，無平衡重，設(shè)有限速和機(jī)電聯(lián)鎖安全裝置，附著裝置簡單。能自升接高，可在狹窄場地作業(yè)，轉(zhuǎn)場方便，吊籠平面尺寸為1.2×(2―2.6)m2，結(jié)構(gòu)較簡單，用鋼量少。有人貨兩用，可載貨1t或乘8～l0人，有的只用於運(yùn)貨，載重亦達(dá)1t。造價(jià)僅為齒輪齒條施工電梯的2/5～1/2，因而在高層建築中的應(yīng)用面逐漸擴(kuò)大。4.施工電梯的選擇和使用1)選擇現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)表明，為減少施工成本，20層以下的高層建築，採用繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯，25～30層以上的高層建築選用齒輪齒條驅(qū)動(dòng)施工電梯。高層建築施工施工電梯的機(jī)型選擇，應(yīng)根據(jù)建築體型、建築面積、運(yùn)輸總量、工期要求以及施工電梯的造價(jià)與供貨條件等確定。2)使用(1)確定施工電梯位置。施工電梯安裝的位置應(yīng)盡可能滿足：①有利於人員和物料的集散；②各種運(yùn)輸距離最短；③方便附牆裝置安裝和設(shè)置；④接近電源，有良好的夜間照明，便於司機(jī)觀察。(2)加強(qiáng)施工電梯的管理。施工電梯全部運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間中，輸送物料的時(shí)間只占運(yùn)送時(shí)間的30%～40%，在高峰期，特別在上下班時(shí)刻，人流集中，施工電梯運(yùn)量達(dá)到高峰。如何解決好施工電梯人貨矛盾，是一個(gè)關(guān)鍵問題。

●4.2.2施工電梯基礎(chǔ)及附牆裝置的構(gòu)造做法

1.施工電梯基礎(chǔ)的構(gòu)造做法電梯的基礎(chǔ)為帶有預(yù)埋地腳螺栓的現(xiàn)澆鋼筋混凝土。一般採用配筋為8號(hào)鋼筋(雙向，間距為250mm)的C30混凝土，地基土的地耐力應(yīng)不小於0.15N/mm2。某電梯基礎(chǔ)的外形尺寸實(shí)例為：長2600mm(單籠，雙籠4000mm)、寬3500mm、厚200mm。施工電梯基礎(chǔ)頂面標(biāo)高有三種：高於地面、與地面齊平、低於地面，以與地面齊平做法最為可取，方便施工人員出入，減少發(fā)生工傷事故可能性。2.施工電梯的附牆裝置1)齒輪齒條驅(qū)動(dòng)施工電梯的附牆裝置為了保證導(dǎo)軌架的穩(wěn)定性，當(dāng)電梯架設(shè)到一定的高度時(shí)，每隔一定的間距必須把立柱導(dǎo)軌架與建築物用附牆支撐和預(yù)埋件連接起來。附牆支撐裝置由槽鋼連接架、1號(hào)支架、2號(hào)支架、3號(hào)支架和立管架構(gòu)成，如圖4.14所示。立管與底籠立管連接。當(dāng)立管架與牆面距離大於1.0m時(shí)，可再增加一排立管(用扣件鋼管搭設(shè))。附牆支撐的間距在產(chǎn)品使用說明書上都有規(guī)定。在最後一個(gè)錨固處之上立柱的允許高度，即再需增加新的錨固處之前，至少使電梯再爬升2～3層。自由高度，單籠電梯為15m，雙籠電梯為12m。2)捲揚(yáng)機(jī)繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯附牆裝置捲揚(yáng)機(jī)繩輪驅(qū)動(dòng)施工電梯的附牆裝置由三根桿件組成，其附牆距離可視需要在一定範(fàn)圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

