搜索
12.1垂直运输体系的构成和配备2.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划2.3工程案例2——广州塔项目施工垂直运输体系的规划第2章超大型项目施工垂直运输体系的规划2.1垂直运输体系的构成和配备•2.1.1概述超大型项目尤其是超高层建筑施工垂直运输体系是一套担负建筑材料设备、施工人员和建筑垃圾运输的施工机械。超大型项目建筑规模庞大，所需建筑材料数以十万吨计，施工现场作业量大，所需施工人员多，高峰时施工人员数以千计，将这些建筑材料及时运送到所需部位和每天超过2000人次的施工人员上下是一项繁重的任务，对垂直运输体系是严峻考验。垂直运输体系的合理配置对加快超高大型项目的施工速度，降低施工成本具有非常重要的作用。因为高效的垂直运输体系是超大型项目高层建筑顺利施工的先决条件，“兵马未动，粮草先行”，快速、高效、及时地将建筑材料运送到施工作业部位，对于加快超大型项目施工进度具有重要意义。目前，制约大型项目施工进度的关键环节还是钢结构吊装效率，提高钢结构构件垂直运输效率是加快钢结构工程施工进度的有效措施。其次施工人员是超大型项目施工的生力军，如何确保施工人员快捷到达施工作业面一直是工程技术人员关注的课题。22.1垂直运输体系的构成和配备•2.1.2垂直运输体系的构成根据施工垂直运输对象的不同，超大型项目尤其是超高层建筑施工垂直运输体系一般由塔式起重机、施工升降机、混凝土泵及输送管道等构成，其中塔式起重机、施工升降机、混凝土泵应用极为广泛，输送管道在我国暂时还应用不多。超大型项目施工垂直运输对象按重量和体量可以分为：（1）大型建筑材料设备（2）中小型建筑材料设备（3）混凝土（4）施工人员（5）建筑垃圾32.1垂直运输体系的构成和配备•2.1.3垂直运输体系配置垂直运输体系的合理配置对加快超高层建筑施工速度，降低施工成本具有非常重要的作用。其配置时应充分考虑：垂直运输的能力满足施工作业需要、垂直运输的效率满足施工速度需要，且要正确处理投入与产出的关系，实现垂直运输体系综合效益最大化。超大型项目尤其是超高层建筑施工特点各不相同，但是施工垂直运输对象基本相似，因此垂直运输体系主要配置大同小异，多采用塔式起重机、混凝土泵和施工升降机作为垂直运输体系主要机械，只是垂直运输机械的配置数量因工程而异。42.1垂直运输体系的构成和配备•1.塔式起重机塔式起重机应根据工程项目建筑结构特点、塔式起重机的作业环境和工程所在地的社会经济发展水平来配置，且应当遵循技术可行、经济合理原则。（1）建筑结构特点对于现浇钢筋混凝土结构的超大型项目施工中，建筑材料单件重量小，对塔式起重机的工作性能要求低，而且主要建筑材料—混凝土可以采用混凝土泵输送，塔式起重机运输工作量比较少，因此塔式起重机配置（性能和数量）就可以保持在较低的水平。对于钢结构超大型项目施工中，钢结构构件重量大，有的甚至重达百吨，对塔式起重机的工作性能要求高，且主要建筑材料—钢材（钢筋和钢构件）只能利用塔式起重机运输，塔式起重机的运输工作量大，因此塔式起重机配置（性能和数量）必须保持较高水平。52.1垂直运输体系的构成和配备（2）作业环境超大型项目施工的吊装作业是一项风险比较大的活动，故要严格控制塔式起重机的活动范围，避免塔式起重机作业事故引起周围人员和财产的重大损失，故作业环境对塔式起重机的选型影响显著。当作业环境较宽阔时，可以选用成本比较低，但对周围环境影响比较大的小车变幅塔式起重机。而对于作业环境比较差时，必须选用成本比较高，对周围环境影响比较小的动臂变幅塔式起重机，以便塔式起重机的作业范围始终控制在施工现场内。62.1垂直运输体系的构成和配备（3）社会经济发展水平对于社会经济发展水平比较高的国家和地区，人力资源是稀缺资源，劳动力成本比较高，因此必须通过提高施工机械化水平，减少劳动力消耗，达到降低施工成本的目的，这样塔式起重机的配置相对比较高。而对于我们尚处于社会经济发展水平较低的国家，大型施工机械是稀缺资源，人力资源比较充裕，成本比较低，因此必须充分发挥人力资源充裕的优势，适当降低施工机械化水平，塔式起重机的配置可考虑低一些。