《土木工程施工》课件第6章结构吊装工程.ppt

第六章 结构吊装工程,第一节 结构吊装概述 一、 结构吊装工程及特点 1 、 结构安装工程 将结构设计成许多单独的构件，分别在施工现场或工厂预制，然后在现场用起重机将各种预制构件吊装到设计位置上去的全部施工过程。 2、特点 1）预制构件的种类多； 2）预制构件的质量对安装质量影响大；,3）构件的受力变化复杂易出问题； 4）高空作业多，而且危险； 5）施工周期短进度快，容易解决现场现浇不易解决的问题。,二、 起重机械 一） 桅杆式起重机 1、 独脚桅杆 （木独脚桅杆，管式独脚桅杆，格构式独脚钢桅杆） 用木料或金属材料制造。一般由桅杆、起重滑车组、卷扬机、缆绳和地锚组成；在使用中，独脚构杆应保持一定的倾角，但不大于10；底部应设拖子，供移动时使用；固定应用缆绳，一般为612根。对单根独脚桅杆，适用于预制柱、梁、屋架的吊装；多根独脚桅杆的组合，可用于大型的结构的整体吊装。,2、 悬臂桅杆 在独脚桅杆的中部或三分之二高度处装上一根起重臂，即成悬臂桅杆。为了使起重臂铰接处的桅杆部分得到加强，可用撑杆和拉条（或钢丝绳）进行加固。悬臂桅杆的形式如图示。悬臂桅杆的特点是能够获得较大的起升高度和相应的工作幅度，起重臂还能左右摆动（120270），这为吊装工作带来较大的方便 。,3、 人字桅杆 人字桅杆又称人字拔杆，一般是用两根杆件（木杆或钢杆）用钢丝绳绑扎或铁件铰接而成。人字桅杆，底部设有拉杆（或拉绳），以平衡桅杆本身的水平推力，两杆间所成夹角以30为宜。其中一桅杆的底部装有一导向滑轮，起重索通过它连到卷扬机，另用一钢丝绳连接到锚碇，这样才能保证在起重时人字桅杆底部稳固。人字桅杆是向前倾斜，在后面用两根缆绳，左右各一根，必要时前面可增加一根。当拉力很大时，后面的缆绳可设置滑轮组 。,二）自行式起重机 1、 履带式起重机 1）性能 履带起重机是在行走的履带底盘上装有起重装置的起重机械，是自行式、全回转的一种起重机。它具有操作录活，使用方便，在一般平整坚实的场地上可以负荷行驶和作业的特点，是结构吊装中常用的起重机械 2）型号 W1- 50型 ：最大起重量为10吨，起重杆可接长到18米，该机机身小，自重轻，可在较狭窄的场地工作，用于安装跨度18米以内，高度10米左右的小型车间或作一些辅助工作； W1-100型 ：最大起重量15吨，机身较大，行使速度缓慢，但它有较大的起重臂，可用于安装1824米跨度的厂房；,4 、 牵揽式桅杆 这种起重机又称牵索式桅杆起重机，其不仅起重臂可以起伏，而且可作360回转，起重量一般为1560t，多用于构件多而集中的建筑物的吊装成金属结构加工厂的起重作业。这种起重机的起重机需要设置较多的缆绳 。,W1-200型： 最大起重量为50吨，臂长达40米，适于大型厂房的安装。 3） 稳定性验算 （1） 稳定性： 指起重机在自重和外荷载的作用下抵抗倾覆的能力。 （2）原理： 最不利情况车身与行使方向垂直的位置。 （3）验算公式 当考虑吊装荷载及附加荷载时，稳定安全系数 当仅考虑吊装荷载时，稳定全安系数,按K1验算十分复杂，现场施工中常用K2验算。 