2．3．1．垂直运输机械

垂直运输设施指担负垂直输送材料和施工人员上下的机械设备和设施。目前常用的垂直运输机械有塔吊、井字架、龙门架、建筑施工电梯等。

一．塔式起重机

塔式起重机的起重臂安装在塔身上部，起重高度和工作幅度都较大，适用于多层和高层的工业与民用建筑的结构安装。

塔式起重机按起重能力大小可分为轻型塔式起重机，起重量为0.5～3t，一般用于六层以下民用建筑施工；中型塔式起重机，起重量为3～15t，适用于一般工业建筑与高层民用建筑施工，重型塔式起重机起重量为20～40t，一般用于重工业厂房的施工和高炉等设备的吊装。

(一)按塔式起重机使用架设的方式，即固定式、附着式、轨道式和爬升式。如图2-48所

示。各型起重机的特点见表2-12。

(二)按塔式起重机结构与性能特点分为两大类，即一般塔式起重机与自升式塔式起重机。

一般塔式起重机的塔身高度是固定的；而自升式塔式起重机随着建筑物的增高，可利用液压顶升系统而逐步自行接高塔身。如图2-50所示。

二．龙门架、井字架 (一)井字架

井字架是施工中最常用的、亦为最简便的垂直运输设施。它稳定性好，运输量大。除用型钢或钢管加工的定型井架之外，还可用脚手架材料搭设而成。井架起重能力一般为1～3t，提升高度一般在60m以内，在采取措施后，亦可搭设得更高。 井架多为单孔井架，但也可构成两孔或多孔井架。井架内设吊盘(也可在吊盘下加设混凝土料斗)，两孔或三孔井架可分别设吊盘或料斗，以满足同时运输多种材料的需要。井字架上还可设小型拔杆，供吊运长度较大的构件，其起重量为0.5～1.5t，工作幅度可达lOm。为保证井架的稳定性，必须设置缆风绳或附墙拉结。图2-51是用角钢搭设的井架构造图。

(二)龙门架

龙门架是由二立柱及天轮梁(横梁)构成。在龙门架上装设滑轮、导轨、吊盘(上料平台)，安全装置以及起重索，缆风绳等，即构成一个完整的垂直运输体系(图2-52)。龙门架构造简单，制作容易，用材少，装拆方便，起重能力一般在2t以内，提升高度一般为40m以内，适用于中小型工程。

龙门架一般单独设置。有外脚手架时，可设在脚手架的外侧或转角部位，其稳定靠拉设缆风绳解决，亦可设在外脚手架的中间，用拉杆将龙门架的立柱与脚手架拉结起来，以确保龙门架和脚手架的稳定，但在垂直于脚手架的方向仍需设置缆风绳并设置附墙拉结。与龙门架相接的脚手架加设必要的剪刀撑予以加强。

(三)井字架、龙门架安装和使用注意事项

井字架、龙门架必须立于可靠的地基和基座上，选择排水畅通之处。如地基土质不好，要加碎砖或碎石夯实，并做150mm厚C15混凝土垫层，立柱底部应设底座和50×200mm的垫木。井字架、龙门架高度在12～15m以下时设一道缆风绳，15m以上每增高5～lOm增设一道。井字架每道不少于4根，龙门架每道不少于6根。缆风绳宜用7～9mm的钢丝绳，与地面成45‘夹角。井字架杆件安装要准确，结合要牢固，垂直度偏差不得超过总高度的1/600。导轨垂直度及间距尺寸的偏差，不得大于±lOmm。

在雷雨季节，井字架、龙门架架高超过30m时，应装设避雷电装置，没有装设避雷电装置时，在雷雨天气应暂停使用。井字架、龙门架自地面5m以上的四周(出料口除外)应使用安全网或其他遮挡材料(竹笆、篷布等)进行封闭，避免吊盘上材料坠落伤人。卷扬机司机操作观察吊盘升降的一面只能使用安全网。必须采用限位自停措施，以防止吊盘上升的时候“冒顶”。吊盘应有可靠的安全装置，防止吊盘在运行中和停车装卸料时发生卷扬机制动失灵而跌落等事故。吊盘不得长时间悬于架中，应及时落至地面。吊盘内不要装长杆件材料和零乱堆放的材料，以免材料坠落或长杆材料卡住井架酿成事故。吊盘内的材料应居中放置，避免载重偏在一边。 应设置安全的卷扬机作业棚。卷扬机的位置应符合以下要求：