这样既降低了施工成本，又解决了人员就业问题。塔式起重机选型与配置是一项技术经济要求很高的工作，选型过程中应重点从起重幅度、起升高度、起重量、起重力矩、起重效率和环境影响等方面进行评价，确保塔式起重机能够满足超大型项目施工能力、效率和作业安全要求。72.1垂直运输体系的构成和配备•2.施工升降机施工升降机是施工人员上下、中小型建筑材料、机电安装材料和施工机具的垂直运输工具，尤其是在塔式起重机拆除后，大量的机电安装材料、装修材料和施工人员都要依靠施工升降机进行运输。故它是超大型项目特别是超高层建筑施工垂直运输体系的重要组成部分。在超大型项目尤其是超高层建筑结构施工时，施工升降机的选择、布置及规划管理需要系统考虑以下几个方面：（1）宜优先选用高耸施工升降机以充分提高运输效率。（2）需根据不同的工程特点设置施工升降机的位置。（3）施工升降机配置时，应充分考虑因超高带来的功效降低的相关措施。82.1垂直运输体系的构成和配备•3.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最重要的一种方法。在超大型项目尤其是超高层建筑施工中，混凝土泵担负着混凝土垂直与水平方向输送任务，在垂直运输体系中占有极为重要的地位。混凝土泵选型和配置应根据超大型项目工程特点（规模、高度和结构类型）和工期要求确定混凝土泵技术参数。同时也应遵循技术可行、经济合理的原则。（1）确定混凝土泵输送排量和出口压力。（2）根据混凝土泵输送排量和出口压力，确定混凝土的分配阀形式。（3）根据输送排量和出口压力，确定混凝土泵的电机功率。在技术可行的基础上，进行经济可行性分析，最终确定混凝土泵型号与配置。92.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划•2.2.1工程概况广州国际金融中心由主塔楼、附楼和裙楼组成。主塔楼地下4层，地上103层，高432m，采用钢管混凝土斜交网格柱外筒+钢筋混凝土内筒的筒中筒结构体系。外筒由30根钢管混凝土柱自下而上交错而成。钢管立柱从-18.6m底板起至-0.5m形成首个相交X形节点，再往上每隔27m相交，至结构顶部共有16层相交节点。X形节点区钢管板厚随位置而变化，最厚达55mm，中间设置100mm连接板，单个节点区分段重量最大64t，见图2-1。1011图2-1广州国际金融中心外筒钢柱布置及X节点图2.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划•2.2.2塔式起重机的选型与配置该工程具有节点重量大，分布范围广，构件重量差异悬殊等特点，结构安装将面临一系列难题，其中塔式起重机选型就是一项技术性和经济性要求都非常高的工作。围绕在技术可行的前提下，尽可能降低塔式起重机配置，以降低建设成本的目标，施工方案研究中，将塔式起重机选型作为重要课题。1.塔式起重机的选型单个构件吊重是塔式起重机选型的最重要因素。针对该工程结构特点，最大构件重量为外框钢结构X型节点，通过与设计充分的沟通协商，构件分节后构件最大重量为64t，且需要塔式起重机最大18m工作半径范围内。综合分析国内外同类工程经验及市场行情后，确定采用M900D动臂式塔式起重机。122.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划2.塔式起重机的配置根据该工程的特点，塔式起重机的配置主要有设置的位置和数量两个方面。（1）塔式起重机设置的位置塔式起重机设置的位置应考虑以下几方面：1）应能满足重量最大构件吊装的工作半径要求；2）便于设置支撑结构；3）附着于结构的承载力应满足承受塔式起重机的相关荷载，加固措施费用低；4）便于塔式起重机爬升时支撑结构的周转；5）能否持续爬升到顶，中间是否需要转换；6）在完成主体结构施工后是否便于拆除；7）与裙楼施工的塔式起重机的设置是否会相互影响。