液压式布料机在高层建筑施工中的使用

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  中图分类号:TU7文献标识码: A
  我项目在施的工程为超高层5A甲级写字楼,为了加快施工进度、提高混凝土浇注质量、有效解决墙体浇注布料的难题及砼浇注作业中减轻工人劳动强度,本工程在混凝土施工中末端浇注方法采用混凝土泵+液压折臂式混凝土布料机。
  布料机在本工程中的应用说明:
  1、本工程进场一台HG32型液压布料机,因本工程为钢筋混凝土核心筒+型钢混凝土框架结构。塔楼施工核心筒领先外围钢结构5-7层左右,核心筒部位长为22.1米,宽为18.8米,所以本工程根据说明书采用HG32液压布料机减掉4米臂杆,不加配重的配置为核心筒区域浇注混凝土,能够满足核心筒混凝土浇注。
  
  塔楼结构施工关系剖面示意图
  2、本工程在核心筒西北部位楼梯东侧有一排风井,排风井尺寸为:1275*1250mm,而布料机立柱尺寸为:700*700mm。排风井四周均为结构梁,结构梁上预留螺栓孔,内爬框架经螺栓与结构梁固定。布料机荷载通过内爬框架传递给排风井四周结构梁,然后通过模板支撑整体传递受力,确保工作安全。
  布料机安装:
  1、概述
  HG32(减掉4米臂杆)最大布料半径28米,管柱式塔身,塔身高度22.2米,比例控制,不带平衡重,楼面或电梯井爬升。液压式布料机适用于有电梯井或楼面可开孔的高层建筑施工,可直接用电梯井或楼面内爬装置安装在电梯井或楼面(至少需三层电梯井或楼面)。本工程布料机从核心筒四层结构完成后开始安装,安装位置位于7/h轴附近的排风井内,排风井尺寸为1275*1250mm。
  
  布料机安装示意图
  
  2、布料机安装
  2.1布料机安装前的准备
  2.1.1安装工地应配备一个专供布料机用的配电箱。
  2.1.2根据布料机最大部件的重量确定合适的起重设备和安装工具(辅助吊装设备、枕木、索具、绳扣等)。
  注:1、HG32布料机最大吊装单元重量为3.8T。本工程安装的塔吊为TC8039,塔吊大臂安装长度为50米,端头吊重为8.8T,且布料机在塔吊覆盖范围内,满足布料机安装。
  2.1.3准备一些1~4mm厚的钢垫片,以保证基础与塔身接合面的平面度。
  2.2安装基本要求
  2.2.1参与安装的主要人员必须熟悉布料机的性能结构和特点,技术熟练,有排除故障的能力。
  2.2.2安装过程中,必须由专人负责,统一指挥。
  2.2.3安装场地应清理干净,并用标志杆等围起,禁止非工作人员进入。
  2.2.4安装人员应按空中作业的安全要求,携带必要的安全用具。包括必须戴安全帽、系安全带和穿防滑鞋等。
  2.2.5遇有雷雨、大雪、浓雾和风速超过7.8m/s(4级风)的天气不得进行安装作业。
  2.2.6布料机动作前,必须进行全面检查,消除所有不安全隐患。
  2.3布料机内爬固定状态的安装
  2.3.1选择井道安装方式且从基础开始利用布料机施工,需采用底架对立柱进行固定,底架可采取浇注混凝土基础或压重方式固定,但如果是选择已经浇注了三层以后的井道,则可以直接利用井道框架进行固定的安装方式。
  2.3.2内爬框架安装
  在二、三、四层排风井部位安装内爬框架。安装步骤:在排风井上用工字钢直接垫平;安装主支撑梁,用螺栓固定在排风井四周结构梁上;安裝侧梁。
  
