2011年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》輔導(dǎo):建筑施工安全技術(shù)(6)

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六、垂直運(yùn)輸機(jī)械
    當(dāng)前,在施工現(xiàn)場用于垂直運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械主要有3種:塔式起重機(jī)、龍門架(井字架)物料提升機(jī)和外用電梯。
    (一)塔式起重機(jī)
    塔式起重機(jī)(簡稱塔吊),在建筑施工中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,成為建筑安裝施工中不可缺少的建筑機(jī)械。
    由于塔吊的起重臂與塔身可成相互垂直的外形,故可把起重機(jī)靠近施工的建筑物安裝,塔吊的有效工作幅度優(yōu)越于履帶、輪胎式起重機(jī),其工作高度可達(dá)100-160m.塔吊優(yōu)于其他起重機(jī)械,再加上其操作方便、變幅簡單等特點(diǎn),是今后建筑業(yè)的起重、運(yùn)輸、吊裝作業(yè)的主導(dǎo)機(jī)械。
    1.塔吊分類
    (1)按工作方法分類。
    ①固定式塔吊:塔身不移動(dòng),工作范圍靠塔臂的轉(zhuǎn)動(dòng)和小車變幅完成,多用于高層建筑、構(gòu)筑物、高爐安裝工程。
    ②運(yùn)行式塔吊:可由一個(gè)工作地點(diǎn)移到另一工作地點(diǎn),如軌道式塔吊,可以帶負(fù)荷運(yùn)行,在建筑群中使用可以不用拆卸、通過軌道直接開進(jìn)新的工程幢號(hào)施工。
    (2)按旋轉(zhuǎn)方式分類。
    ①上旋式:塔身上旋轉(zhuǎn),在塔頂上安裝可旋轉(zhuǎn)的起重臂。
    ②下旋式:塔身與起重臂共同旋轉(zhuǎn)。這種塔吊的起重臂與塔頂固定,平衡重和旋轉(zhuǎn)支承裝置布置在塔身下部。
    (3)按變幅方法分類。
    ①動(dòng)臂變幅:這種起重機(jī)變換工作半徑是依靠變化起重臂的角度來實(shí)現(xiàn)的。
    ②小車運(yùn)行變幅:這種起重機(jī)的起重臂仰角固定,不能上升、下降,工作半徑是依靠起重臂上的載重小車運(yùn)行來完成的。
    (4)按起重性能分類。
    ①輕型塔吊:起重量在0.5~3t,適用于五層以下磚混結(jié)構(gòu)施工。
    ②中型塔吊:起重量在3~15t,適用于工業(yè)建筑綜合吊裝和高層建筑施工。
    ③重型塔吊:適用于多層工業(yè)廠房以及高爐設(shè)備安裝。
    2.基本參數(shù)
    起重機(jī)的基本參數(shù)有6項(xiàng):即起重力矩、起重量、大起重量、工作幅度、起升高度和軌距,其中起重力矩確定為主要參數(shù)。
    (1)起重力矩(tom)。起重力矩是衡量塔吊起重能力的主要參數(shù)。選用塔吊,不僅考慮起重量,而且還應(yīng)考慮工作幅度。
    即:起重力矩=起重量X工作幅度
    (2)起重量(t)。起重量是以起重吊鉤上所懸掛的索具與重物的重量之和計(jì)算的。
    關(guān)于起重量應(yīng)考慮有兩層含義:其一是大工作幅度時(shí)的起重量、大額定起重量。在選擇機(jī)型時(shí),應(yīng)按其說明書使用。因動(dòng)臂式塔吊的工作幅度有限制范圍,所以若以力矩值除以工作幅度,反算所得值并不準(zhǔn)確。
    (3)工作幅度。工作幅度也稱回轉(zhuǎn)半徑,是起重吊鉤中心到塔吊回轉(zhuǎn)中心線之間的水平距離(m),它是以建筑物尺寸和施工工藝的要求而確定的。
    (4)起升高度。起升高度是在大工作幅度時(shí),吊鉤中心線至軌頂面(輪胎式、履帶式至地面)的垂直距離(m),該值的確定是以建筑物尺寸和施工工藝的要求而確定的。
    (5)軌距。軌距值(m)是根據(jù)塔吊的整體穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效果而定的。
    3.技術(shù)性能
    按照關(guān)系式:起重力矩=起重量X工作幅度。那么,當(dāng)起重力矩確定后: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。