(1)不受场内运输和其他现场作业的干扰；

(2)不设在起重机械工作幅度之内，以免吊物坠落伤人；

(3)卷扬机司机能清楚地观察吊盘的升降情况。

卷扬机设备、轨道、锚碇，钢丝绳和安全装置等应经常检查保养，发现问题及时加以解决，不得在有问题的情况下继续使用。应经常检查井架的杆件是否发生变形和连接松动情况。经常观察有否发生地基不均匀沉降情况，并及时解决。

二．施工电梯

目前在高层建筑施工中常采用人货两用的建筑施工电梯，其吊笼装在井架外侧，沿齿条式轨道升降，附着在外墙或建筑物其他结构上，可载重货物1.0～1.2t，亦可乘12～15人。其高度随着建筑物主体结构施工而接高，可达100m以上。如图2-53所示。它特别适用于高层建筑，也可用于高大建筑物、多层厂房和一般楼房施工中的垂直运输。

建筑施工电梯安装前先作好混凝土基础，混凝土基础上预埋锚固螺栓或者预留固定螺栓孔以固定底笼。其安装过程大致为；将部件运至安装地点→装底笼和二层标准节→装梯笼→接高标准节并随设附墙支撑→安平衡箱。电梯的安装应按所用电梯的安装说明书的程序和要求进行，拆卸程序与安装时相反。

使用电梯时，司机必须熟悉电梯的结构、原理、性能、运行特点和操作规程，严禁超载，防止偏重，班前和架设时均应进行电动机制动效果的检查(点动1m高度，停2min，吊笼无下滑现象)，坚持执行定期技术检查和润滑的制度，司机开车时应思想集中，随时注意信号，遇事故和危险时立即停车。

2．3．2．混凝土浇筑机械

一．搅拌机

混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类(图2-54)。

自落式搅拌机的搅拌筒内壁焊有弧形叶片，当搅拌筒绕水平轴旋转时，叶片不断将物料提升到一定高度，利用重力的作用，自由落下。由于各物料颗粒下落的时间、速度、落点和滚动距离不同，从而使物料颗粒达到混合的目的。自落式搅拌机宜于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土。JZ锥形反转出料搅拌机是自落式搅拌机中较好的一种，由于它的主副叶片分别与拌筒轴线成45°和40°夹角，故搅拌时叶片使物料作轴向窜动，所以搅拌运动比较强烈。它正转搅拌，反转出料，功率消耗大。这种搅拌机构造简单，重量轻，搅拌效率高，出料干净，维修保养方便。

强制式搅拌机利用运动着的叶片强迫物料颗粒朝环向、径向和竖向各个方面产生运动，使各物料均匀混合。强制式搅拌机作用比自落式强烈，宜于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。强制式搅拌机分立轴式和卧轴式，立轴式又分涡桨式和行星式。

我国规定混凝土搅拌机以其出料容量(m3)×1000标定规格，现行混凝土搅拌机的系列为：50、150、250、350、500、750、1000、1500和3000。

选择搅拌机时，要根据工程量大小、混凝土的坍落度、骨料尺寸等而定，既要满足技术上的要求，亦要考虑经济效果和节约能源。

二．振捣机械

混凝土振捣机械按其工作方式分为内部振动器、表面振动器、外部振动器和振动台等，

如图2-55所示。

1．内部振动器又称为插入式振动器，其工作部分是一棒状空心圆柱体，内部装有偏心振子，在电动机带动下高速转动而产生高频微幅的振动。多用于振实粱、柱、墙、厚板和大体积混凝土等厚大结构。

2．表面式振动器又称平板振动器，它由带偏心块的电动机和平板(木板或钢板)等组成。在混凝土表面进行振捣，适用于楼板、地面等薄型构件。

3．外部振动器又称附着式振动器，它通过螺栓或夹钳等固定在模板外部，是通过模板将振动传给混凝土拌合物，因而模板应有足够的刚度。它宜用于振捣断面小且钢筋密的构件。

4．振动台是混凝土制品厂中的固定生产设备，用于振捣预制构件。

三．混凝土泵

混凝土泵是一种有效的混凝土运输工具，它以泵为动力，沿管道输送混凝土，可以同

时完成水平和垂直运输，将混凝土直接运送至浇筑地点。混凝土泵具有输送能力大、速度快、效率高、节省人力、能连续作业等特点。因此，它已成为施工现场运输混凝土的一种重要方法。

