建筑工程垂直运输机械.docx
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建筑工程垂直运输机械
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第6页共285页1.1塔式起重机御府三号住宅小区3#楼
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建筑工程垂直运输机械
本工程有塔吊、混凝土输送泵、提升龙门架、中小型机械设备若干,要消除机械伤害事故,重视机械的安全使用是十分重要的。
机械在使用中应严格遵守安全操作规程。
重点考虑三大机械:
塔吊、提升龙门架、施工电梯和吊蓝。
1.1.塔式起重机
塔式起重机(简称塔吊),在建筑施工中已经得到广泛的应用,成为建筑安装施工中不可缺少的建筑机械。
由于塔吊的起重臂与塔身可成相互垂直的外形,故可把起重机靠近施工的建筑物安装,塔吊的有效工作幅度优越于履带、轮胎式起重机,其工作高度可达100—160m。
塔吊优于其他起重机械,再加上其操作方便、变幅简单等特点,是今后建筑业的起重、运输、吊装作业的主导机械。
1.1.1.塔吊分类
1.1.1.1.按工作方法分类。
1.1.1.1.1.固定式塔吊:
塔身不移动,工作范围靠塔臂的转动和小车变幅完成,多用于高层建筑、构筑物、高炉安装工程。
1.1.1.1.2.运行式塔吊:
可由一个工作地点移到另一工作地点,如轨道式塔吊,可以带负荷运行,在建筑群中使用可以不用拆卸、通过轨道直接开进新的工程幢号施工。
1.1.1.2.按旋转方式分类。
1.1.1.2.1.上旋式:
塔身上旋转,在塔顶上安装可旋转的起重臂。
1.1.1.2.2.下旋式:
塔身与起重臂共同旋转。
这种塔吊的起重臂与塔顶固定,平衡重和旋转支承装置布置在塔身下部。
1.1.1.3.按起重性能分类。
轻型塔吊:
起重量在0.5~3t,适用于五层以下砖混结构施工。
1.1.1.3.1.中型塔吊:
起重量在3~15t,适用于工业建筑综合吊装和高层建筑施工。
1.1.1.3.2.重型塔吊:
适用于多层工业厂房以及高炉设备安装。
1.1.2.基本参数
起重机的基本参数有6项:
即起重力矩、起重量、最大起重量、工作幅度、起升高度和轨距,其中起重力矩确定为主要参数。
1.1.2.1.起重力矩(t·m)。
起重力矩是衡量塔吊起重能力的主要参数。
选用塔吊,不仅考虑起重量,而且还应考虑工作幅度。
即:
起重力矩=起重量X工作幅度
1.1.2.2.起重量(t)起重量是以起重吊钩上所悬挂的索具与重物的重量之和计算的。
1.1.2.2.1.关于起重量应考虑有两层含义:
其一是最大工作幅度时的起重量、最大额定起重量。
在选择机型时,应按其说明书使用。
因动臂式塔吊的工作幅度有限制范围,所以若以力矩值除以工作幅度,反算所得值并不准确。
1.1.2.2.2.工作幅度。
工作幅度也称回转半径,是起重吊钩中心到塔吊回转中心线之间的水平距离(m),它是以建筑物尺寸和施工工艺的要求而确定的。
1.1.2.2.3.起升高度。
起升高度是在最大工作幅度时,吊钩中心线至轨顶面(轮胎式、履带式至地面)的垂直距离(m),该值的确定是以建筑物尺寸和施工工艺的要求而确定的。
(5)轨距。
轨距值(m)是根据塔吊的整体稳定性和经济效果而定的。
1.1.2.3.技术性能
1.1.2.3.1.按照关系式:
起重力矩=起重量X工作幅度。
那么,当起重力矩确定后:
①已知起重量即可求出工作幅度;②已知工作幅度即可求出起重量。
1.1.2.4.小车运行式变幅塔吊,以QTZ一200型自升塔吊为例说明。
此种塔吊是一种采用小车变幅、爬升套架、塔身接高的三用自升式塔吊。
这种塔吊通过更换或增加一些辅助装置,可分别用作轨道式塔吊、附着式塔吊、固定式塔吊。
此种塔吊采用液压顶升系统,塔身可随建筑物升高而升高,司机室设在塔最上部,视野开阔。
1.1.2.4.1.主要结构。