    小車運(yùn)行式變幅塔吊,以QTZ一200型自升塔吊為例說明。此種塔吊是一種采用小車變幅、爬升套架、塔身接高的三用自升式塔吊。這種塔吊通過更換或增加一些輔助裝置,可分別用作軌道式塔吊、附著式塔吊、固定式塔吊。此種塔吊采用液壓頂升系統(tǒng),塔身可隨建筑物升高而升高,司機(jī)室設(shè)在塔上部,視野開闊。
    (1)主要結(jié)構(gòu)。金屬結(jié)構(gòu)包括底架、塔身、頂升套架、頂?shù)准斑^渡節(jié)、轉(zhuǎn)臺(tái)、起重臂、平衡臂、塔帽、附著裝置等部件。
    ①塔身。它是由第一節(jié)、第二節(jié)、4個(gè)增強(qiáng)節(jié)和22個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)構(gòu)成。每節(jié)高2.5m.軌道式其臂根鉸點(diǎn)大高度55.396m,增加附著后可達(dá)80.396m.
    每臺(tái)塔機(jī)配三套附著裝置,其安裝間隔,不同塔吊間隔也不同。QTZ一200塔吊規(guī)定間隔一般在16~20m,下一道附著裝置,距塔身底架不大于60m(軌道式大臂根鉸點(diǎn)高度55m)。各道附著裝置的撐桿應(yīng)交錯(cuò)布置,附著框架要固定牢靠,用高標(biāo)號(hào)砂漿灌實(shí),不許有任何滑動(dòng)。
    附著是為減小塔身的自由高度,改善塔身的受力情況,提高塔吊的使用高度而增加的受力裝置。主要是把塔身的水平分力,通過此裝置傳遞給建筑結(jié)構(gòu)部分,附著點(diǎn)的位置和作法,要在施工組織設(shè)計(jì)中予以考慮。
    ②起重臂。此種塔吊不同于動(dòng)臂式塔吊,起重臂為受彎構(gòu)件,其斷面呈空間三角形或四邊形,載重小車沿起重臂移動(dòng)實(shí)現(xiàn)變幅(回轉(zhuǎn)半徑的變化),起重臂的下弦桿安裝有小車軌道。
    ③平衡臂。全長20m,平衡重由4個(gè)平衡重塊、8個(gè)懸接體組成,且有8個(gè)滾輪和牽引機(jī)構(gòu)。移動(dòng)平衡重的位置,以改善塔身所受的彎矩,增加塔吊的穩(wěn)定性。
    ④頂升套架。頂升套架是用無縫鋼管焊成的格構(gòu)形桁架,其一側(cè)開有門洞,并有引進(jìn)軌道和擺渡小車,供引進(jìn)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用。
    ⑤過渡節(jié)。頂升套架以上是過渡節(jié)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),塔身增高時(shí),由過渡節(jié)承座架承受以上全部結(jié)構(gòu)重量,通過定位銷固定在塔身上,然后引進(jìn)接高塔身的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。
    (2)工作機(jī)構(gòu)和安全裝置:
    ①行走機(jī)構(gòu)。大車行走機(jī)構(gòu)由底架、4個(gè)支腿和4個(gè)臺(tái)車組成。軌道端頭附近設(shè)行程限位開關(guān)。
    ②起升機(jī)構(gòu)。起升卷揚(yáng)機(jī)由兩臺(tái)45kW電機(jī)驅(qū)動(dòng),起升卷揚(yáng)機(jī)上裝有吊鉤上升限位器。
    ③變幅機(jī)構(gòu)。起重臂根部和頭部裝有緩沖塊和限位開關(guān),以限定載重小車行程。
    ④回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。它由兩臺(tái)5kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)。塔帽回轉(zhuǎn)設(shè)有手動(dòng)液壓制動(dòng)機(jī)構(gòu),防止起重臂定位后因大風(fēng)吹動(dòng)臂桿,影響就位。
    ⑤平衡重牽引。平衡重牽引是由3kW電機(jī)驅(qū)動(dòng),平衡臂的兩端設(shè)有緩沖塊和限位開關(guān)。
    ⑥頂升液壓系統(tǒng)。
    (3)基礎(chǔ)。QTZ一200塔吊有軌道式和固定式兩種,地耐力要求20t/㎡.
