建筑施工工藝課件第六章結(jié)構(gòu)吊裝工程

青島理工大學(xué)（臨沂）建筑施工工藝6結(jié)構(gòu)吊裝工程6.1起重機械6.2單層廠房結(jié)構(gòu)安裝6.3多層廠房結(jié)構(gòu)安裝結(jié)構(gòu)安裝工程主要特點是：1）預(yù)制構(gòu)件的類型和質(zhì)量直接影響吊裝進度和工程質(zhì)量。2）正確選用起重機是完成吊裝任務(wù)的關(guān)鍵。3）應(yīng)對構(gòu)件進行吊裝強度和穩(wěn)定性驗算。4）高空作業(yè)多，應(yīng)加強安全技術(shù)措施。6.1起重機械

6.1.1桅桿式起重機（1）獨腳拔桿。獨腳拔桿是由起重滑輪組、卷揚機、纜風(fēng)繩及錨碇等組成，起重時拔桿保持不大于10o的傾角。獨腳拔桿按制作材料分為木獨腳拔桿、鋼管獨腳拔桿和格構(gòu)式獨腳拔桿（圖6-14）。圖6-14（2）人字拔桿。人字拔桿是用兩根圓木或鋼管或格構(gòu)式鋼構(gòu)件以鋼絲繩綁扎或鐵件鉸接而成（圖6-15）兩桿夾角不宜超過30o，起重時拔桿向前傾斜度不得超過1/10。其優(yōu)點是側(cè)向穩(wěn)定性較好，缺點是構(gòu)件起吊后活動范圍小。圖6-15（3）懸臂拔桿。在獨腳拔桿的中部或2／3高度外，裝上一根鉸接的起重臂即成懸臂拔桿（圖6-16）。起重臂可以左右回轉(zhuǎn)和上下起伏，其特點是有較大的起重高度和起重半徑，但起重量降低。圖6-16（4）牽纜式桅桿起重機。在獨腳拔桿的下端裝上一根可以全回轉(zhuǎn)和起伏的起重臂即成為牽纜式桅桿起重機（圖6-17），這種起重機具有較大的起重半徑，起重量大且操作靈活。圖6-176.1.2自行式起重機結(jié)構(gòu)安裝工程常用的自行起重機械有：履帶式起重機、汽車式起重機、輪胎式起重機、桅桿式起重機和塔式起重機等。1.履帶式起重機履帶式起重機主要技術(shù)性能包括三個主要參數(shù)：起重量Q、起重半徑R和起重高度H。起重機這三個參數(shù)互相制約，其數(shù)值的變化取決于起重臂的長度及其仰角的大小。履帶式起重機的缺點是行走速度緩慢，場地間轉(zhuǎn)移的時候?qū)β访嫫茐男源?，在進行長距離轉(zhuǎn)場時，應(yīng)用平板拖車或鐵路平板車運輸。2.汽車式起重機（圖6-6）只是轉(zhuǎn)場快，不能負(fù)載行駛。3.輪胎起重機把起重機安裝在加重型輪胎和輪軸組成的特質(zhì)底盤上。隨著起重量的大小不同，底盤下裝有若干輪軸，配有4-10個或更多輪胎，并有可伸縮支腿。

6.1.3.塔式起重機1.軌道式塔式起重機軌道式塔式起重機是一種能在軌道上自行的塔式起重機。根據(jù)不同的型號，分別可在直線形軌道、L形或U形軌道上行駛。常用的有QT1—2型、QT1—6型（圖6-8）等，后者性能見表6-3。2．爬升式塔式起重機爬升式塔式起重機是指安裝在建筑物內(nèi)部（電梯井或特設(shè)開間）結(jié)構(gòu)上的塔式起重機，借助自身的爬升系統(tǒng)能自己進行爬升，一般每隔兩層樓爬升一次，由于其體積小、不占施工用地、易于隨建筑物升高，因此適于現(xiàn)場狹窄的高層建筑結(jié)構(gòu)安裝。其爬升過程如圖6-9所示。

3.附著式塔式起重機附著式塔式起重機是直接固定在建筑物近旁的混凝土基礎(chǔ)上，依靠爬升系統(tǒng)隨著建筑物升高而自行向上接高。塔式起重機的附著是指為減小塔身計算長度，每隔20m左右將塔身與建筑物聯(lián)結(jié)起來。它適用于高層建筑施工。附著式塔式起重機還可以裝在建筑物內(nèi)作為爬升起重機使用；或作為軌道式塔式起重機使用。QT4-10型附著式塔式起重機的液壓自升系統(tǒng)由頂升套架、長行程液壓千斤頂、承座、頂升橫梁、定位銷等組成。其自升過程如圖6-13所示。圖6-136.2鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝

6.2.1吊裝前的準(zhǔn)備1）平整場地與道路鋪設(shè)。2）構(gòu)件的運輸與堆放。圖6-18為柱、吊車梁、屋架等構(gòu)件運輸示意圖。

圖6-18不論車上運輸或卸車堆放，其墊點和吊點都應(yīng)按設(shè)計要求進行，疊放構(gòu)件之間的墊木要在同一條垂直線上。3）構(gòu)件的拼裝。構(gòu)件拼裝有平拼和立拼兩種，圖6-19為鋼筋混凝土屋架的立拼圖。圖6-194）吊裝前對構(gòu)件的質(zhì)量檢查。混凝土強度是否達到設(shè)計要求，如無要求，是否達到設(shè)計強度的75％。5）構(gòu)件的彈線與編號。柱子：應(yīng)在柱身的三面彈出其幾何中心線，對于工字形截面柱，還應(yīng)在其翼緣部分彈一條與中心線相平行的線，以避免校正時產(chǎn)生觀測視差，此外在柱頂面和牛腿面上要彈出屋架及吊車梁的吊裝準(zhǔn)線（圖6-20）。屋架：上弦頂面應(yīng)彈出幾何中心線吊車梁：應(yīng)在兩端面及頂面彈出吊裝中心線同時，尚應(yīng)按圖紙將構(gòu)件逐個編號圖6-206）杯形基礎(chǔ)的準(zhǔn)備。杯形基礎(chǔ)準(zhǔn)備主要包括基礎(chǔ)定位軸線和基底抄平?；壮娇筛鶕?jù)安裝后牛腿面的標(biāo)高計算出基底的統(tǒng)一高度，并用水泥砂漿或細(xì)石混凝土將杯底調(diào)整到統(tǒng)一高度（圖6-21）。圖6-217)構(gòu)件的臨時加固。構(gòu)件起吊時的綁扎位置往往與正常使用時的支承位置不同，所以構(gòu)件的內(nèi)力將產(chǎn)生變化。受壓的桿件可能會變?yōu)槭芾?，因此在吊裝前應(yīng)進行吊裝內(nèi)力的驗算，必要時應(yīng)采取臨時的加固措施6.2.2.構(gòu)件吊裝工藝1.柱子的吊裝（1）柱子的綁扎。柱綁扎點的位置應(yīng)根據(jù)柱子的形狀、斷面、長度、配筋等情況經(jīng)驗算后確定。柱在吊升過程中所承受的荷載與使用階段不同，因此綁扎中應(yīng)高于柱的重心，避免起吊后搖晃、傾斜。吊裝時驗算柱的受力情況，計算出合理的綁扎點，一般應(yīng)在柱產(chǎn)生的正負(fù)彎矩絕對值相等的位置。等截而梁、板兩點起吊，可簡化為雙懸臂簡支梁計算．受均布荷載q作用，最合理的吊點位置是使吊點處負(fù)彎矩與跨中正彎矩絕對值相等一般中小型柱只需一點綁扎，重型柱、配筋少的柱，為防止起吊中斷裂，需兩點甚至三點綁扎。柱的綁扎方法根據(jù)柱起吊后柱身是否垂直，分為斜吊綁扎法和直吊綁扎法兩種。當(dāng)柱平臥起吊抗彎能力滿足要求時，可采用斜吊法。直接把柱子在平臥的狀態(tài)下，從底模上吊起，不需翻身，也不用鐵扁擔(dān)，其次，柱身起吊后呈傾斜狀態(tài)，吊索在柱子寬面的一側(cè)，起重鉤可低于柱頂，當(dāng)柱身較長，起重桿長度不足時，可用此法綁扎。但因柱身傾斜，就位時對正比較困難。

當(dāng)柱平臥起吊抗彎能力不足時，可采用直吊法，吊裝前對柱先翻身，再綁扎起吊，吊索從兩側(cè)引出，上端通過卡環(huán)或滑輪組掛在橫吊梁上。當(dāng)柱平放起吊的抗彎強度不足時，需將柱翻身，然后起吊。采用這種方法，柱吊起后呈豎直狀態(tài)。其優(yōu)點是：柱翻身后剛度大，抗彎能力強；起吊后柱與基礎(chǔ)杯底垂直，容易對位。但采用這種綁扎起吊方法，柱要預(yù)先翻身直吊法一般應(yīng)用橫吊梁，起重機吊鉤超過柱頂，需要的起重高度比斜吊法大，起重臂要比斜吊法長。