  内爬框架组装完示意图
  
  2.3.3塔身部分的安装
  2.3.3.1安装下节立柱(重3760Kg)
  本工程先安装的内爬框架,立柱吊入内爬框架后直接用销轴固定在内爬框架上。安装后用经纬仪或吊线法检查其垂直度,立柱四个侧面的垂直度1.5/1000。
  注:确保输送管安装方向与混凝土输送泵泵管配置方向一致。
  2.3.3.2安装上节立柱(重约3.5t)
  将上节立柱安装在下节立柱上,注意对齐输送管。
  注:确保爬梯、输送管、护圈安装到上节立柱上。
  将上节立柱吊装到下节立柱上,采用16件10.9级M30×380的高强螺栓联接,螺栓的预紧力应达到1400N·M,每件高强螺栓均装配一个垫圈和两个螺母。安装后用经纬仪或吊线法检查其垂直度,立柱四个侧面的垂直度1.5/1000。
  2.3.3.3安装中间平台(约重700Kg)
  将中间平台组装好后,将其安装到上节立柱的平台支架位置,然后将用销轴将其与支架两端的耳座连接好后用开口销锁紧,注意对齐输送管。
  2.3.4安装大臂后段+上下转台+回转支承(约重3500Kg)
  将这一组件吊装到上节立柱上,用快速接头连接。
  2.3.5安装大臂前段+中臂+小臂(总重3000Kg)
  将此组件吊到大臂后段的位置,使大臂前根部的销轴落到在大臂后段前端的U形卡槽中,然后用压板、螺栓锁定。吊装时,注意将该件的重心稍微靠后,以便使销轴能顺利地安装到槽中。然后用活节螺栓将大臂前段和大臂后段相联。
  2.3.6吊装电控柜,液压油箱到安装平台的相应位置,并固定牢靠。
  2.3.7用管卡将所有的混凝土输送管联接牢靠;用液压软管联接好所有的液压管路;用导线、电缆联接好电气系统,并且要确保接地安全,接地电阻不大于4欧姆。
  2.3.8检查立柱之间的联接螺栓、各销轴的卡板螺栓和各平台的联接螺栓等是否联接可靠;液压系统的管路联接是否正确;电气系统是否正确联接。
  2.3.9将顶升油缸安装在中间层内爬框架上;安装油管。
  至此布料机安装完成。
  布料机的顶升:
  1、内爬装置组成
  内爬装置由三套内爬框架、两根顶升油缸、两根长销轴等部件组成。
  1.1 内爬框架
  内爬框架按上、中、下三层布置,整机正常工作时,布料机全部载荷由下框及四周结构梁下的模板支撑系统承担,上中框起到防倾斜和固定作用。
  布料机内爬时,爬升载荷主要由中框承担,并与上下框一起起着机身爬升导向作用。爬伸时放松顶块,在顶升油缸推动下,整机向上爬升。爬升完毕,整机荷载由中框及四周结构梁下的模板支撑系统承担,使框梁承受布料机的垂直载荷,压紧楔块,传递布料机的横向载荷。
  1.2 顶升油缸
  两根顶升油缸分别装在中层内爬框架两根主支撑梁的油缸座上,两油缸并联工作,保证两油缸工作同步,其额定压力为24MP,工作压力为22MP。
  1.3 长销轴
  长销轴主要作用是传递布料机的垂直载荷。一端有拉手,方便插拔。
  2 、安装内爬框架
  用两个纵梁将两条主支撑梁连接,连接螺栓为16套M20x250-10.9级。将8个楔块插入相应的楔块座。
  将爬升系统安装在内爬框架上,则长轴和框架通过立柱上的销轴孔可将布料机顶升。
  2.1 将内爬框架环住立柱
  
  3、内爬顶升操作
  3.1内爬顶升前的准备工作
  ⑴将臂架收拢,仰至近垂直状态。
  ⑵将项升油缸搬至中框,接通顶升快速接头,打开油泵,满行程伸缩顶升油缸活塞杆,空载运行5分钟,保持油路畅通。
  ⑶放松内爬框架四角上的八个顶块。
  ⑷适当放长外接主电缆进线长度,以防内爬时拉断电缆。
  ⑸检查内爬装置是否联接可靠、整机状态是否稳定、液压系统工作是否正常、天气是否正常(内爬顶升只能在不大于4级风的情况下进行),如果一切就绪,即可开始内爬顶升。
  3.2内爬顶升
  (1)使用有线遥控器操作,开启油泵.
  (2)按下“顶升缩”按钮。全部缩回顶升油缸活塞杆。
  (3)将顶升用长销轴插入到离顶升油缸活塞杆卡槽最近的塔身预留孔中。
  (4)缓慢伸出活塞杆,使顶升油缸活塞杆卡槽卡到长销轴的卡槽中,使整个布料机的垂直载荷由油缸承受。继续伸出活塞杆,将原来支撑塔身的长销轴抽出。
  (5)缓慢伸出活塞杆,约100mm,再缩回活塞杆,检查各系统工作是否正常,各连接及安全装置是否正常。
  (6)一切正常后,继续伸活塞杆,整机随活塞杆伸出而向上爬升。
  (7)换步:当整机爬升超过一个塔身预留孔距时(520mm),油缸停止伸出,将抽出的长销轴再次插入到塔身的预留孔中,缓慢缩回活塞杆,使整机的垂直载荷由长销轴承受。
  
