垂直运输机械布置指南

常用的垂直运输机械有施工电梯、塔式起重机、井架等，选择时主要根据建筑物平面形状和大小、施工段划分情况、起重高度、材料和构件的质量、材料供应和已有运输道路等情况来确定选择合适的垂直机械。其目的是充分发挥起重机械的能力，做到使用安全、方便，便于组织流水施工，使现场水平运输距离最短。一般情况下，低层房屋施工中多采用井架、小型塔式起重机等；而高层房屋施工，一般采用施工电梯和自升式或爬升式塔式起重机等作为垂直运输机械。

1.起重机械数量的确定

起重机械的数量应根据项目工程量大小和工期要求，考虑到起重机械的工作能力，按经验公式进行确定：

式中　N——起重机台数；

　　　T——工期（天）；

　　　C——每天工作班次；

　　　K——时间利用参数，一般取0.7～0.8；

　　　Qi—各构件（材料）的运输量；

　　　Si—每台起重机械台班产量。

常用起重机械的台班产量见表4-31。

表4-31　常用起重机械台班产量一览表

2.起重机械的布置

起重运输机械的位置直接影响混凝土制作场地、材料加工地、材料和构件的堆场或仓库的位置，道路、临时设施及水、电管线的布置等。因此，它是施工现场全局的中心，施工现场平面布置图应首先确定起重机械的位置。由于各种起重机械的性能不同，其布置位置要求也不相同。

（1）塔式起重机。

1）有轨式塔式起重机的布置。有轨式塔式起重机的轨道一般沿建筑物的长向布置，其位置和尺寸取决于建筑物的平面形状和尺寸、构件自重、起重机的性能及施工现场的条件。

塔式起重机的平面布置，通常有单侧布置、双侧布置、跨内单行布置和跨内环形布置四种布置方案，如图4-56所示。

图4-56　有轨式塔式起重机平面布置方案

（a）单侧布置；（b）双侧布置；（c）跨内单面布置；（d）跨内环形布置

①单侧布置。当建筑物宽度较小，可在场地较宽的一面沿建筑物的长向布置，其优点是轨道长度较短，并有较宽的场地堆放材料和构件。其起重机半径R应满足式（4-30）的要求：

式中　R——塔式起重机的最大回转半径（m）；

　　　B——建筑物平面的最大宽度，单位（m）

　　　A——塔轨中心线至外墙外边线的距离，单位（m）。

一般当无阳台时，A＝安全网宽度＋安全网外侧至轨道中心线距离。

当有阳台时，A＝阳台宽度＋安全网宽度＋安全网外侧至轨道中心线距离。

②双侧布置（或环形布置）。当建筑物较宽，构件重量较重时，可采用双侧布置（或环形布置）。起重半径应满足式（4-31）的要求：

③跨内单行布置。当建筑物周围场地狭窄，或建筑物较宽，构件较重时，采用跨内单行布置。其起重半径应满足式（4-32）要求：

④跨内环形布置。当建筑物较宽，采用跨内单行布置不能满足构件吊装要求，且不可能跨外布置时，应选择跨内环形布置。

2）固定式塔式起重机的布置。固定式塔式起重机的布置主要根据机械性能、建筑物的平面形状和尺寸、施工段划分的情况、材料来向和现场道路布置来确定。其布置原则是：充分发挥起重机械的能力，并使地面和楼面的水平运输距离最小。其布置时需考虑以下两点。

①当建筑物各部位的高度相同时，应布置在施工段的分界线附近，当建筑物各部位的高度不同时，应布置在高低分界线较高部位一侧，以使楼面上各施工段的水平运输互不干扰。

②塔式起重机的安装位置应具有相应安装拆卸条件，需要有可靠的塔式起重机基础并设有良好的排水措施，可与结构可靠拉结和方便的水平运输通道等。

3）塔式起重机布置注意事项。

①复核塔式起重机的工作参数。塔式起重机的平面布置确定后，应当复核其主要工作参数，使其满足施工需要。主要参数包括工作幅度（R）、起重高度（H）、起重量（Q）和起重力矩。

工作幅度为塔式起重机回转中心至吊钩中心的水平距离，最大工作幅度满足最远吊点至回转中心的距离。

塔式起重机的工作幅度（回转半径）要满足式（4-32）的要求。

起重高度应不小于建筑物总高度加上构件和吊索的高度以及安全操作的高度（一般为2～3m）。当塔式起重机需要超越建筑物顶面的脚手架、井架或其他障碍物时，其超越高度一般不小于1m。

塔式起重机的起重高度H要满足式（4-33）的要求：(www.xing528.com)

式中　H0——建筑物的总高度；

　　　h1——吊运中的预制构件或起重材料与建筑物之间的安全高度（安全间隙高度，一般不小于0.3m）；

　　　h2——预制构件或起重材料底边至吊索绑扎点（或吊环）之间的高度；

　　　h3——吊具、吊索的高度。

起重量包括吊物（包括笼斗和其他容器）、吊具（铁扁担、吊架）和索具等作用于塔机起重吊钩上的全部重量，起重力矩为起重量乘以工作幅度。因此，式起重机的技术参数中一般都给出最小工作幅度时的最大起重量和最大工作幅度时的最大起重量。应当注意，塔式起重机一般宜控制在其额定起重力矩的75%以下，以保证式起重机本身的安全，延长使用寿命。