圖4.14施工電梯的附牆裝置

●4.3

混凝土攪拌運(yùn)輸車與混凝土泵

●4.3.1混凝土攪拌運(yùn)輸車

混凝土攪拌運(yùn)輸車由混凝土集中攪拌站將商品混凝土裝運(yùn)到施工現(xiàn)場，並卸入預(yù)先準(zhǔn)備好的料斗裏，再由混凝土泵或塔式起重機(jī)輸送到澆築部位?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車運(yùn)輸過程中，同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行不停地?cái)噭?dòng)，使混凝土免於在運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析和初凝，並進(jìn)一步改善混凝土拌合物的和易性和均勻性，從而提高混凝土的澆築品質(zhì)?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車公稱容量在2.5m3以下者為輕型；4～6m3者屬於中型；8m3以上者為大型。實(shí)踐表明，容量6m3的攪拌運(yùn)輸車經(jīng)濟(jì)效果最好。混凝土攪拌運(yùn)輸車主要由底架、攪拌筒、發(fā)動(dòng)機(jī)、靜液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加水系統(tǒng)、裝料及進(jìn)料系統(tǒng)、卸料溜槽、卸料振動(dòng)器、操作平臺(tái)、操縱系統(tǒng)及防護(hù)設(shè)備組成。選擇混凝土攪拌運(yùn)輸車時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)技術(shù)性能：(1)裝、卸料快，有利於提高生產(chǎn)率。6m3攪拌運(yùn)輸車的裝料時(shí)間一般約需40～60s，卸料時(shí)間為90～180s。(2)注意攪拌筒的品質(zhì)。攪拌筒的造價(jià)約占混凝土攪拌運(yùn)輸車整車造價(jià)的1/2，攪拌筒的筒壁及攪拌葉片必須用耐磨、耐銹蝕的優(yōu)質(zhì)鋼材製作，並應(yīng)有適當(dāng)厚度。(3)安全防護(hù)裝置齊全。(4)操作簡單，性能可靠。(5)便於清理，保養(yǎng)量小。使用時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)：(1)混凝土攪拌運(yùn)輸車在裝料前，應(yīng)先排淨(jìng)筒內(nèi)的積水及雜物。(2)應(yīng)事先對(duì)混凝土攪拌運(yùn)輸車行經(jīng)路線，如橋涵、洞口、架空管線及庫門口的淨(jìng)高和淨(jìng)寬等設(shè)施進(jìn)行詳細(xì)瞭解，以利通行。(3)混凝土攪拌運(yùn)輸車在運(yùn)輸途中，攪拌筒應(yīng)以低速轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)工地後，應(yīng)使攪拌筒全速(14～18r/min)轉(zhuǎn)動(dòng)l～2min，並待攪拌筒完全停穩(wěn)不轉(zhuǎn)後，再進(jìn)行反轉(zhuǎn)出料。(4)一般情況下，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土的時(shí)間不得超過一小時(shí)，具體情況隨天氣的變化採取不同的措施進(jìn)行處理：如添加緩凝劑可適當(dāng)增加混凝土的運(yùn)輸時(shí)間。(5)工作結(jié)束後，應(yīng)按要求用高壓水沖洗攪拌筒內(nèi)外及車身表面，並高速轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌筒5～l0min，然後排放乾淨(jìng)攪拌筒裏的水分。(6)注意安全，不得將手伸入在轉(zhuǎn)動(dòng)中的攪拌筒內(nèi)，也不得將手伸入主卸料溜槽與接長卸料溜槽的連接部位，以免發(fā)生安全事故?；炷帘檬窃趬毫ν苿?dòng)下沿管道輸送混凝土的一種設(shè)備。它能連續(xù)完成高層建築的混凝土的水準(zhǔn)運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸，配以布料桿還可以進(jìn)行較低位置的混凝土的澆築。近幾年來，在高層建築施工中泵送商品混凝土應(yīng)用日益廣泛，主要原因是泵送商品混凝土的效率高，品質(zhì)好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。1.混凝土泵的分類 混凝土泵按驅(qū)動(dòng)方式分為活塞式泵和擠壓式泵，目前用得較多的是活塞式泵；按混凝土泵所使用的動(dòng)力可分為機(jī)械式活塞泵和液壓式活塞泵，目前用得較多的是液壓式活塞泵；液壓式活塞泵按推動(dòng)活塞的介質(zhì)又分為油壓式和水壓式兩種，現(xiàn)在用得較多的是油壓式；按混凝土泵的機(jī)動(dòng)性分為固定式泵和移動(dòng)式，所謂移動(dòng)式是指混凝土泵裝在行走式輪胎可牽引移動(dòng)的汽車上，而後者是指裝在載重汽車底盤上的混凝土泵?！?.3.2