直吊法與斜吊法相比有如下優(yōu)缺點：缺點：①需將柱子翻身；②起重吊鉤一般需超過柱頂，因而需較長的起重桿。優(yōu)點：①柱翻身后剛度大，抗彎能力強，不易產(chǎn)生裂紋；

②起吊后柱身與杯底垂直，容易對線就位。（2）柱的起吊。根據(jù)柱在起吊過程中的運動特點，可分為旋轉(zhuǎn)法和滑行法。1）（單機）旋轉(zhuǎn)法（圖6-24）。這種方法是在起吊過程中，起重機邊收鉤邊回轉(zhuǎn)，使柱繞柱腳旋轉(zhuǎn)而成為直立狀態(tài)后再插入杯口。(三點共弧)圖6-242）（單機)滑行法（圖6-25）。滑行法的缺點是柱在地面滑行時會因地面不平而受到振動，優(yōu)點是起重臂無須轉(zhuǎn)動，即可將柱就位，比較安全。

圖6-253）雙機抬吊滑行法（圖6-26）。當(dāng)柱重量超過起重機的起重能力時，可采用雙機抬吊滑行法。圖6-264）雙機抬吊旋轉(zhuǎn)法。此法吊裝時兩臺起重機可位于柱的同側(cè)或兩側(cè)。（3）柱的對位和臨時固定

將吊起的柱子插入杯口前，應(yīng)懸離杯底適當(dāng)距離（30-50mm）進行對位，并使柱身基本垂直，由兩個人在柱的兩個對面各放入兩個楔塊，共八個楔塊，并用撬棍撬動柱腳，進行微動，使柱子的安裝中心線對準(zhǔn)杯口的準(zhǔn)線后，兩人從相對的兩個面，面對面地打緊四周的八個楔塊。這時，再加設(shè)斜撐及纜風(fēng)繩臨時固定。（4）柱的平面位置和垂直度校正平面位置校正:如發(fā)現(xiàn)柱在平面位置上有所走動，可用一側(cè)打緊楔塊而另一側(cè)放松楔塊的方法進行校正。垂直度校正:通常采用兩臺經(jīng)緯儀安置在縱橫軸線上，離柱子的距離約為柱高的1.5倍，先照準(zhǔn)柱底中線，再漸漸仰視到柱頂，如中線偏離視線，表示柱子不垂直，可調(diào)節(jié)拉繩或支撐，敲打楔子，手動千斤頂?shù)确椒ㄊ怪哟怪?/p>

。圖6-33

螺旋千斤頂校正器1-螺旋千斤頂2-千斤頂支座（5）柱子的最后固定。柱子校正后應(yīng)立即進行最后固定，以防止外界影響而出現(xiàn)新的偏差，最后固定的方法是在柱腳與基礎(chǔ)杯口的空隙間澆筑細(xì)石混凝土并振搗密實。澆筑工作分兩階段進行，第一次先澆至楔塊底面，待混凝土強度達到25％設(shè)計強度后，拔出楔塊，第二次澆筑細(xì)石混凝土至杯口頂面，第二次澆筑混凝土強度達到70%后，方可在柱上安裝其他構(gòu)件。2.吊車梁的吊裝吊車梁的吊裝必須在基礎(chǔ)杯口二次灌漿的混凝土強度達到設(shè)計強度的75％以上時方可進行。吊車梁綁扎時，兩根吊索要等長，起吊后吊車梁能基本保持水平（圖6-30）。吊車梁的校正應(yīng)在廠房結(jié)構(gòu)固定后進行，內(nèi)容主要為垂直度和平面位置。通線法是根據(jù)柱的定位軸線確定出吊車梁的軸線并在端跨地面打入木樁，用鋼尺量出兩吊車梁的中心距是否等于軌距，如正確，用經(jīng)緯儀將端跨的四根吊車梁中心校正，再在端跨的吊車梁上沿縱軸拉鋼絲通線，并懸重物拉緊，檢查并撥正各吊車梁，使其中心線與鋼絲重合（圖6-31）。圖6-31圖6-30圖6-32平移軸線法：根據(jù)柱和吊車梁的定位軸線間的距離（一般為750mm），逐要撥正吊車梁的安裝中心線。3.屋架的吊裝（1）綁扎。屋架的綁扎點應(yīng)在上弦節(jié)點或其附近，吊索與水平線的夾角≥45o。綁扎點應(yīng)以屋架的重心為中心，對稱布置，吊點的數(shù)目及位置一般由設(shè)計確定?？缍龋?8m的屋架，可兩點綁扎，跨度18m-24m時，可采取四點綁扎，屋架跨度30m-36m時，采用9m橫梁四點綁扎。對側(cè)向剛度較差的屋架，必要時應(yīng)進行臨時加固，對于組合屋架應(yīng)對腹桿以下進行加固。圖6-33（2）屋架的扶直與就位1）正向扶直。起重機位于屋架下弦一側(cè)，以吊鉤對準(zhǔn)屋架上弦中點，收緊吊鉤）同時略加起臂使屋架脫模。然后升鉤、起臂，使屋架以下弦為軸緩緩轉(zhuǎn)為直立狀態(tài)（圖6-34a）。2）反向扶直。起重機位于屋架上弦一側(cè)，吊鉤對準(zhǔn)上弦中點，邊升鉤邊降臂，使屋架繞下弦轉(zhuǎn)動而直立（圖6-34b）圖6-34（3）吊升、對位和臨時固定屋架吊升:先將屋架吊離地面約300mm，并將屋架轉(zhuǎn)運至吊裝位置下方，然后再升鉤，將屋架提升超過柱頂約300mm。利用屋架端頭的溜繩，將屋架調(diào)整對準(zhǔn)柱頭，緩緩降落至柱頭。

