簡單起重機具在工程中的靈活應用

現代工程施工中，垂直運輸是影響工程進度和成本的關鍵性因素，在普通的多層和高層建筑中主要采用塔式起重機、物料提升機和施工電梯等機械進行施工材料的垂直輸送。但是對于一些附屬的小型房屋建筑（如售樓處、變電站、燈塔等），常常由于各方面的原因，必須在塔吊安裝前或拆除后進行施工，此時如何采用成本低、效率高的垂直運輸工具成為關鍵。此外，一些多高層建筑的公共區域精裝修由于進場較晚，施工電梯或者物料提升機已經拆除，材料的垂直運輸也成為必須解決的難題。

1 工程概況

某工程總建筑面積110 303.4m2，由3棟洋房、6棟高層住宅、地下車庫、門衛室和變電站組成；其中洋房均為地下1層，地上8層，高度26.05m；高層均為地下1層，地上18層，高度54.9m；變電站地下1層、地上1層，檐口高5m。

2 電動環鏈葫蘆的應用

2.1 方案選擇

變電站由于設計圖紙審核的影響，在主樓塔吊、外架和施工電梯全部拆除之后再進行施工，無任何垂直運輸工具。變電站為坡屋面，屋面檐口標高5m，屋脊標高6.995m，建筑面積350m2。

最初方案采用10 t汽車起重機進行屋面建筑材料的垂直運輸，10 t汽車起重機租金700元/d，屋面施工工期約15 d，使用吊車的時間達10 d，共計施工機具使用費約7 000元?？紤]到成本太高，同時屋面材料重量不大，最后決定安裝一臺DHS電動環鏈葫蘆進行屋面建筑材料的運輸。

2.2 提升架設計

外架搭設時，在外架靠近道路的一側預留一個寬1.5m的空隙，在空隙處單獨搭設上料平臺，上料平臺與結構單獨拉結。將電動環鏈葫蘆固定在上料平臺架體頂部，采用電動葫蘆提升屋面材料。電動環鏈葫蘆選用上海滬工生產的YHPE500-4型葫蘆，額定起質量1 t，提升速度2.25m/min，總提升高度6m，自質量40 kg。

2.3 安全計算

固定電動葫蘆的橫鋼管計算。

1）載荷與材料參數。鋼管截面抵抗矩4.49 cm3；鋼管抗彎強度設計值205 N/mm2；鋼管線載荷0.027 4 kN/m；電動葫蘆自重0.4 kN；主要起吊物為泡沫玻璃保溫板、砂漿、防水卷材和水泥平瓦，取最大值約100 kg，即1 kN；鋼管所受集中載荷約為0.4+1=1.4（kN）。

2）強度計算模型見圖1。

圖1 計算模型

支座反力 =（1.2×0.027 4+1.40）/2=0.716（kN）；則跨中最大彎矩0.716×0.6-0.5×0.027 4×0.6×0.6=0.43（kN·m）；σ=0.43×106/4 490=95.77 N/mm2＜205 N/mm2；安全。

2.4 電動葫蘆安全保證措施

1）使用前應仔細檢查吊鉤、鏈條、輪軸及制動器等是否有損傷，傳動部分是否靈活并在傳動部分加潤滑油。

2）起重物下嚴禁站人，嚴禁鏈條翻轉。

2.5 效益分析

采用電動環鏈葫蘆施工，架體的搭設包含在外架搭設合同中，不需要另外簽證。物料的提升包含在屋面施工的勞務合同中，也不需要另外簽證。項目部只需購買一臺電動環鏈葫蘆，約850元，可以節省下采用吊車的租金約6 150元。

3 樓面卷揚機的應用

3.1 方案選擇

高層住宅室內部分全部初裝修交房，電梯廳、公共走道等部位采用精裝修。由于某些原因，精裝修施工單位進場時，施工電梯已經全部拆除。此時，精裝修施工單位的水泥、粘接劑、砂子、面磚和吊頂等材料的垂直運輸成為難題。樓內電梯剛剛安裝完畢，但電梯未經驗收不允許使用；現場已經進入室外管網施工階段，臨時道路全部破除，無法采用汽車式起重機運輸；運用電動葫蘆則提升速度太慢，效率低。經過討論，最后采用卷揚機和滑車組組合使用進行材料的垂直運輸。

3.2 樓面卷揚機的設計及安裝要點

高層住宅一共18層，將卷揚機安裝在第17層陽臺板上，卷揚機通過M10×85膨脹螺栓與樓板固定在一起；槽鋼梁與導向滑車固定在18層陽臺板上，槽鋼梁通過后端加設配重固定。