混凝土泵根据驱动方式分为柱塞式混凝土泵和挤压式混凝土泵。柱塞式混凝土泵根据传动机构不同，又分为机械传动和液压传动两种，图2-56为液压柱塞式混凝土泵的工作原理图。它主要由料斗、液压缸和柱塞、混凝土缸、分配阀、Y形输送管、冲洗设备、液压系统和动力系统等组成。柱塞泵工作时，搅拌机卸出的或由混凝土搅拌运输车卸出的混凝土倒入料斗6，吸人端分配阀7移开，排出端分配阀8关闭，柱塞4在液压作用下，带动柱塞2左移，混凝土在自重及真空力作用下，进入混凝土缸1内。然后移开混凝土被压人管道9，将混凝土输送到浇筑地点。单缸混凝土泵的出料是脉冲式的，所以一般混凝土泵有两个混凝土缸并列交替进料和出料，通过Y形输料管9，送入同一管道使出料较为稳定。

挤压式混凝土泵的工作原理(图2-57)和挤牙膏的道理一样，在泵体内壁上粘贴一层橡胶垫3，借助两个作行星运动的滚轮5，挤压紧靠在橡胶衬垫上的混凝土挤压胶管6，将挤压胶管中混凝土挤入输送管道中。由于泵体内是密封的，内部保持真空状态，使被滚轮挤压后的挤压软管能恢复原状，随后又将混凝土从料斗中吸人压送软管中。如此反复进行，便可连续压送混凝土。挤压泵构造简单，使用寿命长、能逆运转，易于排除故障，管道内混凝土压力较小，其输送距离较柱塞泵小。

2．3．3．起重机械

起重机械是建筑施工中广泛采用的重要起重运输设备，它的合理选择与使用，对于减轻劳动强度、提高劳动生产率、加速工程进度、降低工程造价，起着十分重要的作用。

常用的起重机械，主要有桅杆式起重机、自行式起重机以及塔式起重机。塔式起重机又称塔吊，在前面已有介绍，这里不再赘叙。

一．桅杆式起重机

桅杆式起重机在结构安装工程中，使用得较为普遍。这类机械的特点是：制作简单、装

拆方便，能在比较狭窄的现场上使用；起重量较大，可达lOOt以上，并且不受电源的限制，无电源的地方，可用人工绞磨起吊；能安装其他起重机械不能安装的特殊工程和重大结构。但服务半径小，移动较困难，需要拉设较多的缆风绳，因而它适用于安装工程量比较集中的工程。桅杆式起重机可分为：独脚拔杆、人字拔杆、悬臂拔杆和牵缆式桅杆起重机。

(一)独脚拔杆

由拔杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚锭等组成，如图2-58(a)所示。可用木料或金属制造。适用于预制柱、梁和屋架等构件的吊装。

1．木独脚拔杆：常用一根圆木做成，圆木梢径200～320mm，起重高度一般在15m以

内，起重量在10t以下。

2．钢管独脚拔杆：起重量可达45t以上，起重高度可达30m。

3．金属格构式独脚拔杆：是由四根角钢和缀条组成。起重量可达lOOt以上，起重高

度可达75m。

(二)人字拔杆

人字拔杆由两根圆木或两根钢管或两根格构式截面的独脚拔杆，以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成，如图2-58(b)所示。人字拔杆起重量大，侧向稳定性较好，但构件起吊后活动范围小。可用于吊装重型柱等构件。

(三)悬臂拔杆

在独脚拔杆中部或2/3高处，装上一根起重杆，即成悬臂拔杆。如图2-58(c)所示。其特点是：有较大的起重高度和相应的工作幅度，悬臂起重杆能起伏和左右摆动。适合于吊装屋面板、檩条等屋面构件。

(四)牵缆式桅杆起重机

是在独脚拔杆的下端装一可以回转和起伏的起重臂，如图2-58(d)所示，它比独脚拔杆工作幅度大，而且机动灵活。用无缝钢管做成，起重量在10t左右时，拔杆高度可达25m，用于一般工业厂房构件的吊装，大型牵缆式桅杆起重机，拔杆和起重臂用格构式截面，起重量可达60t，起重高度达80m，用于重型工业厂房的吊装或高炉安装。