混凝土泵

2.活塞式混凝土泵的工作原理活塞式混凝土泵主要由料斗、液壓缸、活塞、混凝土缸、分配閥、Y形管、沖洗設(shè)備、液壓系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)等部分組成，如圖4.15所示?；钊交炷帘霉ぷ鲿r(shí)，混凝土進(jìn)入料斗內(nèi)，在閥門操縱系統(tǒng)的作用下，閥門開啟，閥門關(guān)閉，液壓活塞在液壓力作用下通過活塞桿帶動(dòng)活塞後移，料斗內(nèi)的混凝土在自重和吸力作用下進(jìn)入混凝土缸。然後液壓系統(tǒng)中壓力油的進(jìn)出反向，使活塞向前推壓，同時(shí)閥門關(guān)閉，閥門打開，混凝土缸中的混凝土在壓力作用下就通過Y形管進(jìn)入輸送管道，排至所要澆築混凝土的施工現(xiàn)場中去。在混凝土泵的料斗內(nèi)，一般都裝有帶葉片的、由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌器，以便對(duì)進(jìn)入料斗的混凝土進(jìn)行二次攪拌以增加其和易性。3.液壓活塞式混凝土泵的主要特點(diǎn)1)運(yùn)距遠(yuǎn)液壓活塞式混凝土泵的工作壓力，一般可達(dá)5MPa，最大可達(dá)19MPa，水準(zhǔn)運(yùn)距達(dá)600m，垂直運(yùn)距最大可達(dá)為250m，排量為10～80m3/h。活塞式混凝土泵可排送坍熔度為5～20cm的混凝土，骨料最大粒徑為50mm，混凝土缸筒的使用壽命達(dá)50000m3。

2)結(jié)構(gòu)簡單泵的輸送衝擊小而穩(wěn)定，排量可以自由調(diào)節(jié)，但是此類泵使用的關(guān)鍵是混凝土缸的活塞與缸體的磨損以及閥體的的工作可靠性。

