土木工程施工 第五章 结构安装工程.ppt

概 述 1、定义： 结构安装：就是使用起重机械将预制构件或构件组合单 元，安放到设计位置上去的工艺过程。 2、意义： 它是装配式结构施工中的一个主导分部工程。它的工作 好坏将直接影响到工程质量、施工进度、工程造价等各个方 面。 第五章 结构安装工程 土木工程施工 1 1 结构安装工程概述 3、结构安装工程施工特点 （1）受预制构件的类型和质量影响大； （2）正确选用起重机具是完成吊装任务的主导因素； （3）构件所处的应力状态变化多； （4）高空作业多，容易发生事故，必须加强安全教育，并 采取可靠措施。 2 2 结构安装工程 第一节 起重机械与设备 常用起重机械：桅杆式起重机 自行式起重机 塔式起重机 一、桅杆式起重机 特点： 制作简单、装拆方便、起重量大、受地形限制小。 灵活性较差，服务半径小，移动较困难，需较多缆风绳。 一般用于安装工程量比较集中的工程。 3 3 结构安装工程起重机械 （一）类型和构造 1、独脚桅杆 组成：把杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳、锚碇。 使用： 桅杆倾角应不大于100； 底部要设置拖橇，以便移动； 稳定主要靠缆风绳。 把杆分类： 木独脚把杆； 钢管独脚把杆； 金属格构式独脚把杆。 4 4 结构安装工程起重机械 独脚把杆: 适用于预制柱、梁、屋架等构件吊装。 5 5 结构安装工程起重机械 2、人字把杆 组成：由两根园木或钢管在顶部以钢丝绳绑扎或铁件铰接 而成。 使用：人字把杆向前倾斜，用缆风绳拉结。 优点：侧向稳定性较好，揽风绳较少。 缺点：起吊构件的活动范围小 适用范围：安装重型柱或其它重型构件。 6 6 结构安装工程起重机械 人字把杆示意图： 7 7 结构安装工程起重机械 3、悬臂把杆 组成：它是在独脚把杆的中部或2/3高度处装上一根起重 臂，即成悬臂把杆。 优点：起重杆可以回转和起伏，安装高度大，工作半径也 大。 缺点：起重臂支承在桅杆中部，使桅杆产生较大的弯矩， 起重量相应降低。 适用范围：安装高度较高的轻型构件。 8 8 结构安装工程起重机械 悬臂把杆示意图： 9 9 结构安装工程起重机械 4、牵缆式桅杆起重机 组成：在独脚把杆的下端，装上一根可以回转和起伏的起重 杆而成。 优点：服务半径大，起重量可达60吨，起重高度可达80米。 缺点：缆风绳用量多，移动不便。 适用范围：用于构件多而集中的建筑物的吊装或金属结构加 工厂的起重作业。 1010 结构安装工程起重机械 牵缆式桅杆起重机示意图： 1111 结构安装工程起重机械 （二）桅杆式起重机的主要机构 1、卷扬机 2、钢丝绳 3、锚碇 二、自行式起重机 种类：履带式起重机 轮胎式起重机 汽车起重机； 轮胎起重机。 特点：灵活性大，移动方便，但稳定性较差。 适用范围：多用于单层工业厂房结构吊装。 1212 结构安装工程起重机械 （一）履带式起重机 1、组成：底盘、机身、起重臂。 1313 结构安装工程起重机械 常用履带式起重机的技术性能： 1414 结构安装工程起重机械 2、主要技术性能参数 （1）起重量 q （2）起重高度 h （3）起重半径 r 1起重臂长23m 时起重高度曲线 ； 2起重臂长23m 时起重量曲线； 3起重臂长13m 时起重高度曲线 ； 4起重臂长13m 时起重量曲线； 1515 结构安装工程起重机械 3、稳定性验算 稳定性指起重机在自重和外荷载作用下抵抗倾覆的能力 。 起重机当车身与行 驶方向垂直时，稳定性 最差。此时，履带的轨 链中心 a 为倾覆中心， 起重机的安全条件如下 ： 1616 结构安装工程起重机械 当考虑吊装荷载及附加荷载时： 稳定性安全系数 k1m稳 / m倾 1.15 当仅考虑吊装荷载时： 稳定性安全系数 k2m稳 / m倾 1.4 k1、k2的具体计算见书中p198页。 