  (8)将顶升油缸全部缩回,将顶升用长销轴抽出,插入下一个塔身预留孔中。
  (9)重复步骤(4)(6)(7)(8),布料机不断地向上爬升。
  (10)当下节立柱的倒数第二个预留孔顶出有顶升油缸的框架上表面时,停止顶升,将承重用的长销轴插入此孔中,然后缓缓缩回顶升油缸,使长销轴落到中框架的销座中,完成一次的顶升工作。
  注:下节立柱下端面不能被顶出下层内爬框架的下表面,否则会出现倒塔事故。
  4、顶升完毕
  (1)拆掉下层内爬框架并搬运至最上层。组装内爬框架。
  (2)用楔块将塔身楔紧。
  布料机的使用:
  1、安全规则
  为了确保布料机的作业安全,避免造成人身或设备事故,必须严格遵守下列规则,同时应严格遵守塔式起重机的有关安全规则。
  ●当风速超过1 3.8m/s(6级风)时,严禁布料机工作。当风速超过7.78m/s(4级风)时,严禁布料机装拆、内爬顶升。
  ●端部浇注软管必须系好安全绳。端部软管的最大长度为3米。
  ● 端部软管必须处于自然悬垂状态,不得折弯或将其插入混凝土中。
  ●布料机工作时臂架下方不准站人。
  ●安全钩未脱开时,不得展开中臂、小臂。
  ●臂架展开应严格按大臂、中臂、小臂的顺序进行。
  ●操作人员应看得见整个工作范围,如果视线有障碍,应由他人指导操作。
  ●不准将臂架接长。
  ●不允许在输送管内有压力时打开管接头。
  ●不得将端部软管拆掉,让臂架和另一个刚性输送管路连接。
  ●如果混凝土输送管损坏时,必须选用相同类型的钢管(外径×厚度为φ133×4.5mm)。
  ●臂架回转未停稳时,不可改变回转方向。
  ●不允许两节臂连续动作,应在塔身晃动停止后再操作另一節臂。
  ●液压系统压力不得超过31.5MPa。
  ●平衡阀失效时,应及时更换。平衡阀失效的迹象为:臂架自然下落,不能锁定在某一固定位置。臂架首先是慢慢下落,随着时间推移,臂架会如自由落体般下落,造成严重后果。
  ●待机状态
  当布料机处于待机状态,避免影响工地施工,允许臂架向上倾斜60度放置。但必须满足如下条件:
  ★必须将臂架收拢,挂好安全钩。
  ★必须每周检查一次,确保大臂油缸及其平衡阀工作可靠,由于油缸及平衡阀的内泄,臂架可能会有一定的下滑。必要时可启动液压系统,将大臂举起。
  ●布料机不允许吊运物体。
  2、布料机操作步骤
  注:操作布料机前应该先打开油箱球阀。
  (1)合上总电源。
  (2)合上电控柜总开关,接通电源。
  (3)合上遥控器电源开关。
  (4)拨动“油泵”开关,启动电机油泵。
  (5)拨动“大臂伸”开关,将大臂举到约45°的仰角后,拨动“中臂缩”开关,使安全钩完全脱开,再拨动“中臂伸”开关,将中臂展开。
  (6)依次伸展中臂和小臂。
  (7)拨动“回转”开关,使布料机左右回转。
  (8)收臂顺序为:先将小臂收拢,再将大臂举升到约45°仰角,然后收中臂,直到大臂下盖板上的安全钩钩住小臂根部的销轴,将大臂举升到约60°仰角至待机状态。
  (9)拨动“油泵”开关到“停”的位置,电机停转。
  (10)拉断遥控器电源开关。
  (11)切断总电源。
  以上(4)~(9)步骤均可以用有线遥控和无线遥控操作。
  在本工程使用中存在的问题与处理方法:
  1、两节立柱连接处过不了内爬框架:因加工内爬框架时比较赶时间,只考虑到内爬框架与立柱的紧固问题,未考虑到此点,致使立柱在顶升过程中过不了内爬框架。处理方法:加长纵向梁长度到900mm,锲铁加宽。
  2、使用四个月后大臂油缸泄压,致使大臂举升不起来。处理方法:更换大臂举升油缸平衡阀。
  3、使用四个月后顶升油缸平衡阀泄压。处理方法:更换阀芯,调整压力使两个顶升油缸同步动作。
  布料机在高层建筑施工中使用的优缺点:
  优点:1、液压布料机是一种与混凝土泵配套使用的终端设备,适用于高层建筑及大面积混凝土浇注工程的施工,可简便而高效地将混凝土输送至浇注作业点,实现连续均匀布料,降低施工成本,提高混凝土浇注质量及施工进度;2、液压布料机采用液压变幅、液压顶升、无工作死区、使用安全、操作方便、工作可靠,可在电梯井道内及结构层面上随建筑物的升高自行爬升,是泵送混凝土施工中理想的布料设备;3、混凝土浇注前可以将上层钢筋绑扎完毕,节省了钢筋绑扎时间,提高了施工进度。
  缺点:1、液压布料机造价较高;2、对维修人员要求具有一定的液压维修经验;3、液压布料机顶升扶墙频繁,加大机械租赁成本。
  
  
  参考文献:
  陶新辉.《HG32HG28混凝土布料机使用说明书》湖南天拓重工机械有限公司
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