1）材料選用。18a#槽鋼、φ85mm單門滑車、φ7.7mm鋼絲繩、50 mm×100 mm木方、袋裝水泥，M12膨脹螺栓；ZDY12-4型卷揚機。

2）樓面卷揚機的具體設計見圖2和圖3。

圖2 露面卷揚機設計

圖3 1-1剖面

3）卷揚機的固定、布置要點。卷揚機鋼絲繩繞入卷筒的方向應與卷筒軸線垂直，保證鋼絲繩排列整齊，不致斜繞和相互錯疊擠壓。卷揚機正前方導向滑車至卷筒軸線的距離應不小于卷筒長度的15倍，即傾斜角≯2°，避免鋼絲繩與導向滑車槽緣產生過分的摩擦。

4）槽鋼安裝要點。由于陽臺檐口高于室內地面，槽鋼下采用50mm×100mm木方墊高，槽鋼上方堆壓20袋水泥做平衡配重，槽鋼拆除后水泥用作粘磚。槽鋼與陽臺檐口接觸的地方墊12 mm厚膠合板，防止槽鋼破壞檐口完成面。

3.3 安全計算

3.3.1 鋼絲繩計算

1）載荷。主要起吊物為瓷磚、大理石、水泥和紙面石膏板，每一吊最大起吊10塊瓷磚、大理石或者2袋水泥，最大質量取150 kg。

2）滑輪車的繩索拉力P=1.59 kN。

3）鋼絲繩許用拉力[S]≤αP0/K

式中：α為破斷拉力換算系數，實際采用的為6 mm×19mm鋼絲繩，取0.85；P0為鋼絲繩的鋼絲破壞拉力總和，取31.3 kN；K為鋼絲繩的安全系數，用于手動起重設備時，取4.5。

[S]≤αP0/K=0.85×31.3/4.5=5.91（kN）＞1.59 kN，安全。

3.3.2 槽鋼計算

1）載荷。槽鋼后邊壓重10袋水泥，簡化為線載荷p=10×0.05×10/1.2=4.17（kN/m）。懸臂端承受載荷N=2P=1.59×2=3.18（kN）。

2）18a#槽鋼參數。截面抵抗141 cm3；抗彎強度設計值205N/mm2；線載荷0.2 kN/m。

3）內力計算模型見圖4和圖5。

圖4 槽鋼簡化計算模型

圖5 彎矩

得 Mmax=2.12 kN·m。

4）抗彎強度驗算。鋼梁的最大應力σ=2.12×106/(1.05×141 000)=14.32（N/mm2）＜205N/mm2，安全。

5）整體穩定性驗算。σ=17.20（N/mm2）＜205N/mm2，安全。

3.4 安全保證措施

1)為保證卷揚機安全工作，在使用前，應針對卷揚機的相關項目進行嚴格驗收。

2)纏繞在卷筒上的鋼絲繩至少應保留2圈的安全儲存長度，不可全部拉出，以防脫鉤發生事故。

3）鋼絲繩應從卷筒的下面引入，以減小卷揚機的傾覆力矩。

4）卷揚機操作時，周圍嚴禁站人。工作中嚴禁任何人跨越或停留在導向滑輪的鋼絲繩夾角內。

5）運行中突然停電時，應立即切斷電源，手柄扳回零位并將重物固定。

6）停機后，要切斷電源，將控制器放到零位，用保險閘自動剎緊并使跑繩放松。

7）起吊重物時，重物下方墜落范圍內嚴禁站人。

8）重物起吊應采用對講機進行指揮。

9）重物起吊時必須系兩根牽引繩，保證重物在起吊過程中不晃動、轉動。

4 結語

在工程施工中，要綜合考慮機械使用成本，建造一些小型建筑物或者構造物時，在保證安全的前提下，巧妙地利用電動葫蘆、卷揚機等小型機械可以起到節約成本的作用。在一些交通條件不方便或者現場四通一平工作還沒有完成之前，巧妙地利用這些小型工具更是可以達到節約工期的作用。

[1]《建筑施工手冊》編寫組.建筑施工手冊[M].5版.北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2]楊文淵.起重吊裝常用數據手冊[M].北京：人民交通出版社，2002.

[3]JGJ33—2012，建筑機械使用安全技術規程[S].

[4]GB 50017—2003，鋼結構設計規范[S].

[5]JGJ276—2012，建筑施工起重吊裝工程安全技術規范[S].