式中 G0平衡重力； G1起重机机身可转动部分的重力； G2起重机机身不转动部分的重力； G3起重臂重力； Q吊装荷装（包括构件重力和索具重力）； l1G1重心至A点的距离； l2G2重心至A点的距离； dG3重心至A的距离； l0G0重心至A的距离；,G1重心至地面的距离； G2重心至地面的距离； h2G3重心至地面的距离； h0G0重心至地面的距离； 地面倾斜角度，应限制在3以内； R起重机最小回转半径； MF风载引起的倾覆力矩， 其中 W1作用起重机机身上的风载（基本风载值W0取0.25kPa，下同）； W2作用在起重臂上的风载，按荷载规范计算； W3作用在所吊构件上的风载，按构件的实际受风面积计算； h1机棚后面中心至地面的距离； h3起重臂顶端至地面距离；,MG重物下降时突然刹车的惯性力所引起的倾覆力矩， 其中 u吊钩下降速度（m/s），取为吊钩速度的1.5倍； g重力加速度（9.8m/s2） t从吊钩下降速度u变到0所需的制动时间，取1s； ML起重机回转时的离心为所引起的倾覆力矩 其中 n起重机回转速度，取1r/min； h所吊构件于最低位置时，其重心至起重臂顶端的距离； h3同前。,2、 汽车式起重机 1）特点 转移速度快，对路面的破坏性小；起吊时必须将支腿落地，不能负载行使，故使用不及履带式灵活。 2）型号 Q2系列： Q2-12； Q2-16； Q2-32 QY系列：QY- 32 臂长32米，起重量32吨，可用于一般工业厂房安装。,3、 轮胎式起重机 1）特点 重心底，轮距与轮轴宽，起重平稳在硬质路面上可起吊。 2） 型号 QL系列 QL1-16 ；QL3-25 ；QL3-40 QYL系列,二） 塔式起重机 1、 特点 1）塔式起重机行走机构多为轨道式； 2）自身平衡稳定性好，不须牵揽，占地不大； 3）起重塔身高，起重臂长作业空间大。 2、 轨道式塔式起重机 1）特点 ：负荷行走，同时能完成水平运输和垂直运输，能在直线和曲线轨道上行走，使用效率高，但因需要铺设轨道装拆及转移耗费工时多，台班费高。 2） 型号 QT-2 起重力矩160Kn.M QT-6 起重力矩400Kn.M QT60/80 起重力矩600800Kn.M,3、 爬升式塔式起重机 塔身长度不变，底座通过伸缩支腿支撑在建筑物上，上升容易，拆除困难，不须铺设轨道，又不占用施工用地，特别适用于现场狭窄的高层施工。,4、 附着自升式塔式起重机 紧靠拟建建筑物布置，塔身可借助顶升系统自行向上接高，随着建筑物和塔身的升高每隔20米左右采用附着支架装置，将塔身固定在建筑物上，以保持稳定。,塔式起重机的顶升接高,2)开动液压千斤顶，将塔机上部结构包括顶升套架约上升到超过一个标准节的高度；然后用一个销将套架固定，于是塔式起重机上部结构的重量就通过定位箱传递到塔身。,3)液压千斤顶回缩，形成引进空间，此时将装有标准节的摆渡小车开到引进空间内。,4)利用液压千斤顶稍微提起待接高的标准节，退出摆渡小车；然后将待接高的标准节平稳地落在下面的塔身上，并用螺栓连接。,5)拔出定位销，下降过渡节，使之与已接高的塔身联成整体,1)回转起重臂使其朝向与引进轨道一致并加以锁定。吊运一个标准节到摆渡小车上，并将过渡节与塔身标准节相联的螺栓松开，准备顶各项。,第二节 单层工业厂房结构吊装,一、 吊装前的准备工作 1钢筋砼柱基准备 装配式钢筋混凝土柱基础一般设计成杯形基础。在浇筑杯形基础时，应保证定位轴线及杯口尺寸准确，以便于柱的吊装。为了保证柱子牛腿面的标高符合设计要求，在柱吊装前需要对杯底标高进行一次调整（或称抄平）。调整的方法是测出杯底原有标高（小柱测中间一点，大柱测四个角点），再量出柱脚底面至牛腿面的实际长度，结合柱脚底面制作的误差情况，计算出杯底标高调整值，并在杯口内标出。然后用水泥砂浆或细石混凝土将杯底垫平至标志处。例如测出杯底原有,标高为-1.20m，牛腿面的设计标高为+7.80m，而柱脚底面至牛腿面的实际长度为8.95m，则杯底标高的调整值h=(7.80+1.2)-8.95=0.05m。