二．自行式起重机

自行式起重机可分为履带式起重机、汽车起重机与轮胎起重机。

自行式起重机的优点是灵活性大，移动方便，能为整个建筑工地服务。这类起重机的缺点是稳定性较小。

(一)履带式起重机

履带式起重机，如图2-59所示，是一种全回转起重机。由于履带的面积较大，故对地面的压强较低，行走时一般不超过0.2MPa，起重时不超过0.4MPa。因此，它可以在较为坎坷不平的松软地面行驶和工作(必要时可垫以路基箱)。是结构吊装工程中常用的机械之一。常用的履带式起重机的外形尺寸及技术性能见表2-13、2-14、2-15。 在选择履带式起重机时，主要考虑起重量Q、起重半径R、起重高度H。这三个参数Q、R、H是相互制约的。若起重量Q大，起重高度H也大，则起重半径R就会减小；若起重臂仰角

不变，起重臂长度增长，这时，起重高度H和起重半径R均会增加，而使起重量Q减小。

1．履带式起重机的稳定验算

作为施工技术人员来讲，对所使用的履带式起重机，为保证不发生倾覆事故，要特别注

意抗倾覆的稳定验算。要使计算的结果满足下列两个条件，方认为是稳定的。

a．当既考虑吊装荷载又考虑所有附加荷载时，其稳定性安全系数K1＝稳定力矩／倾覆力矩≥1．15。 b．当只考虑吊装荷载而不考虑附加荷载时，其稳定性安全系数K2＝稳定力矩／倾覆力

矩≥1．4。

为了简化计算，验算起重机稳定性时，一般不考虑附加荷载，由图2-60求得：

（2-32）

式中 G0——原机身平衡重；

G1——起重机身可转动部分的重量；

G2——起重机身不转动部分的重量；

G3——起重杆重量（约为起重机重量4％～7％）；

l0、l1、l2、l3——以上各部分的重心至倾履中心A点的相应距离；

R——工作幅度；

Q——起重量。

验算时，如不满足就采取增加配重等措施。

2．起重臂接长计算

当起重机的起重高度或工作幅度不足时，在起重臂的强度和稳定得到保证的前提下，可将起重臂接长，接长后的起重量量按图2-61计算。

根据力矩等量换算的原理得，

简化后得：

（2-33）

式中 R/——接长起重臂后的工作幅度：

G/——起重杆接长部分的重量。

其他符号同前。

当算得的Q/小于所吊构件重量时，必须用（2-32）公式进行稳定性验算，并采取相应措施解决。

(二)汽车式起重机

汽车起重机是一种自行式全回转起重机，起重机构安装在汽车底盘上。它具有行驶速度高、机动性能好的特点。缺点是吊重物时必须支腿，因而不能负荷行驶。它适用于构件装卸工作和结构的吊装作业。如图2-62所示。

(三)轮胎起重机

轮胎起重机是把起重机构装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的全回转起重机。轮胎起重机的特点是：行驶时不会损伤路面，行驶速度较快，稳定性较好，起重量较大，吊重物时一般需要支腿，否则起重量就大大减小。但不适合在松软或泥泞的地面工作。如图2-63所示。

四．起重机械的吊具及锚碇

(一)吊具的类型

吊具包括吊钩、钢丝夹头、卡环(卸甲)、吊索(千斤绳)、横吊梁等，是吊装时重要

的工具。

1．卡环(卸甲)

用于吊索之间或吊索与构件吊环之间的连接，如图2-64(b)所示。

2．吊索(千斤绳)

吊索根据形式不同，可分为环形吊索(万能索)和开口索，如图2-64(a)所示。

3．横吊梁(铁扁担)

为承受吊索对构件的轴向压力和减少起吊高度，可采用铁扁担，如图2-64(c)、(d)所示。

(二)锚碇的选择

锚碇又称地锚，用来固定缆风绳、卷扬机、导向滑车、拔杆的平衡绳索等。常用锚碇有桩式锚碇和水平锚碇两种：

1．桩式锚碇

桩式锚碇适用于固定受力不大的缆风绳。这种锚碇是用一根木桩、两根木桩或三根木桩组成，承载力10～50kN。木桩埋入土内的深度，应根据作用力的大小而定，一般不小于1.2m。打桩时应使木桩与所拉的缆风绳近似垂直。（见表2-16）

2．水平锚碇

水平锚碇系用一根或几根圆木捆绑在一起，横放在挖好的坑底上，用钢丝绳系在横木的一点或两点，成30°～45°斜度引出地面，然后用土石回填夯实，见图2-65。水平锚碇可承受较大荷载，承载力可达150kN。