屋架對位:以建筑物的定位軸線為準(zhǔn)。在吊裝屋架前，應(yīng)先在柱頂確定定位軸線。如柱頂截面中線與定位軸線偏差過大，可逐間調(diào)整。臨時固定:第一榀屋架的臨時固定必須十分可靠，通常用四根纜風(fēng)繩在屋架兩側(cè)拉緊固定，也可將屋架與抗風(fēng)柱連接作為臨時固定。第二榀屋架的臨時固定是用工具式支撐撐牢在第一榀屋架上；以后的屋架的臨時固定均采用此方法

。圖6-39屋架的校正與臨時固定1-纜風(fēng)繩2-屋架校正器3-卡尺4-經(jīng)緯儀（4）屋架的校正與固定屋架校正:垂直度可用垂球或經(jīng)緯儀檢查校正。偏差超出規(guī)定時采用工具式支撐糾正。屋架固定:屋架校正完畢，應(yīng)當(dāng)立即用電焊固定，焊接時應(yīng)當(dāng)在屋架兩端同時對角施焊，避免兩端同側(cè)施焊。中小型屋架，一般均用單機吊裝；當(dāng)屋架＞24m或質(zhì)量較大時，應(yīng)采用雙機抬吊。4．天窗架和屋面板的吊裝屋面板的吊裝順序，應(yīng)自兩邊檐口左右對稱地逐塊吊向屋脊，避免屋架承受半邊荷載。屋面板對位后，應(yīng)立即電焊固定，一般情況下每塊屋面板可焊3點。6.2.3結(jié)構(gòu)吊裝方案單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝方案的內(nèi)容主要包括：結(jié)構(gòu)吊裝方法的選擇，起重機械的選擇、起重機的開行路線及構(gòu)件的平面布置等。確定吊裝方案時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)形式、跨度、構(gòu)件的重量及安裝高度及工期的要求，同時要考慮盡量充分利用現(xiàn)有的起重設(shè)備。

1.起重機的選擇（1）起重機類型的選擇。選擇起重機的類型主要考慮其可行性、合理性和經(jīng)濟性。（2）起重機型號的選擇。起重機的三個工作參數(shù)：起重量Q、起重高度H、起重半徑R要滿足構(gòu)件吊裝的要求。同時考慮吊裝不同類型的構(gòu)件變換不同的臂長，以充分發(fā)揮起重機的性能。

