超高层机电垂直运输技术.docx
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超高层机电垂直运输技术
超高层建筑机电设备垂直运输
施工关键技术
第一章绪论
随着中国经济的高速发展,城市化建设也在高速发展,城市建筑日趋饱和、建筑用地日趋紧张,办公楼修建已经是越建越高,各种高层、超高层建筑已如雨后春笋般拔地而起;密集的建筑楼群、狭小的场地空间都给建筑施工带来一定施工难度,而机电专业作为房建施工配套工程,受到的关注度远远不如结构和土建专业;机电专业材料垂直运输只能在结构和土建专业施工空闲时间,利用塔吊或施工电梯进行材料运输,不仅要花费大量的精力去协调,还会耗费好多工人的工作时间;而利用货梯井道或消防电梯井道搭设固定“悬臂吊杆”,不但不会抢占紧张的塔吊等运输时间,而且能自由合理的安排材料进场和施工进度,节省了人力物力的消耗。
1.1固定“悬臂吊杆”的由来
北京财富中心写字楼工程,由于现场仅设置2部塔吊、4部室内施工电梯,远远不能满足现场实际运输要求;经过充分考察现场,与总包、建设单位协调,又与专业吊装厂家探讨、最终考虑利用现场的货梯井道架设垂直吊运工具。
因为没有类似吊运设备可以租用,经过多次讨论,决定根据现场实际情况进行改造,确定了最终的固定式“悬臂吊杆”方案。
固定“悬臂吊杆”为ZB20直臂起重机即由QTZ63(5510)塔式起重机改装而成(使用它的臂杆,同时去除了悬臂吊上的滑动小车而改用固定式滑轮组),用于本工程材料的运输;其特点是可以在工作岗位上迅速、敏捷地吊运物料,且布置简单,拆装方便;其原理图如下:
1.2适用范围
适用于场地有限、垂直运输运力不足、机电物资量大、使用频率高、工期要求紧的多层或超高层建筑;
1.3存在的问题
1.3.1机电材料零散,形状大小不一,需配备合适的吊笼来装材料;
1.3.2配重要合理,要保持吊笼的平衡性,避免在井道内打晃,发生卡、翻现象,存在安全隐患;
1.3.3装备各种安全保护装置,确保吊机的安全运行,包括:
最大起重量限制器,起升高度限位器;
第二章北京财富中心写字楼工程特点
2.1工程概况
北京财富中心写字楼工程位于CBD核心区,东侧为新央视大楼,北侧为京广中心、南侧为国贸三期,临近东三环,地理位置的特殊性决定了施工现场场地的有限;该建筑为1栋办公塔楼及二层商业裙房连四层地下室,基础采用桩基础及筏板基础,主体结构采用钢结构与钢筋混凝土结构的混合结构。
建筑面积约为175900平方米,其中地上151600平方米,地下为24300平方米;建筑檐高为258米,最高点264.15米,其中地上61层(包含3个设备层、2个屋面层),为北京第二高建筑物。
2.2工程难点
2.2.1时间紧、任务重
由于其地理位置特殊性及典型特点,再加上工期相对紧张,要求机电施工与土建专业之间保持差距5层,施工工期就显得尤为紧张,而机电专业牵扯的材料多且复杂,如果材料组织不上去,施工进度就会严重滞后;垂直运输显得尤为重要。
2.2.2材料种类多,到场时间不一:
机电工程所涉及的材料有风机、空调机组、冷水机组、水泵、定压设备、消防设备、板换、VAVBox箱、风阀、水阀、软管、风管、水管、电线、电缆、保温材料、风口等数十种;而各种材料到场时间不一;无法集中运输,协调难度大,我方施工内容为通风空调专业,材料体量大。
2.2.3首层现场临时周转场地有限
参施单位多,有钢结构单位、外幕墙单位、土建单位、精装单位及机电各单位;首层场地有限,来料后要马上倒走,否则将造成其他单位材料无法进场。
2.3整体思路及安排
考虑到工程的特殊地理位置,现场场地有限,垂直运输困难等以上诸多因素;项目综合工期考虑,在充分考察现场条件,决定利用货梯井道搭设专用吊具解决材料的运输问题(选用位置如下);
有了这个决定后,就会同厂家进行详细安排吊装设备的搭设细节,编制垂直运输方案;
最早的方案为设置卷扬机加吊装笼,但经过试吊一次后,发现诸多安全隐患;如吊笼在井道内有卡车的现象,重量限位和超高限位没有很好的解决。
针对以上问题,又经过详细的论证,根据塔吊结构形式进行改进,因为为固定位置垂直起吊,取消了滑动小车而改造成固定滑轮组;将吊笼侧面加装带减震器的万向轮,保证与井道发生碰撞时不会发生卡车现象;取塔吊的电控系统,加装了重量限位和超高限位装置,保障了安全性。
2.4固定悬臂吊杆的组成及安装方式
2.4.1固定“悬臂吊杆”的组成
固定“悬臂吊杆”吊臂长10米,由2段拼接而成,每段长度约为5米,上下弦杆,斜腹杆和水平杆均采用无缝钢管。
平面金属框架,设有过道和栏杆,起升系统、电控柜。