金属结构包括底架、塔身、顶升套架、顶底及过渡节、转台、起重臂、平衡臂、塔帽、附着装置等部件。
1.1.2.4.2.塔身。
它是由第一节、第二节、4个增强节和22个标准节构成。
每节高2.5m。
轨道式其臂根铰点最大高度55.396m,增加附着后可达80.396m。
1.1.2.4.3.每台塔机配三套附着装置,其安装间隔,不同塔吊间隔也不同。
QTZ一200塔吊规定间隔一般在16~20m,最下一道附着装置,距塔身底架不大于60m(轨道式最大臂根铰点高度55m)。
各道附着装置的撑杆应交错布置,附着框架要固定牢靠,用高标号砂浆灌实,不许有任何滑动。
1.1.2.4.4.附着是为减小塔身的自由高度,改善塔身的受力情况,提高塔吊的使用高度而增加的受力装置。
主要是把塔身的水平分力,通过此装置传递给建筑结构部分,附着点的位置和作法,要在施工组织设计中予以考虑。
1.1.2.4.5.起重臂。
此种塔吊不同于动臂式塔吊,起重臂为受弯构件,其断面呈空间三角形或四边形,载重小车沿起重臂移动实现变幅(回转半径的变化),起重臂的下弦杆安装有小车轨道。
1.1.2.4.6.平衡臂。
全长20m,平衡重由4个平衡重块、8个悬接体组成,且有8个滚轮和牵引机构。
移动平衡重的位置,以改善塔身所受的弯矩,增加塔吊的稳定性。
1.1.2.4.7.顶升套架。
顶升套架是用无缝钢管焊成的格构形桁架,其一侧开有门洞,并有引进轨道和摆渡小车,供引进塔身标准节用。
1.1.2.4.8.过渡节。
顶升套架以上是过渡节及回转机构,塔身增高时,由过渡节承座架承受以上全部结构重量,通过定位销固定在塔身上,然后引进接高塔身的标准节。
1.1.2.5.工作机构和安全装置:
1.1.2.5.1.行走机构。
大车行走机构由底架、4个支腿和4个台车组成。
轨道端头附近设行程限位开关。
1.1.2.5.2.起升机构。
起升卷扬机由两台45kW电机驱动,起升卷扬机上装有吊钩上升限位器。
1.1.2.5.3.变幅机构。
起重臂根部和头部装有缓冲块和限位开关,以限定载重小车行程。
1.1.2.5.4.回转机构。
它由两台5kW电机驱动。
塔帽回转设有手动液压制动机构,防止起重臂定位后因大风吹动臂杆,影响就位。
1.1.2.5.5.平衡重牵引。
平衡重牵引是由3kW电机驱动,平衡臂的两端设有缓冲块和限位开关。
1.1.2.5.6.顶升液压系统。
1.1.2.6.基础
1.1.2.6.1.QTZ一200塔吊有轨道式和固定式两种,地耐力要求20t/m2。
1.1.2.6.1.1.轨道式基础。
轨距6.5m,两端设止档和行程极限拨杆。
1.1.2.6.1.2.固定式基础。
按说明书配筋,浇混凝土。
1.1.2.7.安全操作注意事项
1.1.2.7.1.1.塔吊司机和信号人员,必须经专门培训持证上岗。
1.1.2.7.1.2.实行专人专机管理,机长负责制,严格交接班制度。
1.1.2.7.1.3.新安装的或经大修后的塔吊,必须按说明书要求进行整机试运转。
1.1.2.7.1.4.塔吊距架空输电线路应保持安全距离。
1.1.2.7.1.5.司机室内应配备适用的灭火器材。
1.1.2.7.1.6.提升重物前,要确认重物的真实重量,要做到不超过规定的荷载,不得超载作业。
1.1.2.7.1.7.两台塔吊在同一条轨道作业时,应保持安全距离。
两台同样高度的塔吊,其起重臂端部之间,应大于4m。
两台塔吊同时作业,其吊物间距不得小于2m。
1.1.2.7.1.8.轨道行走的塔吊,处于90°弯道上,禁止起吊重物。
1.1.2.7.1.9.操作中遇大风(六级以上)等恶劣气候,应停止作业,将吊钩升起,夹好轨钳。
当风力达十级以上时,吊钩落下钩住轨道,并在塔身结构架上拉四根钢丝绳,固定在附近的建筑物上。
1.1.2.7.1.10.当前,在施工现场用于垂直运输的机械主要有3种:
塔式起重机、龙门架(井字架)物料提升机和外用电梯。
1.1.3.塔吊的安装
1.1.3.1.作业前,必须由专业安装单位编制安全技术措施。
1.1.3.2.施工作业人员必须熟悉塔机结构状况及安装程序,并持有上岗证.