1）起重量。選擇起重機的起重量，必須大于所吊裝構(gòu)件的重量與索具重量之和

Q≥Q1＋Q2

式中Q——起重機的起重量（kN）；

Q1——構(gòu)件的重量（kN）；

Q2——索具的重量（kN）。2）起重高度。起重機的起重高度，必須滿足所吊裝的構(gòu)件的安裝高度要求（圖6-37），即

H=h1

＋h2

＋h3

＋h4

圖6-373）起重半徑。當(dāng)起重機可以不受限制地開到安裝支座附近去安裝構(gòu)件時，可不驗算起重半徑，但當(dāng)起重機受到限制不能靠近安裝支座附近去安裝構(gòu)件時，則應(yīng)驗算當(dāng)起重機半徑為定值時其起重量與起重高度能否滿足吊裝要求。當(dāng)起重臂須跨過已安裝好的結(jié)構(gòu)去吊裝構(gòu)件時（如跨過屋架去安裝屋面板時）為了不使起重臂與安裝好的結(jié)構(gòu)相碰，必須求出最短臂長。2.結(jié)構(gòu)吊裝方法（1）分件吊裝法（圖6-36a）。起重機每開行一次，僅吊裝一種或幾種構(gòu)件，一般分三次開行吊裝完全部構(gòu)件。第一次開行吊裝柱，并逐一進行校正和最后固定；待杯口接頭處混凝土達到75％設(shè)計強度后進行第二次開行，吊裝吊車梁、連系梁及柱間支撐等；第三次開行，以節(jié)間為單位吊裝屋架、天窗架和屋面板等構(gòu)件。圖6-36分件吊裝法起重機每次開行基本上只吊一種或一類構(gòu)件，索具不需經(jīng)常更換，操作熟練、吊裝效率高，能充分發(fā)揮起重機的工作性能，還能給構(gòu)件臨時固定、校正及最后固定等工序提供充裕的時間，構(gòu)件的供應(yīng)也比較單一，平面布置也比較容易。因此，一般單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)安裝多采用此法。但由于分件安裝起重機開行路線長，不能迅速形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，這在吊裝時要加以注意。（2）綜合吊裝法（圖6-36b）。起重機僅開行一次就安裝完所有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具體步驟是先吊裝一節(jié)間（4根）柱子，隨即進行校正和最后固定，然后吊裝該節(jié)間的吊車梁、連系梁、屋架、天窗架、屋面板等構(gòu)件。這種方法起重機開行路線短，停機次數(shù)少，能及早為下道工序交出工作面。索具更換頻繁，影響吊裝效率。校正及固定的時間緊，誤差積累后不易糾正；構(gòu)件供應(yīng)種類多變，平面布置雜亂，不利文明施工。3.起重機開行路線與構(gòu)件的平面布置（1）吊裝柱子時起重機開行路線及構(gòu)件平面布置。1）起重機開行路線。根據(jù)廠房的跨度、柱的尺寸和重量及起重機的性能，起重機的開行路線有跨中開行和跨邊開行兩種（圖6-39a）。

圖6-39（2）柱的平面布置。柱的現(xiàn)場預(yù)制位置盡量為吊裝階段的就位位置。采用旋轉(zhuǎn)法吊裝時，柱斜向布置；采用滑行法吊裝時，柱可縱向也可斜向布置。當(dāng)采用旋轉(zhuǎn)法起吊柱時，盡量按三點共弧斜向布置（圖6-40a）。由于場地限制，很難做到三點共弧，也可兩點共?。▓D6-40b）。

圖6-40（2）吊裝屋架時起重機開行路線及構(gòu)件平面布置。屋架及屋蓋結(jié)構(gòu)吊裝時，起重機宜跨中開行。屋架一般均在跨內(nèi)平臥疊澆，每疊3～4榀。布置方式有斜向布置、正反斜向布置和正反縱向布置三種（圖6-42）。應(yīng)優(yōu)先選用斜向布置，因為它便于屋架的翻身扶直及就位排放。圖6-42（3）吊車梁、連系梁、屋面板的堆放。吊車梁、連系梁的就位位置，一般在其安裝位置的柱列附近，跨內(nèi)跨外均可。依編號、吊裝順序進行就位和集中堆放。有條件也可采用隨運隨吊的方案，從運輸車上直接起吊。屋面板以6～8塊為一疊，靠柱邊堆放。在跨內(nèi)就位時，約后退3～4個節(jié)間開始堆放；在跨外就位時，應(yīng)后退1～2個節(jié)間。6.3多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)安裝

結(jié)構(gòu)的全部構(gòu)件為預(yù)制，在施工現(xiàn)場用起重機械裝配成整體。其具有施工速度快、節(jié)約模板等優(yōu)點。其主導(dǎo)工程是結(jié)構(gòu)安裝工程。在制定安裝方案時主要考慮吊裝機械的選擇和布置、吊裝順序和吊裝方法等問題。6.3.1吊裝機械的選擇與布置1.吊裝機械的選擇2.吊裝機械的布置起重機的布置有單側(cè)或雙側(cè)布置二肉種（圖6-46）。（1）單側(cè)布置。當(dāng)房屋平面寬度較小，構(gòu)件也較輕時，塔式起重機可單側(cè)布置。此時起重半徑應(yīng)滿足

R≥b+a

式中R——塔式起重機吊裝最大起重半徑（m）;

b——房屋寬度（m）;

a——房屋外側(cè)至塔式起重機軌道中心線的距離，按下式計算

a=外腳手的寬度