    ①軌道式基礎(chǔ)。軌距6.m,兩端設(shè)止檔和行程極限撥桿。
    ②固定式基礎(chǔ)。按說明書配筋,澆混凝土。
    4.安全操作注意事項(xiàng)
    (1)塔吊司機(jī)和信號(hào)人員,必須經(jīng)專門培訓(xùn)持證上崗。
    (2)實(shí)行專人專機(jī)管理,機(jī)長負(fù)責(zé)制,嚴(yán)格交接班制度。
    (3)新安裝的或經(jīng)大修后的塔吊,必須按說明書要求進(jìn)行整機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)。
    (4)塔吊距架空輸電線路應(yīng)保持安全距離。
    (5)司機(jī)室內(nèi)應(yīng)配備適用的滅火器材。
    (6)提升重物前,要確認(rèn)重物的真實(shí)重量,要做到不超過規(guī)定的荷載,不得超載作業(yè)。
    (7)兩臺(tái)塔吊在同一條軌道作業(yè)時(shí),應(yīng)保持安全距離。
    兩臺(tái)同樣高度的塔吊,其起重臂端部之間,應(yīng)大于4m.兩臺(tái)塔吊同時(shí)作業(yè),其吊物間距不得小于2m.
    (8)軌道行走的塔吊,處于90°彎道上,禁止起吊重物。
    (9)操作中遇大風(fēng)(六級(jí)以上)等惡劣氣候,應(yīng)停止作業(yè),將吊鉤升起,夾好軌鉗。當(dāng)風(fēng)力達(dá)十級(jí)以上時(shí),吊鉤落下鉤住軌道,并在塔身結(jié)構(gòu)架上拉四根鋼絲繩,固定在附近的建筑物上。
    (二)龍門架、井字架物料提升機(jī)
    龍門架、井字架都是用做施工中的物料垂直運(yùn)輸。龍門架、井字架是因架體的外形結(jié)構(gòu)而得名。
    龍門架由天梁及兩立柱組成,形如門框;井架由四邊的桿件組成,形如“井”字的截面架體,提升貨物的吊籃在架體中間上下運(yùn)行。
    龍門架、井字架物料升降機(jī)在現(xiàn)場使用,也應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案。
    1.構(gòu)造
    升降機(jī)架體的主要構(gòu)件有立柱、天梁、上料吊籃、導(dǎo)軌及底盤。架體的固定方法可采用在架體上拴纜風(fēng)繩,其另一端固定在地錨處;或沿架體每隔一定高度,設(shè)一道附墻桿件;與建筑物的結(jié)構(gòu)部位連接牢固,從而保持架體的穩(wěn)定。
    2.安全防護(hù)裝置
    (1)停靠裝置:吊籃到位??亢螅?dāng)工人進(jìn)入吊籃內(nèi)作業(yè)時(shí),由于卷揚(yáng)機(jī)抱閘失靈或鋼絲繩突然斷裂,吊籃不會(huì)墜落以保人員安全。
    (2)斷繩保護(hù)裝置:當(dāng)鋼絲繩突然斷開時(shí),此裝置即彈出,兩端將吊籃卡在架體上,使吊籃不墜落。
    (3)吊籃安全門:即當(dāng)?shù)趸@落地時(shí),安全門自動(dòng)開啟,吊籃上升時(shí),安全門自行關(guān)閉。
    (4)樓層口??繖跅U:升降機(jī)與各層進(jìn)料口的結(jié)合處搭設(shè)了運(yùn)料通道,通道處應(yīng)設(shè)防護(hù)欄桿。
    (5)上料口防護(hù)棚:升降機(jī)地面進(jìn)料口搭設(shè)的防護(hù)棚。
    (6)超高限位裝置:防止吊籃失控上升與天梁碰撞的裝置。
    (7)下極限限位裝置:主要用于高架升降機(jī),為防止吊籠下行時(shí)不停機(jī),壓迫緩沖裝置造成事故。
