《施工机械》PPT课件.ppt

交通工程施工与组织 土木工程学院工程管理系 土木工程学院工程管理系 第一节 施工机械分类、选型与组合 一、施工机械的作用与分类 施工机械是完成公路、铁路等工程作业的一种技术 装备，是实现工程建设机械化的重要工具。 作用：提高机械化施工水平，加快工程进度，提高 工程质量，缩短工期和减轻劳动强度，从而节省劳动力 ，提高劳动生产率，降低工程造价。 分类：种类繁多，型号复杂。 如：公路机械分为：挖掘机械、铲土运输机械、 路面机械、压实机械等。 二、施工机械选型和组合原则 1.施工机械的选型 （1）一般性机械的选定条件 与施工条件、施工方法、技术经济条件效益联系起来。 能适应工地的土质、地形。 能满足工程质量要求。 在保证质量的前提下，不影响和损坏附近建筑物。 能高效率地完成工作量。 机械运转费用少而施工成本低。 容易进行运转、维修，可靠性高。 自动化程度高 安全又不会污染 易于筹办，便于转移 （2）特殊性机械的选定 有无可替代的其他施工方法 引进特殊机械后能否具备经营管理的能力 ，并充分发挥特效。 能否成为今后新施工方法的典型 2.施工机械的组合原则 在规定施工期内，机械应完成给定的工作 量 要充分利用主机的生产能力 主体机械与辅助机械以及运输工具之间， 各机械的工作能力要保持平衡，使其得到合 理地配合和使用。 全套机械设备最低经营费用要进行比较和 核算。 第二节 土石方工程机械 一、土方工程机械 （一）推土机 推土机（bulldozer）是由 拖拉机驱动的机器,有一宽 而钝的水平推铲用以清除 土地、道路构筑物或类似 的工作。 推土机按行走方式分为履带式和轮胎式两种 。 我国目前生产的推土机 主要有通用型推土机、湿地 型推土机以及适应西部大开发达高原型推土机。 推土机的经济运距选择合适，能发挥推土机的最大 效能。正常情况下，推土机在运距100m以内生产 率较高，超过100m生产率大幅度下降。在经济运 距内，推土机比铲运机有着更高的生产效率。 （二）铲运机 铲运机是一种 能综合完成挖 土、运土、卸 土、填筑、整 平的机械。 铲运机操作灵 活，不受地形 限制，不需特 设道路，生产 效率高。 铲运机按行走机构的不同可分为拖式铲运机和自行式铲运机。按铲运机 的操作系统的不同，又可分为液压式和索式铲运机。 铲运机的经济运距和行驶道路坡度是铲运机选型的重要依据之一。一般 来说，运距短、坡度大、路面松软的情况下，以选择拖式铲运机为宜。 如果运距较长、坡度大，采用双发动机驱动的自行式铲运机比较经济。 路面较平坦则选用单发动机驱动的自行式铲运机较为经济。总之，铲运 机适用于中等运距（100m200m）和道路坡度不大条件下的大量土方 转移工程，如果运距太短（100m以内），采用铲土机是不经济的，而 采用推土机或轮胎式装载机自装自运较为适宜，运距太长（200m以上 ）则宜采用自卸式汽车、底卸式运土车较为经济。 挖掘机，又称 挖掘机械，是 用铲斗挖掘高 于或低于承机 面的物料，并 装入运输车辆 或卸至堆料场 的土方机械。 （三）挖掘机 常见挖掘机的分类： 按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动 挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧 与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。 按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式 挖掘机和轮式挖掘机。 按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压挖 掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型 矿山上。 按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机 ，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的 类别 按照铲斗来分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机 和反铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的 物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。 正铲挖掘机 正铲挖掘机的特点是“ 前进向上，强制切土”。正 铲挖掘力大，能开挖停机面 以上的土，宜用于开挖高度 大于2m的干燥基坑，但须 设置上下坡道。正铲的挖斗 比同当量的反铲的挖掘机的 斗要大一些，可开挖含水量 不大于27%的一至三类土， 且与自卸汽车配合完成整个 挖掘运输作业，还可以挖掘 大型干燥土丘等。正铲挖土 机的开挖方式根据开挖路线 与运输车辆的相对位置的不 同，挖土和卸土的方式有以 下两种: 正向挖土，侧向卸 土；正向挖土，反向卸土。 反铲挖掘机 反铲式是我们见过 最常见的，向后向下， 强制切土。可以用于停 机作业面以下的挖掘， 基本作业方式有：沟端 挖掘、沟侧挖掘、直线 挖掘、曲线挖掘、保持 一定角度挖掘、超深沟 挖掘和沟坡挖掘等。 （四）装载机 装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿 山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂 石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲 挖作业。 如果换不同的工作装置，装载机还可以完成推土、起重、装 卸其他物料的工作。在公路施工中主要用于路基工程的填挖 ，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于它具有 作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展很快， 成为土石方施工中的主要机械。 常用的单斗装载机，按发动机功率，传动形式，行走结 构，装载方式的不同进行分类。 1、按发动机功率： 功率小于74kw为小型装载机。 功率在74147kw为中型装载机 功率在147515kw为大型装载机 功率大于515kw为特大型装载机 2、按传动形式： 液力机械传动，冲击振动小，传动件寿命长，操纵 方便，车速与外载间可自动调节，一般在中大型装载机多采 用； 液力传动：可无级调速、操纵简便，但启动性较差， 一般仅在小型装载机上采用； 电力传动：无级调速、工作可靠、维修简单、费用较 高，一般在大型装载机上采用。 3、按行走结构： 轮胎式：质量轻、速度快、机动灵活、效率 高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被 广泛应用； 履带式：接地比压小，通过性好、重心低、 稳定性好、附着力强、牵引力大、速度低、灵活性 相对差、成本高、行走时易损坏路面。 4、按装卸方式： 前卸式：结构简单、工作可靠、视野好，适 合于各种作业场地，应用较广； 回转式：工作装置安装在可回转360度的转 台上，侧面卸载不需要调头、作业效率高、但结构 复杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较 侠小的场地。 后卸式：前端装、后端卸、作业效率高、作 业的安全性欠好。 （五）自卸汽车 自卸汽车。又称为翻斗车、工程车，由汽车 底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成 。在土木工程中，常同挖掘机、 装载机、 带式输送机等联合作业，构成装、运、卸生 产线，进行土方、砂石、松散物料的装卸运 输。由于装载车厢能自动倾翻一定角度卸料 ，大大节省卸料时间和劳动力，缩短运输周 期，提高生产效率，降低运输成本，并标明 装载容积。是常用的运输机械。 自卸汽车的主要技术参数是装载重量，并 标明装载容积。新车或大修出厂车必须进行 试运转，使车厢举升过程保持平稳。使用时 各部位应按规定正确选用润滑油，大大节省 卸料时间和劳动力，注意要按额定装载量装 运，严禁超载。 按底盘承载能力可分为轻卡系列自卸、中 吨系列自卸和大吨位系列自卸； 按驱动形式可分单桥自卸、双桥自卸、前 四后八自卸、前四后十等不同系列车型； 按卸载液压举升机构不同可分为单顶自卸 和双顶自卸。 二、石方工程机械 （一）松土器 是将河底泥沙搅松的专用机具。如铰刀、斗轮铰刀、耙 头、高压冲水器等。 松土器分为挖掘机用松土器和推土机用松土器，挖掘机 松土器也叫斗钩，推土机用松土器也叫尾钩，一般是单齿， 也有二齿或三齿，挖掘切入力强。适用于硬土、次坚石、风 化石的粉碎、分裂，以便于用挖斗进行挖掘及装载作业。 （二）凿岩机 凿岩机是用来直接开采石料的工具。它 在岩层上钻凿出炮眼，以便放入炸药去炸开 岩石，从而完成开采石料或其它石方工程。 此外，凿岩机也可改作破坏器，用来破碎混 凝土之类的坚硬层。 凿岩机按其动力来源可分为风动凿岩机、 内燃凿岩机 、电动凿岩机和液压凿岩机等四 类 。 风动凿岩机 内燃凿岩机 三、压实机械 压实机械是利用机械力使土壤、碎石等 填层密实的土方机械。广泛用于地基、道路 、飞机场、堤坝等工程。 压实机械按工作原 理分为：静力碾压式，冲击式，振动式和复 合作用式等。 四、路面工程机械 （一）稳定基层拌和机械 用于公路、铁 路、机场、码头 、停车场等工程 的基层、底基层 稳定土现场就地 拌和作业。更换 工作装置后，还 能对沥青路面进 行打刨作业。 稳定土拌和机 稳定土拌和机 （二）水泥混凝土设备 混凝土 水泥仓 反转出料搅拌机 大型混凝土搅拌机 （三）沥青路面机械 如沥青拌和站、摊铺机、压路机 等。 沥青混合料搅拌站 该设备可生产沥青混合料、改性沥青混合料、彩色沥青 混合料，完全满足修筑高速公路、等级公路、市政道路、机 场、港口等的需要。 隧道式水泥混凝土摊铺整平机 主要用于隧道、桥面等水泥混凝土路面的摊铺、提浆、整 平作业，操作简便，行走顺直等优点。 