1.1.3.3.塔机安装时应设专人指挥,作业人员听从指挥。
注意力集中、精心操作,做好安全保护措施。
同时不准非操作人员进入安装施工区。
1.1.3.4.路基处理必须按塔机说明书要求,路基施工应进行检验,试验报告必须真实。
1.1.3.5.塔吊安装地锚必须符合塔机要求埋设部位、深度、方法,埋设牢固、安全、可靠。
1.1.3.6.吊装用的钢丝绳索、卡环必须匹配,陈旧按更新标准及时更换.
1.1.3.7.液压顶升系统部位管接头必须紧固严密,电缆、电线的绝缘必须良好,各行程开关动作灵敏可靠。
1.1.3.8.塔机安全防护装置超载限制器、变幅限位,旋转限位、吊钢保险,超高限位、轨道的变幅限位和行走限位等安全装置必须齐全、灵敏、可靠。
按地装置必须符合要求,经测试电阻值不得大于4Ω。
1.1.3.9.高空作业人员必须佩带工具袋,妥善保管好所使用的工具和安装螺栓、轴销等,防止高空掉落伤人。
1.1.3.10.不宜高空作业的高血压、心脏病、癔病等患者和饮酒后人员不得进行高空作业。
1.1.3.11.塔吊安装后必须进行工运转,检查各部位的紧固和间隙,并填写各种安装记录表,检查合格后方准投入使用.
1.1.4.塔机运行
1.1.4.1.作业前查阅安装检查验收记录和塔机结构、性能、特点。
1.1.4.2.必须坚持持有效上岗证,无证人员不得上岗操作。
1.1.4.3.每班作业前检查各种安全装置是否灵敏可靠,消除作业场所不安全因素或障碍物品。
1.1.4.4.坚持塔机安全操作要求,不违章超重、斜吊拉和吊运物体重量不清、地下埋设件,物体与其它粘连的物体。
1.1.4.5.塔机运行必须设经培训持有指挥上岗人员进行指挥。
起吊、旋转、变幅、行走服从指挥人员指挥的信号。
操作者除随时注意指挥号(手、旗、哨语),还应注意观察所吊物件体积和重量,塔吊是否能承受,当不清时应停机查清后起吊,起吊过程中随时注意是否有倾斜、滑落等情况。
以防因指挥有误而发生意外。
1.1.4.6.遇有六级以上大风或大雨等天气浓雾应停机作业,且将吊钩上的物件落下,吊臂应顺风方向停放。
1.1.4.7.对指挥人员发出信号不清或判断有误时,应暂不动作,待指挥人员重新发出正确信号后运作。
1.1.4.8.下班时应将开关钮置于“ON”(OFF)位,并拉掉总电源。
1.1.4.9.作业人员每班记录塔机运行履历表。
1.1.5.塔机拆除
1.1.5.1.拆卸前应按照出厂有关规定,编制拆卸作业方法、质量要求和安全技术措施,经专业技术负责人审批后,作为拆卸作业技术方案,并向全体作业人员交底。
拆除原则上应由原安装单位进行,更换拆除单位施工工作人员应熟知塔机结构和程序。
1.1.5.2.塔机拆除应有专人指挥,操作人员听从指挥人员指挥,操作时注意力集中,精心操作。
且做好安全保护措施,拆卸人员在进入工作现场时,应穿戴安全保护用品,高处作业时应系好安全带,严格按照操作规程操作,防止处理不当而造成事故。
1.1.5.3.拆卸作业应在白天进行,当遇大风、浓雾和雨雪等恶劣天气时应停止施工。
1.1.5.4.塔机拆除当检查各部件紧固可靠情况。
折除的程序与安装相反程序进行。
拆除部件利用塔机起重绳索向下转运,严禁向下抛掷。
1.1.5.5.行走式塔机放倒使用操作控制的反转放倒,禁止采用停电的方式使塔身自然放倒。
1.1.5.6.作业人员保管好使用的工具,拆除螺栓,销轴等,且及时向下传送。
1.1.5.7.与安装相同不宜操作人员不得从事高空作业。
1.1.5.8.做好拆除记录。
1.1.5.9.在拆卸过程中发现部件损坏或其他原因不能拆除时,必须立即通知专业技术负责人,在另行制订可靠的拆卸方案后方可继续进行拆除。
1.1.6.统一要求
1.1.6.1.塔吊司机定期进行身体检查,凡有不适合登高作业的疾病者,不得担任司机。
1.1.6.2.三大机械配有足够的司机,以适应二班或三班制施工的需要。
1.1.6.3.塔吊运作时设专人指挥。
司机和指挥人员持证上岗。
1.1.6.4.执行上班检查、定期保养、定期小、中、大修制度,不允许带病运转。
1.1.6.5.塔吊、输送泵的管道、提升井架要按机械说明要求,预埋铁件固定在建筑物上,并应牢固稳定。
1.1.6.6.塔吊按要求设置防雷装置,接地要符合要求。
1.1.6.7.塔吊如遇六级以上大风、暴雨、浓雾、雷暴要停止运作。
严禁司机酒后上岗。
1.1.7.塔吊安全使用
1.1.7.1.塔吊运转、顶升必须严格遵守塔吊安全操作规程,严禁违章作业。
1.1.7.2.吊高限位器、力矩限位器必须灵活可靠,吊钩、钢丝绳保险装置应完整有效。
零部件齐全,滑润系统正常。
电缆、电线无破损或外裸,不脱钩、无松绳现象。
零星、细碎物资应有不致漏出的容器盛装。