    (8)超載限位器:為防止裝料過多而設(shè)置。
    (9)通訊裝置:升降時(shí)聯(lián)絡(luò)信號(hào)。
    3.基礎(chǔ)、附墻架、纜風(fēng)繩及地錨
    (1)基礎(chǔ):依據(jù)升降機(jī)的類型及土質(zhì)情況確定基礎(chǔ)的做法。
    (2)附墻架:每間隔一定高度必須設(shè)一道附墻桿件與建筑結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行連接,從而確保架體的自身穩(wěn)定。
    (3)纜風(fēng)繩:當(dāng)升降機(jī)無條件設(shè)置附墻架時(shí),應(yīng)采用纜風(fēng)繩固定架體。
    第一道纜風(fēng)繩的位置可以設(shè)置在距地面20m高處,架體高度超過20m以上,每增高10m就要增加一組纜風(fēng)繩;
    每組(或每道)纜風(fēng)繩不應(yīng)少于4根,沿架體平面360°范圍內(nèi)布局;按照纜風(fēng)繩的受力情況應(yīng)采用直徑不小于9.3mm的鋼絲繩。
    (4)地錨:要視其土質(zhì)情況,決定地錨的形式和作法。
    4.安裝與拆除
    龍門架、井字架物料提升機(jī)的安裝與拆除必須編制專項(xiàng)施工方案。并應(yīng)由有資質(zhì)的隊(duì)伍施工。
    (1)升降機(jī)應(yīng)有專職機(jī)構(gòu)和專職人員管理。司機(jī)應(yīng)經(jīng)專業(yè)培訓(xùn),持證上崗。
    (2)組裝后應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收,并進(jìn)行空載、動(dòng)載和超載試驗(yàn)。
    (3)嚴(yán)禁載人升降和禁止攀登架體及從架體下面穿越。
    (三)外用電梯
    建筑施工外用電梯又稱附壁式升降機(jī),是一種垂直井架(立柱)導(dǎo)軌式外用籠式電梯。主要用于工業(yè)、民用高層建筑的施工,橋梁、礦井、水塔的高層物料和人員的垂直運(yùn)輸。
    升降機(jī)的構(gòu)造原理是將運(yùn)載梯籠和平衡重之間,用鋼絲繩懸掛在立柱頂端的定滑輪上,立柱與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性連接。梯籠內(nèi)以電力驅(qū)動(dòng)齒輪,憑借立柱上固定齒條的反作用力,梯籠沿立柱導(dǎo)軌作垂直運(yùn)動(dòng)。
    外用電梯由于結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,拆裝方便,不用另設(shè)機(jī)房,應(yīng)用較廣泛。其立柱制成一定長度的標(biāo)準(zhǔn)節(jié),上下各節(jié)可以互換,根據(jù)需要的高度到施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝,一般架設(shè)高度可達(dá)100m,用于超高層建筑施工時(shí)可達(dá)200m.電梯可借助本身安裝在頂部的電動(dòng)吊桿組裝,也可利用施工現(xiàn)場的塔吊等起重設(shè)備組裝。另外梯籠和平衡重的對稱布置,故傾覆力矩很小,立柱又通過附壁架與建筑結(jié)構(gòu)牢固連接(不需纜風(fēng)繩),所以受力合理可靠。為保證使用安全,外用電梯本身設(shè)置了必要的安全裝置,這些裝置應(yīng)該經(jīng)常保持良好狀態(tài),防止意外事故。