简单起重机具在工程中的灵活应用

现代工程施工中，垂直运输是影响工程进度和成本的关键性因素，在普通的多层和高层建筑中主要采用塔式起重机、物料提升机和施工电梯等机械进行施工材料的垂直输送。但是对于一些附属的小型房屋建筑（如售楼处、变电站、灯塔等），常常由于各方面的原因，必须在塔吊安装前或拆除后进行施工，此时如何采用成本低、效率高的垂直运输工具成为关键。此外，一些多高层建筑的公共区域精装修由于进场较晚，施工电梯或者物料提升机已经拆除，材料的垂直运输也成为必须解决的难题。

1 工程概况

某工程总建筑面积110 303.4m2，由3栋洋房、6栋高层住宅、地下车库、门卫室和变电站组成；其中洋房均为地下1层，地上8层，高度26.05m；高层均为地下1层，地上18层，高度54.9m；变电站地下1层、地上1层，檐口高5m。

2 电动环链葫芦的应用

2.1 方案选择

变电站由于设计图纸审核的影响，在主楼塔吊、外架和施工电梯全部拆除之后再进行施工，无任何垂直运输工具。变电站为坡屋面，屋面檐口标高5m，屋脊标高6.995m，建筑面积350m2。

最初方案采用10 t汽车起重机进行屋面建筑材料的垂直运输，10 t汽车起重机租金700元/d，屋面施工工期约15 d，使用吊车的时间达10 d，共计施工机具使用费约7 000元。考虑到成本太高，同时屋面材料重量不大，最后决定安装一台DHS电动环链葫芦进行屋面建筑材料的运输。

2.2 提升架设计

外架搭设时，在外架靠近道路的一侧预留一个宽1.5m的空隙，在空隙处单独搭设上料平台，上料平台与结构单独拉结。将电动环链葫芦固定在上料平台架体顶部，采用电动葫芦提升屋面材料。电动环链葫芦选用上海沪工生产的YHPE500-4型葫芦，额定起质量1 t，提升速度2.25m/min，总提升高度6m，自质量40 kg。

2.3 安全计算

固定电动葫芦的横钢管计算。

1）载荷与材料参数。钢管截面抵抗矩4.49 cm3；钢管抗弯强度设计值205 N/mm2；钢管线载荷0.027 4 kN/m；电动葫芦自重0.4 kN；主要起吊物为泡沫玻璃保温板、砂浆、防水卷材和水泥平瓦，取最大值约100 kg，即1 kN；钢管所受集中载荷约为0.4+1=1.4（kN）。

2）强度计算模型见图1。

图1 计算模型

支座反力 =（1.2×0.027 4+1.40）/2=0.716（kN）；则跨中最大弯矩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 电动葫芦安全保证措施

1）使用前应仔细检查吊钩、链条、轮轴及制动器等是否有损伤，传动部分是否灵活并在传动部分加润滑油。

2）起重物下严禁站人，严禁链条翻转。

2.5 效益分析

采用电动环链葫芦施工，架体的搭设包含在外架搭设合同中，不需要另外签证。物料的提升包含在屋面施工的劳务合同中，也不需要另外签证。项目部只需购买一台电动环链葫芦，约850元，可以节省下采用吊车的租金约6 150元。

3 楼面卷扬机的应用

3.1 方案选择

高层住宅室内部分全部初装修交房，电梯厅、公共走道等部位采用精装修。由于某些原因，精装修施工单位进场时，施工电梯已经全部拆除。此时，精装修施工单位的水泥、粘接剂、砂子、面砖和吊顶等材料的垂直运输成为难题。楼内电梯刚刚安装完毕，但电梯未经验收不允许使用；现场已经进入室外管网施工阶段，临时道路全部破除，无法采用汽车式起重机运输；运用电动葫芦则提升速度太慢，效率低。经过讨论，最后采用卷扬机和滑车组组合使用进行材料的垂直运输。

3.2 楼面卷扬机的设计及安装要点

高层住宅一共18层，将卷扬机安装在第17层阳台板上，卷扬机通过M10×85膨胀螺栓与楼板固定在一起；槽钢梁与导向滑车固定在18层阳台板上，槽钢梁通过后端加设配重固定。