起吊后应在立地3m左右高度观察吊物正常后才继续起吊,并作水平转动动作,吊重之下不得站人。
1.1.7.3.塔吊安装完毕,经市劳动局有关部门验收合格后方可正式投入使用。
1.1.7.4.吊车信号指挥工必须经培训考试合格持证上岗,严格执行以下“十不吊”的规定:
①被吊物超过机械性能允许范围;②信号不明;③吊物下方有人;④吊物上站人;⑤埋在地下物;⑥斜拉、斜牵、斜吊;⑦散物捆扎不牢;⑧零散/小物件无容器;⑨吊物重量不明,吊索具不符合规定;⑩六级以上强风。
1.1.7.5.塔吊的安装、拆卸及防倾覆的措施
混凝土基础的要求:
混凝土强度等级不小于C30;基础表面平整度允许偏差为1/1000;基础断面、钢筋埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺都应符合出厂说明书的要求;基础应在验收合格后方可进行塔吊安装作业,基础周边修筑边坡和排水设施。
1.1.7.5.1.塔吊的安装
1.1.7.5.1.1.塔吊安装前要编写安装作业方案,提出安装质量要求和相应地安全技术措施,该方案专业技术负责人批准审批后向全体安装人员做明确交底。
1.1.7.5.1.2.安装时应将大车行走缓冲止挡器和限位开关碰块安装牢固可靠,并将各部分栏杆、平台、扶手、护圈等安全防护装置装齐,安装过程中必须分阶段进行技术检验,整机安装完毕后,应进行整机技术检验和调整,各机构动作应正确、平稳、无异响,制动可靠,各安全装置应灵敏有效。
1.1.7.5.1.3.在无荷载的情况下塔身和基础平面的垂直度允许偏差为4/1000,经分阶段及整机检验合格后,应填写检验记录,经项目机电负责人和专业技术负责人审查签证后,方可交付使用。
1.1.7.5.2.塔吊的防倾覆
1.1.7.5.2.1.安装和拆卸严格安装操作规程进行,防止因操作不当而造成倾覆。
1.1.7.5.2.2.塔吊升降设有专人指挥,并在白天进行,风力在4级以上时不得进行升降作业,在作业时风力突然达到4级时应停止作业。
塔吊在建筑物的附着点的受力强度应满足设计要求,作业过程中经常检查锚固点是否松动或其他异常现象,故障未排除不得进行作业,作业中,操作人员临时离开操纵室时必须切断电源。
1.1.8.塔吊的避雷
1.1.8.1.镀锌角钢,针尖采用直径16镀锌圆钢磨尖,安装长度高于塔帽1米。
1.1.8.2.保护接地与塔吊连接:
在塔基底座上焊一只M12的螺栓,保护接地线一端固定在螺栓上,一端固定在开关箱箱内保护接地端子板上。
该线直径与塔吊进线同截面。
1.2.塔吊施工方案示例
1.2.1.工程概况
1.2.2.工程概况
xx市药品监督管理局职工住宅(A1、A2、A3幢)建设工程位于xx市南片开发区,为xx市药品监督管理局职工全额集资住宅楼。
设计单位为xx省xx市设计研究院。
某集团“某大厦”工程位于某路741号院内,建筑面积15799m2,主体部分A区18层,B区11层,距地面最大高度为63.65米,建筑物外围尺寸为77.92m×22.85m。
1.2.3.塔吊型号、数量的选择:
塔式起重机主要用于结构施工中的水平垂直运输,特别是钢筋、模板的运输。
根据本工程的具体情况,它要满足以下要求:
1.2.3.1.钢筋砼结构顶标高为+51.000m,局部达到57.300m,要求塔式起重机吊臂服务高度至少要达到55m左右
1.2.3.2.本工程的钢筋、模板及各种构件的垂直运输量大,东西向跨度大,达到75m,工期较紧,塔式起重机的服务覆盖半径要广,提高功效,满足工期要求。
1.2.3.3.选用的塔式起重机使用费用应经济合理有利于降低工程成本。
根据工程具体情况及考虑各方面的因素,塔吊选用型号为QTZ63G的塔吊,该塔吊机械性能如下表:
名称
倍率
速度
m/mim
t
Kw
起升
2
快速
100
0.97
22
中速
51.8
1.9
4
快速
50
1.94
中速
26
3.8
变幅
最大幅度:
50m最小幅度:
2m
行走机构
速度
22.4米/分
该型号塔吊机械参数(固定在基础上未附着时对基础产生的荷载最大)如下表:
塔吊类型
吊钩最大高度
基础所受载荷
工作状况
非工作状况
弯矩
剪力
重量
弯矩
剪力
重量
行走式
40.2m
t-m
t
t
t-m
t
t
145
5.2
120
210
10
108
注:
本工程塔吊采用固定使用并附墙。
1.2.4.塔吊周边环境
1.2.4.1.本工程北侧为Ⅰ标#楼,东侧为生活区及Ⅲ标,故将塔吊设置在
1.2.4.2.砼承台上砌井,井内净空4.6m×4.6m,井顶面高距承台顶面1.5m,井壁为240厚砖墙,用M5混合砂浆砌筑。
周边防护:
在距基坑边0.6m周围用Φ48×3.5设置两道护身栏杆,立杆间距3m,高自然地坪1.2m,埋深0.5m。
基坑上口边1m范围内严禁堆土、堆料和机具。