即杯底应加高50mm。 此外，还要在基础杯口上弹出柱的纵、横定位轴线和柱的吊装准线，作为柱对位、校正的依据。,2、 构件的准备 1）构件的运输 2）构件的堆放 3）构件的检查和清理 4）构件的弹线与编号： 作为构件对位校正的依据 柱 ： 三面中心线 屋架 ：上弦顶面的几何中心线； 梁 ： 两端及顶面的中心线。,3、 起重机具的准备 1）类型的选择 ： 根据现场条件，建筑物的高度，起吊荷载的大小来选择。 2）型号及起重臂长的选择 型号的选择应使起重机的三个参数满足吊装要求：起吊荷载，起吊高度，工作幅度。 （1）起吊荷载 Q1 ： 构件重量； Q2 ：索具重量 （2）起升高度,H 起重机的起重高度（m），从停机面算起至吊钩； h1安装支座表面高度（m），从停机面算起： h2安装间隙，视具体情况而定，一般取0.20.3m； h3绑扎点至构件吊起后底面的距离（m）； h4索具高度（m），绑扎点至吊钩面，视具体情况而定。,（3）工作幅度： 一般根据确定的Q，H，来查阅起重机的工作性能曲线，求得相应的R，作为起重机的开行路线及停机位置的参考，从而验算是否满足吊装范围的要求。 二、 吊装工艺 主要的构件：柱子，吊车梁，屋架，屋面板，支 撑，天窗架等。 1、 柱子的吊装 1）柱子的绑扎 斜吊绑扎法 直吊绑扎法 两点绑扎法 2） 柱子的起吊,（1）旋转法 1)含义： 起重机边起钩边回转，使柱子绕柱脚旋转而吊起柱 的方法叫旋转法。用此法吊柱时，为提高吊装效率 在预制或堆放柱时，应使柱的绑扎点、柱脚中心和基础杯口 中心三点共圆弧，该圆弧的圆心为起重机的停点，半径为停 点至绑扎点的距离,2）特点 柱在吊装过程中所受振动较小，生产效率高，但对起重机的工作性能要求高。,3）按旋转法布置柱子 ( P182 ),（1）确定起重机的开行路线,（2）确定停及位置；,（3）确定柱子的预制位置,（2） 滑行法 起吊柱过程中，起重机只起吊钩，使柱脚滑行而吊起柱方法叫滑 法。用滑行法吊柱时，在预制或堆柱时，应将起吊绑扎点 布 在杯口附 并使绑扎点和基础杯口中 两点共圆弧，以 将柱吊离地面后稍转动吊（或稍起落吊杆）即可就位 时，为减少柱脚与地面的摩阻力，需在柱 下设置托板、筒，并铺设道路。,3）对位与临时固定 就位是指将柱插入杯中并对好安装中线的一道工序。根据柱起吊后柱是否能保持垂直状况来分，有垂直吊法和斜吊法两种。其就位过程，这里主要介绍垂直吊法。 （1）操作人员在柱吊至杯口上空后，应各自站好位置，稳住柱脚 将其插入杯口 （ 2）当柱脚接近杯底时（约离杯底35cm），刹住车，插入8个楔转、起落吊杆或跑车），使柱身大致垂直 （3）用撬杠撬动或用大锤敲打楔子，使柱身中线对准杯底中线。对 位 时，应先对两个小面，然后平移柱对准大面,（4 ）落钩，将柱放到杯底，并复查对线。此时必须注意将柱脚确实落 否则，架空的柱在校正时容易倾倒 （ 5） 打紧四周楔子，两人应同时在柱的两侧面对打；一人打时要转圈 两次或三次逐步打紧，否则楔子对柱产生的推力较大，可能使已 好线的柱脚走动 （6）先落吊杆，落到吊索松弛时再落钩，并拉出活络卡环的销子， 吊索散开 （7）随即用坚硬的石块将柱脚卡死，每边卡两点并要卡到杯底，不 卡在杯口中,4 柱的校正 1）平面位置 （1）钢钎校正法 将钢钎插入基础杯口下部，两边垫以旗形钢板，然后敲打钢钎移动柱脚 （2）反推法 假定柱偏左，需向右移，先在在边杯口与柱间空隙中部放一大锤，如柱脚卡了石子，应将左边的石子拨走或打碎，然后在右边杯口上放丝杠千斤顶扒动柱，使之绕大锤转以移动柱脚 2）垂直度校正 （1）敲打楔子法 （2）敲打钢钎法丝杠 （3）千斤顶平顶法 （4）千斤顶立顶法,5 柱最后固定 钢筋混凝土柱是在柱与杯口的空隙内浇灌细石混凝土作最 后固定的。