在综合对上述各方面因素后，该项目塔式起重机设置的位置如图2-2所示，该塔机附着在六边形核心筒的三条短边以外，塔机中心距离外墙面5m，能保证18m工作半径起吊64t的要求,且塔机可持续爬升至73层后转换。13142.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划（2）塔式起重机的数量塔式起重机的数量应根据项目工程的结构形式和吊次需求来决定。1）建筑结构形式该项目采用钢管混凝土斜交网格柱外筒+钢筋混凝土内筒的筒中筒结构体系，对于此类结构的工艺安排均需要混凝土核心筒单独领先一定高度来组织施工，故塔式起重机受制于自由高度的限制宜附着在核心筒结构上最佳。另外在超高层结构施工中，选用爬升式塔式起重机是不二的选择，这就需要有能够支撑整个塔式起重机及相关荷载的支撑结构，而核心筒的形状、尺寸、结构形式直接限制了塔式起重机的设置位置，又限制了塔式起重机数量的配置。152.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划2）吊次需求塔式起重机的吊运能力直接影响整个工程以及钢结构工程的施工进度，钢结构的吊次需求是由构件分段来决定，而构件的分段是根据结构的特点、塔机最大吊重及吊装工艺特点来进行。因此，在确定塔机最大吊重能力后，需在尽可能减少现场吊运次数、降低现场焊接工作量的前提下，满足其他工序（如安全操作防护、混凝土浇筑等）的作业方便，进而确定塔式起重机配置的数量。故在综合考虑上述因素后，该工程项目确定选择3台M900D塔吊。同时，通过精细的策划、计算与布置，最大限度地减少了现场结构加固辅助措施的投入，并通过移位转换，减少了塔机300m标准节的额外投入，节约了近2000多万元的施工设备投入。162.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划•2.2.3施工升降机的选型与配置1.施工升降机的选型与配置由于该工程建筑外立面为中间粗，上下两端细，且内外筒之间连接钢梁布置无规律，此两个位置不宜布置施工升降机，因此在核心筒电梯井道内设置了10台特制高速施工升降机，见图2-3，分高、中、低三个区段服务。根据施工升降机的需求情况，划分为6个施工阶段来安排，见表2-1，不同施工阶段垂直运输安排，见图2-4。1718图2-3施工升降机布置图1920图2-4各施工阶段施工升降机配置图2.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划同时，为实现施工升降机能直接运输人料至最高顶模操作平台上，高区施工升降机设置时，在核心筒中间设置3部施工升降机，成三角形布置，利用可周转使用的3道三角形钢构架将3部施工升降机的标准节连接成整体，见图2-5～图2-7，提高施工升降机标准节的抗侧刚度，实现了施工升降机27m自由高度，由此大大提高了施工升降机的运输功效。图2-8为上顶模操作平台的施工升降机现场图片。2122图2-570层以上施工电梯定位图23图2-6标准节连接平面示意图24图2-7施工升降机标准节连接示意图25图2-8上顶模操作平台的施工升降机图片2.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划2.2工程案例1——广州国际金融中心项目施工垂直运输体系的规划2.施工升降机与正式电梯交接超大型项目尤其是超高层建筑施工到后期，施工升降机需逐步拆除，以利于进行因施工升降机影响的预留工作内容，但此阶段高区仍存在大量的运输需求，若规划不当很容易产生运输盲区时间段，而一旦产生盲区，则对整个工程进展产生全面的影响，为此施工升降机与正式电梯的交接与转换需综合全面考虑。该工程项目因施工升降机占用了部分正式电梯的井道，故在垂直运输规划中进行了多方面的综合考虑，以满足了现场施工需求：（1）施工升降机需占用井道时，低区施工升降机尽量占用正式低区区段电梯的井道；中区施工升降机尽量占用正式消防电梯的井道；而高区施工升降机则需避开正式电梯安装调试周期较长的和高区直达正式电梯的井道。这样可以减少遗留工作量的基础上逐步地拆除低、中区施工升降机并转换为正式电梯服