各施工人员严禁翻跃护身栏杆。
基坑施工期间设警示牌,夜间加设红色灯标志。
1.2.4.3.提供60KW的塔机专用电源。
1.2.4.4.建筑物的锚固点建筑物上的锚固点应提前选定,随工程进展适时埋放预埋件,预留螺栓空洞,为安装夹板提供方便。
根据塔吊附着安装的相关规定和现场实际情况,本工程在五层、十二层分别各安装一道附着,附着埋件采用塔吊出厂厂家提供的埋件,在各楼施工至相应部位时埋放预埋件。
注意:
根据不同的塔机对锚固点的不同技术要求,选定的方位应满足塔机的拉力要求,放射角度的要求。
两锚固点之间,锚固点与附着框之间应处在同一水平面上,这样附着杠就水平,两端的销轴就好安装。
1.3.塔吊的计算
7)承台配筋计算
①抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
计算公式如下:
式中:
MI---任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值;
a1---任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离;当墙体材料为混凝土时,取a1=b即取a1=1.70m;
Pmax---相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值,取126.47kN/m2;
P---相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值;
P=126.47×(3×1.60-1.70)/(3×1.60)=81.68kPa;
G---考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重,取1012.50kN/m2;
l---基础宽度,取l=5.00m;
a---塔身宽度,取a=1.60m;
a'---截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。
经过计算得MI=1.702×[(2×5.00+1.60)×(126.47+81.68-2×1012.50/5.002)
+(126.47-81.68)×5.00]/12=409.15kN.m。
②配筋面积计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.7.2条。
公式如下:
式中,αl---当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,取为0.94,期间按线性内插法确定,取αl=1.04;
fc---混凝土抗压强度设计值,查表得fc=14.30kN/m2;
ho---承台的计算高度,ho=1.30m。
经过计算得:
αs=409.15×106/(1.04×14.30×5.00×103×(1.30×103)2)=0.003;
ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003;
γs=1-0.003/2=0.998;
As=409.15×106/(0.998×1.30×300.00)=1050.81mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
5000.00×1350.00×0.15%=10125.00mm2。
结合塔吊产品说明书,基础配筋为Φ22@200(Ⅲ级钢)双层双向,此配筋率大于最小配筋,因此按厂家说明要求进行配筋可满足要求。
3.2.2QTZ5513基础承载力计算
塔吊型号:
QTZ5513,塔吊起升高度H=150.00m,
塔吊倾覆力矩M=800fkN.m,混凝土强度等级:
C35,
塔身宽度B=1.75fm,基础以上土的厚度D:
=0.00m,
自重F1=850fkN,基础承台厚度h=1.35m,
最大起重荷载F2=60fkN,基础承台宽度Bc=6.00m,
(1)自重计算
塔吊自重:
按安装高度为120m计算,QTZ5513塔吊自重为P=85t,基础按5.5×6×1.35计算,自重为G=5.5×6×1.35×2.5=111.375t。
(2)塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,F=304.30kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重:
G=1.2×(25.0×Bc×Bc
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