灌缝工作应在校正后立即进行。灌缝前，应将杯 口空隙内的木屑等垃圾清除干净，并用水湿润柱和杯口壁。 对于因柱底不平或柱脚底面倾斜而造成柱脚与杯底间有较大 空隙的情况，应先灌一层稀水泥砂浆后，再灌细石混凝土。 灌缝工作一般分两次进行。第一次灌至楔子底面，待混凝 土强度达到设计强度的25%后，拔出楔子，全部灌满。捣混凝土时，不要碰动楔子。 若灌捣细石混凝土时发现碰动了楔子，可能影响柱子的垂 直，必须及时对柱的垂进度进行复查。,2 吊车梁的吊装,1）绑扎、起吊就位、临时固定 吊车梁的吊装必须在基础杯口二次灌浆的混凝土强度达到设计强度的70%以上才能进行。 吊车梁绑扎时，两根吊索要等长，绑扎点要对称设置，以使吊车梁在起吊后能基本保持水平。吊车梁两头需用溜绳控制。就位时应缓慢落钩，争取一次对好纵轴线，以防在纵轴线方向撬动吊车梁而导致柱偏斜。 2）校正 （1）垂直度 ：用靠尺、线锤检查 吊车梁垂直度用靠尺、线锤检查。T形吊车梁测其两端垂直度，鱼腹式吊车梁测其跨中两侧垂直度 吊车梁垂直度允许偏差为5mm。T形吊车梁如本身扭曲偏差较大，通过校正使其两端的偏斜相反，而偏斜值应在5mm以内；鱼腹式吊车梁如本身有扭曲，可通过校正使其两侧相反方向偏斜值差在5mm以内。,（2）平面位置 拉钢丝法（拉通线法） 根据柱轴线用经纬仪将吊车梁的中线放到一跨四角的吊车梁上，并用钢尺校核跨距，然后分别在两条中线上拉根1618号钢丝。钢丝中部用圆钢支垫，两端垫高20cm左右，并悬挂重物拉紧，钢丝拉好后，凡是中线与钢丝不重合的吊车梁均应用橇杠予以拨正 仪器放线法 用经纬仪在各个柱侧面放一条与吊车梁中线距离相等的校正基准线。校正基准线至吊车梁中线距离a值，由放线者自行决定。校正时，凡是吊车梁中线至其柱侧基准线的距离不等于a值者，用撬杠拨正 。 边吊边校法,3）最后固定 吊车梁的最后固定，是在吊车梁校正完比毕后，用连接钢板与柱侧面、吊车梁顶端的预埋铁件相焊接，并在接头外支模，浇灌细石混凝土。,、屋架的吊装 1）屋架绑扎 (1)基本要求 屋架的绑扎点应选在上弦节点处,左右对称,并高于屋架重心,使屋架吊升后基本保持水平、不晃动、不倾翻。在屋架两端应加溜绳，以控制屋架转动。屋架吊点的数目及位置，与屋架的型式和跨度有关，一般由设计部门确定。绑扎时吊索与水平面的夹角不宜小于45，以免屋架承受过大的横向压力。必要时，为了减少屋架的起吊度及所受横向压力，可采用横吊梁。横吊梁应经过设计计算，以确保施工安全。,（2）屋架的布置 ( P 183 ) 屋架一般安排在跨内平卧叠浇预制，每叠34榀，其布置方式有： 斜向布置； 正反斜向布置； 正反纵向布置,（3）屋架的扶直与就位 按就位的位置不同： 同侧就位与异侧就位； 按就位的方式不同： 斜向就位与纵向就位；,就位种类： 同侧斜向；同侧纵向； 异侧斜向；异侧纵向；,屋架同侧斜向就位过程 ( P 183184 ),确定起重机吊装屋架时的开行路线及停机位置；,确定屋架的就位范围；,确定屋架的就位位置；,(4)绑扎方法 屋架跨度小于或等于18m时，绑扎两点即可；当跨度大于18m时，需四点绑扎；当跨度大于30m时，应考虑采用横吊梁以减少绑扎高度;对三角组合屋架等刚性较差的屋架，下弦不能承受压力，帮绑扎时应采用横吊梁。 