TZ-273型自行式水泥混凝土摊铺整平机 该机广泛用于宽幅（8-12m）水泥混凝土的路面一次成 型作业 第三节 常备式结构及应用 一、万能杆件 二、贝雷梁 三、军用梁 四、钢管脚手架 第四节 起重机具、架桥机 一、起重机具 扒杆、龙门架、浮吊、缆索起重机 二、架桥机 盾构机 盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现 代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切 削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、 土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要 按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构 掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。 用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一 次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的 影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较 大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进 边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬 砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地 下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护 下进行。 据了解，采用盾构法施工的掘进量占京城地铁施工总量的45%，目前共 有17台盾构机为地铁建设效力。虽然盾构机成本高昂，但可将地铁暗挖 功效提高8到10倍，而且在施工过程中，地面上不用大面积拆迁，不阻 断交通，施工无噪音，地面不沉降，不影响居民的正常生活。不过，大 型盾构机技术附加值高、制造工艺复杂，国际上只有欧美和日本的几家 企业能够研制生产。 盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半 机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式 切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混 合型盾构，异型盾构）。 泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液) 来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间 形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆 泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。土压平衡式 盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳 定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀 盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出 ，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土 量(旋转速度)进行调节。 根据盾构机不同的分类，盾构开挖方法可分为：敞开式、机 械切削式、网格式和挤压式等。为了减少盾构施工对地层的 扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在 切口内进行土体开挖与运输。 a.敞开式开挖 手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖，这种方法适于地地质条件较好， 开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施是能维持稳定的情况，其开挖一 般是从顶部开始逐层向下挖掘。若土层较差，还可借用千斤顶加撑板对开挖 面进行临时支撑。采用敞开式开挖，处理孤立障碍物、纠偏、超挖均为其它 方式容易。为尽量减少对地层的扰动，要适当控制超挖量与暴露时间。 b.机械切削式开挖 指与盾构直径相仿的全断面旋转切削刀盘开挖方式。根据地质条件的好坏， 大刀盘可分为刀架间无封板及有封板两种。刀架间无封板适用于土质较好的 条件。大刀盘开挖方式，在弯道施工或纠偏是不如敞开式开挖便于超挖。此 外，清除障碍物也不如敞开式开挖。使用大刀盘的盾构，机械构造复杂，消 耗动力较大。目前国内外较先进的泥水加压盾构、土压平衡盾构，均采用这 种开挖方式。 c.网格式开挖 采用网格式开挖，开挖面由网格梁与格板分成许多格子。开挖面的支撑作用 是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力而产生的。当盾构推进是，土体就 从格子里挤出来。根据土的性质，调节网格的开孔面积。采用网格式开挖时 ，在所有千斤顶缩回后，会产生较大的盾构后退现象，导致地表沉降，因此 ，在施工务必采取有效措施，防止盾构后退。 d.挤压式开挖 全挤压式和局部挤压式开挖，由于不出土或只部分出土，对地层有较大的扰 动，在施工轴线时，应