起升系统由电动机、制动器、减速箱和卷筒等组成,采用多速电机驱动,通过联动操作台实现变速,可获得三种起升速度,轻载吊运速度为40m/min,重载吊运速度为20m/min,起吊和停靠速度为8m/min,能突出轻载高速、重载低速和慢速就位功能。
该起重机装备并配有各种安全保护装置,确保吊机的安全运行,包括:
最大起重量限制器,起升高度限位器和变幅限位器,从而确保塔机安全可靠地运行。
2.4.2悬臂吊杆与主体连接方式
主体结构内部部分为穿楼板,上下各放置一块埋板,用A2-70直径30mm高强螺栓将吊臂固定,并在悬臂吊杆与上层楼板间放置2支85×85×4方钢管支撑;吊臂前端固定方式为在28层(36层、45层和屋面层)梁顶结构工字钢上环抱(工字钢与钢丝绳接触处已使用圆管与钢丝绳接触做了防磕绳处理),用2支钢丝绳与吊臂前端连接,钢丝绳与大臂上弦连接时,钢丝绳弯折处放置不少于4个Y8-25骑马式夹头。
第四个夹头后再安一个夹头,并将钢丝绳放出一个“安全弯”。
当“安全弯”被拉直时,应立即对钢丝绳重新打结加固。
在井道内壁上焊接20#工字钢做悬臂吊杆一端的搭接台,该工字钢通过井道壁预留孔穿透墙体,内外施焊固定,从而为悬臂吊杆的稳定性提供了第二保护。
2.4.3悬臂吊杆的安装步骤
2.4.3.1将悬臂吊杆支臂吊装到指定位置(根据土建进度计划分四段进行布置,28层、36层、45层和屋面层,如上平面布置图);
2.4.3.2将悬臂吊杆支臂固定于主体结构上;
2.4.3.3将卷扬机、钢丝绳、滑轮组和吊篮等配套附件安装到指定位置(安装位置见前原理图及节点布置图);
2.4.3.4将电箱安装到指定位置,并从电箱将电源引入作业面;
2.4.3.5接通全车电气线路,安装全部限位装置,调试运行,吊重试车,使吊车达到设计参数;
2.4.3.6拆卸与安装反向进行;
2.4.3.7如现场有施工用塔吊,可配合使用完成屋面吊安拆工作,如没有塔吊,就需把塔身解体进行安拆工作;
2.4.3.8安装完成后需对悬臂吊杆进行试运行试验(带吊笼),确保无误后方可正式使用(吊笼示意图如下)。
第三章编制依据及工艺计算
3.1编制依据
序号
项目
执行标准
1
被吊装设备及材料
设备参数、施工蓝图
2
建筑卷扬机安全规则
GB/T1955-2002
3
起重吊运指挥信号
GB5082-1985
4
起重机用钢丝绳检验和报废实用规范
GB5972-2006
5
高处作业吊篮
GB19155-2003
6
建筑机械使用安全技术规程
JGJ119-2001
7
建设工程施工现场安全资料管理规程
DB11/383-2006
8
北京市建设工程施工现场安全防护标准
DBJ01/83-2003
9
建设工程项目管理规范
GB/T50326-2006
10
北京市建筑工程施工安全操作规程
DBJ01-62-2002
11
北京市关于吊篮的规定
12
工具式脚手架操作规程
13
北京市住建委2009年第841号文件
3.2工艺计算
最大件设备按2T计算,吊装工作绳为2根、导向滑轮为2个时,牵引绳跑头所需拉力:
G=m·g·&
(式中&表示滑轮组牵引绳拉力
综合系数,此时取值为0.549)
=2000*9.8*0.549/1000
=10.76KN
由《高处作业吊篮》GB19155-2003知,竖直方向静力荷载为:
(式中f1表示应力集中系数1.10
f2表示动载荷1.25
综合系数,此时取值为0.549)
Fy=F载重×f1×f2
=10.76×1.10×1.25=14.795KN
单侧受荷:
F单y=Fy/2=14.795/2=7.3975KN
第四章实际应用与效益分析
4.1采用固定“悬臂吊杆”与塔吊和施工梯之间比较有如下优点:
4.1.1不受制于塔吊或施工梯使用时间影响,随时来材料都可以吊运;从工期角度,加快了机电专业的施工进度;
4.1.2减少了材料在首层场地的放置时间,提高了首层场地的利用率;
4.1.3可适合机电专业的各种材料设备的吊装,如风管、消声器、风机、空调机组、水泵、电线、电缆、母线等等;
4.1.4减少了人工倒运材料而造成的人工费用;
4.1.5在进度保证的情况下,也为质量保证提供了充裕的时间。
4.2应用与效益分析
由我单位施工的通风空调采暖专业,仅地上部分的大型材料有空调机组114台,共计290段;消声器、消声弯头、消声静压箱共计1021台;风机213台;空调风管12万平米、保温材料4000余立方;板换机组14台;水泵21台、定压装置12台等及其他附属设备若干;
通过该悬臂吊杆设置,解决了最突出的运输问题;保障了现场紧张的施工工期,同时保证了过程施工的质量问题,创造的效益与节约的间接成本在100万元以上,并得到总包及业主的一致赞誉。
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