第4章 高層建筑施工用垂直運輸機械教學(xué)提示：高層建筑施工用垂直運輸機械主要包括塔吊、施工電梯、混凝土泵，這些垂直運輸機械可以提高高層建筑施工機械化水平，提高施工效率，縮短工期。教學(xué)要求：本章重點介紹塔吊、施工電梯基礎(chǔ)設(shè)計方法、混凝土泵構(gòu)造及使用原理。要求重點掌握塔吊、施工電梯基礎(chǔ)設(shè)計方法，能夠根據(jù)不同工程特點選擇合理的施工垂直運輸機械。

現(xiàn)代高層建筑施工的主要特點是：（1）垂直運輸量大、運距高；（2）結(jié)構(gòu)、水電、裝修齊頭并進，交叉作業(yè)多，安全隱患大；（3）工期緊張；（4）施工人員上下頻繁，人員交通量大；（5）組織管理工作復(fù)雜。為了保證施工有條不紊，確保證工程質(zhì)量、工期、經(jīng)濟效益的順利實現(xiàn)，關(guān)鍵之一是選擇合理的垂直運輸機械并加以合理地運用。實踐表明，在高層建筑施工中使用性能良好的、適合施工需要的垂直運輸機械，進行合理的機械布置和管理，則一定能在保證質(zhì)量的前提下，節(jié)約勞動力，減輕勞動強度，縮短工期，提高經(jīng)濟效益。

4.1.1概述塔式起重機（towercrane）簡稱塔機，亦稱塔吊，起源于西歐。動臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)起重機。作業(yè)空間大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送及建筑構(gòu)件的安裝。由金屬結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動臂和底座等。工作機構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走四部分。電氣系統(tǒng)包括電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等。塔式起重機是高層、超高層建筑施工的主要施工機械。隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)的不斷廣泛使用，塔式起重機的性能和參數(shù)的不斷提高。4.1塔式起重機

4.1.2塔吊的分類塔式起重機是動臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)起重機。工作范圍大，主要用于多層和高層建筑施工中材料的垂直運輸和構(gòu)件安裝。由金屬結(jié)構(gòu)，工作機構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動臂、底座、附著桿等。工作機構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走四部分。電氣系統(tǒng)包括電動機、控制器、配電框、聯(lián)連線路、信號及照明裝置等。塔式起重機按照轉(zhuǎn)動位置分上旋轉(zhuǎn)式和下旋轉(zhuǎn)式兩類。

塔式起重機可按構(gòu)造特點和起重能力等進行分類。（1）按行走機構(gòu)劃分分為自行式塔式起重機、固定式塔式起重機。自行式塔式起重機能夠在固定的軌道上、地面上開行。常見的有軌道式、輪胎式、履帶式等。固定式塔式起重機能夠附著在固定的建筑物或建筑物的基礎(chǔ)上，隨著建筑物或構(gòu)筑物上升不斷地上升。（2）按起重臂變幅方法劃分分為起重臂變幅式塔式起重機和起重小車變幅式塔式起重機。

（3）按回轉(zhuǎn)方式劃分分為上塔回轉(zhuǎn)塔式起重機和下塔回轉(zhuǎn)塔式起重機。前者塔尖回轉(zhuǎn)，塔身不動，回轉(zhuǎn)機構(gòu)在頂部，結(jié)構(gòu)簡單，但起重機重心偏高，塔身下部要加配重，操作室位置較低，不利于高層建筑施工；后者塔身與起重臂同時旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)在塔身下部，便于維修，操作室位置較高，便于施工觀測，但回轉(zhuǎn)機構(gòu)較復(fù)雜。（4）按起重能力劃分分為輕型塔式起重機、中型塔式起重機和重型塔式起重機。一般情況下，以起重量0.5～3.0t為輕型塔式起重機，起重量為3.0～15t的為中型塔式起重機，起重量為15～40t的起重機為重型塔式起重機。

（5）按塔式起重機使用架設(shè)的要求劃分分為固定式、軌道式、附著式和內(nèi)爬式四種。固定式塔式起重機將塔身基礎(chǔ)固定在地基基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)物上，塔身不能行走。軌道式塔式起重機又稱軌道行走式塔式起重機，簡稱為軌行式塔式起重機，在軌道上可以負(fù)荷行駛。