1）材料选用。18a#槽钢、φ85mm单门滑车、φ7.7mm钢丝绳、50 mm×100 mm木方、袋装水泥，M12膨胀螺栓；ZDY12-4型卷扬机。

2）楼面卷扬机的具体设计见图2和图3。

图2 露面卷扬机设计

图3 1-1剖面

3）卷扬机的固定、布置要点。卷扬机钢丝绳绕入卷筒的方向应与卷筒轴线垂直，保证钢丝绳排列整齐，不致斜绕和相互错叠挤压。卷扬机正前方导向滑车至卷筒轴线的距离应不小于卷筒长度的15倍，即倾斜角≯2°，避免钢丝绳与导向滑车槽缘产生过分的摩擦。

4）槽钢安装要点。由于阳台檐口高于室内地面，槽钢下采用50mm×100mm木方垫高，槽钢上方堆压20袋水泥做平衡配重，槽钢拆除后水泥用作粘砖。槽钢与阳台檐口接触的地方垫12 mm厚胶合板，防止槽钢破坏檐口完成面。

3.3 安全计算

3.3.1 钢丝绳计算

1）载荷。主要起吊物为瓷砖、大理石、水泥和纸面石膏板，每一吊最大起吊10块瓷砖、大理石或者2袋水泥，最大质量取150 kg。

2）滑轮车的绳索拉力P=1.59 kN。

3）钢丝绳许用拉力[S]≤αP0/K

式中：α为破断拉力换算系数，实际采用的为6 mm×19mm钢丝绳，取0.85；P0为钢丝绳的钢丝破坏拉力总和，取31.3 kN；K为钢丝绳的安全系数，用于手动起重设备时，取4.5。

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

3.3.2 槽钢计算

1）载荷。槽钢后边压重10袋水泥，简化为线载荷p=10×0.05×10/1.2=4.17（kN/m）。悬臂端承受载荷N=2P=1.59×2=3.18（kN）。

2）18a#槽钢参数。截面抵抗141 cm3；抗弯强度设计值205N/mm2；线载荷0.2 kN/m。

3）内力计算模型见图4和图5。

图4 槽钢简化计算模型

图5 弯矩

得 Mmax=2.12 kN·m。

4）抗弯强度验算。钢梁的最大应力σ=2.12×106/(1.05×141 000)=14.32（N/mm2）＜205N/mm2，安全。

5）整体稳定性验算。σ=17.20（N/mm2）＜205N/mm2，安全。

3.4 安全保证措施

1)为保证卷扬机安全工作，在使用前，应针对卷扬机的相关项目进行严格验收。

2)缠绕在卷筒上的钢丝绳至少应保留2圈的安全储存长度，不可全部拉出，以防脱钩发生事故。

3）钢丝绳应从卷筒的下面引入，以减小卷扬机的倾覆力矩。

4）卷扬机操作时，周围严禁站人。工作中严禁任何人跨越或停留在导向滑轮的钢丝绳夹角内。

5）运行中突然停电时，应立即切断电源，手柄扳回零位并将重物固定。

6）停机后，要切断电源，将控制器放到零位，用保险闸自动刹紧并使跑绳放松。

7）起吊重物时，重物下方坠落范围内严禁站人。

8）重物起吊应采用对讲机进行指挥。

9）重物起吊时必须系两根牵引绳，保证重物在起吊过程中不晃动、转动。

4 结语

在工程施工中，要综合考虑机械使用成本，建造一些小型建筑物或者构造物时，在保证安全的前提下，巧妙地利用电动葫芦、卷扬机等小型机械可以起到节约成本的作用。在一些交通条件不方便或者现场四通一平工作还没有完成之前，巧妙地利用这些小型工具更是可以达到节约工期的作用。

[1]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].5版.北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]杨文渊.起重吊装常用数据手册[M].北京：人民交通出版社，2002.

[3]JGJ33—2012，建筑机械使用安全技术规程[S].

[4]GB 50017—2003，钢结构设计规范[S].

[5]JGJ276—2012，建筑施工起重吊装工程安全技术规范[S].