2）屋架起吊 （1）起吊准备工作 屋架起吊前，应在屋架上弦自中央向两边分别弹出天窗架、屋面板的安装位置线和在屋架下弦两端弹出屋架中线。同时，在柱顶上弹出屋架安装中线，屋架安装中线应按厂房的纵横轴线投上去。 （2）起吊方法,（1）单机吊装 先将屋架吊离地面50cm左右，使屋架中心对准安装位置中心，然后徐徐升钩，将屋架吊至柱顶以上，再用溜绳旋转屋架使其对准柱顶，以便落钩就位落钩时，应缓慢进行，并在屋架刚接触柱顶时即刹车进行对线工作，对好线后，即作临时固定，并同时进行垂直度校正和最后固定工作 （2）双机抬吊 双机抬吊时，屋架立于跨中，一台起重机停在前面，另一台起重机停在后面，共同起吊屋架。当两机同时起钩将屋架吊离地面约1.5m时，后机将屋架端头从起重臂一侧转向另一侧，然后两机同时升钩将屋架吊到高空，最后，前机旋转起重臂，后机则高空吊重行驶，递送屋架于安装位置。,3）临时固定、校正、最后固定 （1）临时固定 屋架吊升时先将屋架垂直吊离地面约300mm，然后将屋架转至吊装位置下方，再将屋架提升超过柱顶约300mm，然后将屋架缓缓降至柱顶进行对位。 屋架对位后，立即进行临时固定。临时固定稳妥后，起重机才可脱钩离去。 第一榀屋架的临时固定方法，通常是用四根缆绳从两边将屋架拉牢，也可将屋架与抗风柱连接作为临时固定。 第二榀屋架的临时固定，是用工具式撑撑牢在第一榀屋加上，以后各榀屋架的临时固定也都是用工具式支撑撑牢在前一榀屋架上。,（2）校正与最后固定 屋架的校正主要是竖向偏差。可用垂球或经纬仪检查竖向偏差，并用工具式支撑来纠正偏差。 用经纬仪检查屋架竖向偏差的办法是在屋架上安装三个卡尺，一个安装在上弦中点附近，另外两个分别安装在屋架的两端，自屋架几何中线向外量出一定距离（一般500mm），在卡尺上作出标志。然后在距屋架定位轴线同样距离（500mm）外设经纬仪，观测三个卡尺上的标志是否在同一垂直平面上用经纬仪检查屋架竖向偏差。 用垂球检查屋架竖向偏差，也是在屋架上弦安装三个卡尺，但卡尺标志至屋架几何中线的距离可短些（一般300mm），在屋架两端头卡尺的标志间连一通线，自屋架顶卡尺的标志处向下挂垂球，检查三个卡尺标志是否在同一垂直平面上。若发现卡尺上的标志不在同一垂直平面上，即表示屋架存在竖向偏差，可通过转动工具式支撑撑脚上的螺栓加以纠正，并在屋架两端的柱顶支座外垫入斜垫块。,屋架校至垂直后，立即用电焊将屋架作最后固定。焊接时，先焊接屋架两端成对角线的两侧边，再焊另外两边，避免两端同侧同时施焊，影响屋架的垂直度。 4、 屋面板吊装 1）屋面板绑扎 钢筋混凝土肋形屋面板都有吊环，用吊索钩住吊环即可起吊。 预应力混凝土双孔屋面板没有吊环，需用兜索绑扎，此时应注意以下几点： (1)兜索应对称设置，使板起吊时呈水平。 (2)兜索与板的夹角必须大于60,因此,应使用横吊梁。 (3)一次吊两块以上的双孔板时，上下各层板的兜索至板端的距离应基本一致，否则，当下层板起吊后，上层板的兜索将向板中间滑动，甚至可能使上层板滑到地面而造成事故,2）安装、固定 在屋架上安装屋面板时，应自跨边向跨中两边对称进行。 安装天窗架上的屋面板时，在厂房纵轴线方向应一次放好位置，不可撬动，以防天窗架发生倾斜。 预应力混凝土自防水屋面板安装时，要使纵横缝宽窄均匀，相邻板面平整，不应有倒高差。空心板必须堵孔后再安装。 屋面板在屋架或天窗架上的搁置长度要符合规定，四角要座实，每块屋面板至少有三个角与屋架或天窗架焊牢，必须保证焊缝尺寸和质量。,1、 起重机的选择,（1）起吊荷载 Q1 ： 构件重量； Q2 ：索具重量 （2）起