4.1.3塔吊的特點1.塔吊特點（1）起重量、工作幅度和起升高度較大。（2）360°全回轉(zhuǎn)，并能同時進行垂直、水平運輸作業(yè)。（3）工作速度高。（4）一機多用。（5）起重高度能隨安裝高度的升高而增高。（6）機動性好，不需其他輔助穩(wěn)定設(shè)施，能自行或自升。（7）駕駛室位置較高，操縱人員能直接或間接看到作業(yè)全過程，有利于安全生產(chǎn)。

2.塔吊的主要性能參數(shù)塔式起重機的主要性能參數(shù)包括起重力矩、起重量、起升高工作幅度等參數(shù)。

（1）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平距離。

（2）起重量，是指塔式起重機在各種工況下安全作業(yè)所容許的起吊重物的最大重量。

（3）起重力矩，是塔式起重機的幅度與相應(yīng)于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的工作能力。

（4）起升高度，是指自軌面或混凝土基礎(chǔ)頂面至吊鉤中心垂直距離，大小與塔身高度及臂架構(gòu)造型式有關(guān)。

4.1.4塔吊的布置在編制施工組織設(shè)計、繪制施工總平面圖時，塔式起重機安設(shè)位置應(yīng)滿足下列要求：

（1）塔式起重機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，并留有充足的安全余量。

（2）要有環(huán)形交通道，便于安裝輔機和運輸塔式起重機部件的卡車等進出施工現(xiàn)場。

（3）應(yīng)靠近工地電源變電站。

（4）工程竣工后，仍留有充足的空間，便于拆卸塔式起重機并將部件運出現(xiàn)場。

（5）在一個棟號同時裝設(shè)兩臺塔式起重機的情況下，要注意其工作面的劃分和相互之間的配合，同時還要采取妥善措施防止相互干擾。

施工電梯通常稱為施工升降機，但施工升降機包括的定義更寬廣，施工平臺也屬于施工升降機系列。單純的施工電梯是由轎廂、驅(qū)動機構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、附墻、底盤、圍欄、電氣系統(tǒng)等幾部分組成，是建筑中經(jīng)常使用的載人載貨施工機械，由于其獨特的箱體結(jié)構(gòu)使其乘坐起來既舒適又安全，施工電梯在工地上通常是配合塔吊使用，一般載重量在1-3噸，運行速度為1-60M/min。我國生產(chǎn)的施工升降機越來越成熟，逐步走向國際。4.2施工電梯

4.2.1概述1.施工電梯的分類施工電梯按動力裝置可分為電動與電動―液壓兩種，電動―液壓驅(qū)動電梯工作速度比電機驅(qū)動電梯工作速度快，可達120m/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。施工電梯按施工電梯的驅(qū)動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。

2.齒輪齒條驅(qū)動施工電梯的構(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)動裝置、電控系統(tǒng)提升系統(tǒng)、安全裝置等。3.繩輪驅(qū)動施工電梯繩輪驅(qū)動施工電梯常稱為施工升降機或升降機，其構(gòu)造特點是采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，有的只用于運貨，載重亦達1t。造價僅為齒輪齒條施工電梯的2/5～1/2，因而在高層建筑中的應(yīng)用面逐漸擴大。

4.施工電梯的選擇和使用（1）選擇一般20層以下的高層建筑，采用繩輪驅(qū)動施工電梯，25～30層以上的高層建筑選用齒輪齒條驅(qū)動施工電梯。（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有利于人員和物料的集散；②各種運輸距離最短；③方便附墻裝置安裝和設(shè)置；④接近電源，有良好的夜間照明，便于司機觀察。2）加強施工電梯的管理。

4.2.2施工電梯基礎(chǔ)及附墻裝置的構(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。一般采用配筋為8號鋼筋（雙向，間距為250mm）的C30混凝土，地基土的地耐力應(yīng)不小于0.15N/mm2。某電梯基礎(chǔ)的外形尺寸實例為：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：高于地面、與地面齊平、低于地面，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。

采用混凝土泵澆注商品混凝土，是鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)高層建筑施工中最為常見的混凝土澆注方式。4.3.1混凝土攪拌運輸車混凝土攪拌運輸車或稱攪拌車，是用來運送建筑用預(yù)拌混凝土的專用