圖4.15液壓活塞式混凝土泵的工作原理圖

4.混凝土布料桿混凝土布料桿是完成輸送、布料、攤鋪混凝土澆築入模的一種設(shè)備。混凝土布料桿大致可分為汽車式布料桿(亦稱混凝土泵車布料桿)和獨(dú)立式布料桿兩大類。汽車式布料桿由折疊式臂架與泵送管道組成。施工時(shí)是通過布料桿各節(jié)臂架的俯、仰、屈、伸，能將混凝土泵送到臂架有效幅度範(fàn)圍內(nèi)的任意一點(diǎn)。泵車的臂架形式主要有連接式、伸縮式和折疊式3種。連接式臂架由2～3節(jié)組合而安置在汽車上，當(dāng)?shù)竭_(dá)施工現(xiàn)場時(shí)再進(jìn)行組裝。伸縮式臂架不需要另行安裝，可由液壓力一節(jié)節(jié)頂出，這種布料桿的優(yōu)點(diǎn)是特別適應(yīng)在狹窄施工場地上施工，缺點(diǎn)是只能作回轉(zhuǎn)和上下調(diào)幅運(yùn)動(dòng)。折臂式最大特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)幅度和作業(yè)範(fàn)圍大，使用方便因用得最廣泛，但成本較高，如圖4.16所示。獨(dú)立式布料桿根據(jù)它的支承結(jié)構(gòu)形式大致上有4種形式：移置式布料桿、管柱式機(jī)動(dòng)布科桿、裝在塔式起重機(jī)上的布料桿。移置式布料桿由底架支腿、轉(zhuǎn)臺(tái)、平衡臂、平衡重、臂架、水準(zhǔn)管、彎管等組成。泵送混凝土主要是通過兩根水準(zhǔn)管送到澆注地點(diǎn)，整個(gè)布料桿可用人力推動(dòng)圍繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)360°，而且第二節(jié)泵管還可用人推動(dòng)，以第一節(jié)管端彎管為軸心回轉(zhuǎn)300°。這種移置式布料桿優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造簡單、加工容易、安裝方便、操作靈活、造價(jià)低、維修簡便；轉(zhuǎn)移迅速，甚至可用塔吊隨著樓層施工升運(yùn)和轉(zhuǎn)移，可自由地在施工樓面上流水作業(yè)段轉(zhuǎn)移；獨(dú)立性強(qiáng)，無須依賴其他的構(gòu)件；缺點(diǎn)是：工作幅度、有效作業(yè)面積較小；上樓要借助於塔式起重機(jī)，給施工帶來不便。管柱式機(jī)動(dòng)布科桿由多節(jié)鋼管組成的立柱、三節(jié)式臂架、泵管、轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、操作平臺(tái)、爬梯、底座等構(gòu)成。在鋼管立柱的下部設(shè)有液壓爬升機(jī)構(gòu)，借助爬升套架梁，可在樓層電梯井、樓梯間或預(yù)留孔筒中逐層向上爬升。管柱式機(jī)動(dòng)布科桿可作360°回轉(zhuǎn)，最大工作幅度為l7m，最大垂直輸送高度為16m，有效作業(yè)面積為900m2；一般情況下，這種布料桿適合於塔形高層建築和筒倉式建築施工，受高度限制較少，但由於立管固定依附在構(gòu)築物上，水準(zhǔn)距離受到一定的限制。裝在塔式起重機(jī)上的布料桿，最大特點(diǎn)是借助於塔式起重機(jī)。按照塔式起重機(jī)的形式不同可分為裝在行走式塔式起重機(jī)上的布料桿和裝在爬升式塔式起重機(jī)上的布料桿。前者機(jī)動(dòng)性好，布料作業(yè)範(fàn)圍較大，但輸送高度受限制；後者可隨塔式起重機(jī)的自升而不斷升高，因而輸送高度較大，但由於塔身是固定的，故使用的幅度受受到限制。5.混凝土泵的選用及其注意事項(xiàng)混凝土泵的實(shí)際排量，為混凝土泵或泵車標(biāo)定的最大排量乘以泵送距離影響係數(shù)、作業(yè)效率係數(shù)。泵送距離影響係數(shù)如表4-4。作業(yè)效率係數(shù)由實(shí)測確定，一般為0.4～0.8?；炷恋目杀眯砸话闩c單位水泥含量、坍落度、骨料品種與粒徑、含砂率和粒度有關(guān)。一般來講，水泥含量越多管道泵送阻力越小，混凝土的可泵性越好，我國規(guī)定泵送混凝土最低水泥含量為300kg/m3；坍落度越大，混凝土通過泵體時(shí)管道阻力就越小，相反則會(huì)影響到泵送能力，在一般建築工程中泵送混凝土的坍落度控制在80～180mm；泵送混凝土最好以卵石和河砂為骨料，一般要求要控制骨料最大粒徑：碎石的直徑不得超過輸送管道直徑的1/4，卵石不超過管徑的1/3；含砂率對(duì)泵送能力的影響也很大，一般情況下，含砂率以40%～50%泵送效果較好，骨料的粒度對(duì)泵送能力也有很大的影響，如骨料偏離標(biāo)準(zhǔn)粒度太大，會(huì)使泵送能力降低。當(dāng)排量增大時(shí)，輸出的壓力下降，也即輸出的距離減少。反之，如排量減小，則輸送壓力增加，輸送距離也增大?；炷帘卯a(chǎn)品附送壓力與排量的關(guān)係圖。泵送混凝土?xí)r應(yīng)注意下列事項(xiàng)。(1)確定混凝土泵的合理的位置。盡可能使管道總的線路最短，盡可能減少遷移次數(shù)，便於用清水沖洗泵機(jī)。(2)混凝土泵機(jī)的基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)實(shí)可靠，無坍塌，不得有不均勻沉降。泵機(jī)就位後應(yīng)固定牢靠。(3)發(fā)現(xiàn)有骨料卡住料斗中的攪拌器或有堵塞現(xiàn)象時(shí)(泵機(jī)停止工作，液壓系統(tǒng)壓力達(dá)到安全極限)，應(yīng)立即進(jìn)行短時(shí)間的反泵。若反泵不能消除堵塞時(shí)，應(yīng)立即停泵，查找堵塞部位並加以排除。在泵送作業(yè)期間，應(yīng)不時(shí)用軟管噴水沖刷泵機(jī)表面，以防濺落在泵機(jī)表面上的混凝土結(jié)硬面不易剷除。(4)泵送後的清洗。泵送作業(yè)行將結(jié)束時(shí)，應(yīng)提前一段時(shí)間停止向混凝土泵料斗