塔式起重机的起重力矩M要大于或等于吊装各种预制构件时所产生的最大力矩M max，其计算公式为

式中　Qi——起重的预制构件或材料的自重；

　　　Ri——预制构件或起重材料的安装位置至塔式起重机回转中心的距离；

　　　q——吊具、吊索的自重。

②绘出塔式起重机服务范围。以塔基中心点为圆心，以最大工作幅度为半径画出一个圆形，该圆形所包围的部分即为塔式起重机的服务范围。

塔式起重机布置的最佳状况应使建筑物平面尺寸均在塔式起重机服务范围之内，以保证各种材料与构件直接运到建筑物的设计位置上，避免出现死角。建筑物处于塔式起重机服务范围以外的阴影部分称为死角。有轨式塔式起重机服务范围及死角如图4-57所示。如果难以避免，则要求死角越小越好，且使最重、最大、最高的构件不出现在死角，有时配合龙门架以解决死角问题。并且在确定吊装方案时，提出具体的技术和安全措施，以保证处于死角的构件顺利安装。此外，在塔式起重机服务范围内应考虑有较宽的施工场地，以便安排构件堆放、搅拌设备出料后能直接起吊，主要施工道路也应处于塔式起重机服务范围内。

图4-57　有轨式塔式起重机服务范围及死角示意图

③当采用两台或多台塔式起重机，或采用一台塔式起重机、一台井架时，必须明确规定各自的工作范围和二者之间的最小距离，并制订严格的切实可行的防止碰撞的措施。

④在高空有高压电线通过时，高压线必须高出塔式起重机，并保证规定的安全距离，否则应采取安全防护措施。

⑤固定式塔式起重机安装前应制订安装和拆除施工方案，塔式起重机位置应有较宽的空间，可以满足两台汽车式起重机安装或拆除塔式起重机吊臂的工作需要。

（2）井字架、龙门架的布置。井字架和龙门架是固定式垂直运输机械，其稳定性好、运输量大，是施工中最常用，也是最为简便的垂直运输机械，采用附着式可搭设超过100m的高度。井架内设吊盘，井架截面尺寸为1.5～2.0m，可视需要设置拔杆，其起重量一般为0.5～1.5t，回转半径可达10m。

井字架和龙门架的布置，主要是根据机械性能，工程的平面形状和尺寸、流水段划分情况、材料来源和已有运输道路情况而定。布置的原则是：充分发挥起重机械的能力，并使地面和楼面的水平运输最短，布置时应考虑以下几个方面的因素：

1）当建筑物呈长条形，层数、高度相同时，一般布置在流水段分界处靠现场较宽的面或长度方向居中位置。

2）当建筑物各部位高度不同时，如只设置一副井架（龙门架），应布置在高低分界线较高部位一侧。

3）其布置位置以窗口处为宜，以避免砌墙留槎和减少井架拆除后的修补工作。

4）一般考虑布置在现场较宽的一面，因为这一面便于堆放材料和构件，以达到缩短运距的要求。

5）井架的高度应视拟建工程屋面高度和井架形式确定。一般不带悬臂拔杆的井架应高出屋面3～5m。

6）井架的方位一般与墙面平行，当有两条进楼运输道路时，井架也可按与墙面呈45°的方位布置。

7）井字架、龙门架的数量要根据施工进度、提升的材料和构件数量、台班工作效率等因素计算确定，其服务范围一般为50～60m。

8）卷扬机应设置安全作业棚，其位置不应距起重机械太近，以便操作人员的视线能看到整个升降过程，一般要求此距离大于建筑物高度，且最短距离不小于10m，水平距外脚手架3m以上（多层建筑不小于3m；高层建筑宜不小于6m）。井架（龙门架）与卷扬机的布置距离，如图4-58所示。

图4-58　井架（龙门架）与卷扬机的布置距离

9）井架应与外墙有一定距离，并立在外脚手架之外，最好以吊篮边靠近脚手架为宜，这样可以减少过道脚手架的搭设工作。

10）缆风设置，高度在15m以下时设一道，15m以上时每增高10m增设一道，宜用钢丝绳，与地面夹角以30°～45°为宜，不得超过60°，当附着于建筑物时可不设缆风。

（3）建筑施工电梯的布置。建筑施工电梯（也称施工升降机、外用电梯）是高层建筑施工中运输施工人员及建筑小型设备的主要垂直运输设施，它附着在建筑物外墙或其他结构部位上，随着建筑物升高，架设高度可达200m以上。

在确定建筑施工电梯的位置时，应考虑便于施工人员上下和物料集散；由电梯口至各施工处的平均距离应最短；便于安装附墙装置；接近电源，有良好的夜间照明。

（4）自行无轨式起重机械。自行无轨式起重机械分为履带式、汽车式和轮胎式三种。它移动方便灵活，能为整个工地服务，一般专作构件装卸和起吊之用，适用于装配式单层工业厂房主体结构的吊装。其吊装的开行路线及停机位置主要取决于建筑物的平面布置、构件重量、吊装高度和吊装方法等。

（5）混凝土泵和泵车。高层建筑施工中，混凝土的垂直运输量十分巨大，通常采用混凝土泵进行浇筑。混凝土泵是在压力推动下沿管道输送混凝土的一种设备，能一次连续完成水平运输和垂直运输，配以布料杆或布料机还可以有效地进行布料和浇筑。在泵送混凝土的施工中，混凝土泵和泵车的停放布置是一个关键，不仅影响混凝土输送管的配置，同时也影响到泵送混凝土的施工能否按质按量完成，其布置要求如下：

1）混凝土泵设置处的场地应平整坚实，具有重车行走条件，且有足够的场地、道路畅通，使供料调车方便。

2）混凝土泵应尽量靠近浇筑地点。

3）其停放位置接近排水设施，供水、供电方便，便于泵车清洗。

4）混凝土泵作业范围内，不得有障碍物、高压电线，同时要有防范高空坠物的措施。

5）当高层建筑采用接力泵泵送混凝土时，其设置位置应使上、下泵的输送能力匹配，且验算其楼面结构部位的承载力，必要时采取加固措施。