1717 （二）汽车起重机 结构安装工程起重机械 汽车起重机是一种将起重作业部分安装在汽车通用或 专用底盘上，具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。 分类：按吊臂结构分为：定长臂、接长臂、伸缩臂。 按动力传动分为：机械传动、液压传动、电力传动 。 特点：机动灵活性好，能够迅速转移场地。作业时必须先 打支腿，以保证必要的稳定性。 适用范围：流动性大而又不固定的结构吊装工地。 1818 结构安装工程起重机械 汽车起重机示意图： 1919 结构安装工程起重机械 （三）轮胎起重机 基本与履带式起重机相同，仅行走部分为轮胎，起重 时为保护轮胎在底盘上装有可收缩的支腿。 特点：行驶速度快，不损坏路面，可迅速转移工作地点或 工地，但不适合松软土或泥泞的路面工作。 分类：机械传动、液压传动。 适用范围：主要用于轻型工业厂房安装。 2020 结构安装工程起重机械 轮胎起重机示意图： 2121 结构安装工程起重机械 三、塔式起重机 分类： 按行走机构分为：固定式、轨道式、轮胎式、履带式、 爬升式、附着式等。 按变幅方法分为：吊臂变幅、小车变幅。 塔式起重机的类型图： 2222 结构安装工程起重机械 2323 结构安装工程起重机械 （一）轨道式塔式起重机 （二）爬升式塔式起重机 （三）附着式塔式起重机 2424 结构安装工程起重机械 塔吊的升高 1、塔座提高方式： 2525 结构安装工程起重机械 2、塔吊爬升方式： 2626 结构安装工程起重机械 塔吊的拆卸 有两个以上塔 用塔吊组装中型 用中型起重机组装 最小的起重机， 吊时，用一个塔吊 起重机，用中型起重 的小型起重机，拆卸中 有人力拆卸，拆卸 拆卸另一个塔吊。 机拆卸塔吊。 型起重机。 完毕，使用电梯等 运至地上。 2727 第二节 混凝土结构安装工程 一、单层工业厂房结构吊装 单层工业厂房结构构件有：基础、柱、吊车梁、连系梁、 屋架、天窗架、屋面板。 构件吊装是单层工业厂房施工的关键问题。 结构安装工程 2828 结构安装工程砼结构安装 （一）构件吊装前的准备工作 1、场地清理与道路修筑 2、构件复查与清理 吊装前复查： 构件型号与数量； 混凝土强度或孔道灌浆强度； 构件及吊环情况； 预埋件情况。 3、构件的弹线与编号 一般构件：标注中心线； 复杂构件：还应标出重心和绑扎点位置； 支承结构：标出中心线、标高、轴线。 2929 4、钢筋混凝土杯形基础的准备工作 （1）基础浇筑成型：保证定位轴线及杯口尺寸准确。 （2）抄平（杯底标高的调整）：保证柱牛腿面标高一致。 调整方法： 测杯底原有标高； 测柱脚底面至牛腿面的实际长度； 计算调整值。 调整值（牛腿面设计标高杯底原有标高）柱脚底面 至牛腿面的实际长度。 （3）弹线：杯口面上弹建筑物定位轴线和桩的吊装准线； 杯口侧壁的抄平线。 结构安装工程砼结构安装 3030 5、构件的运输 （1）运输方法 汽车运输：屋面板、吊车梁、连系梁、柱 拖车运输：屋架 （2）注意的问题 运输时混凝土强度不应低于设计规定； 支承点、吊点应符合设计的受力情况。注意装车方向 ； 道路应平整，够宽，有足够转弯半径； 构件运输顺序及卸车位置应按施工组织设计的规定进 行，以免造成现场混乱，增加二次搬运，影响吊装工作。 结构安装工程砼结构安装 3131 6、构件的排放与堆放 按施工组织设计规定，在施工现场将： 柱、屋架排放； 小型构件、屋面板、连系梁堆放。 注意问题： 应符合设计的受力状态，并保持稳定； 场地应平整压实，并可排水； 支点位置正确； 重叠层数：梁23层，屋面板68层。 各构件间应留有不小于200mm的间隙，以免构件碰坏。 结构安装工程砼结构安装 3232 7、构件的拼装与加固 （1）天窗架的拼装 用横杆临时夹紧，在一面焊好扶直矫正之后，再焊另一 面，以免发生变形。 （2）预应力混凝土屋架的拼装起吊位置立拼 拼装工序： 做好屋架块体的支墩； 竖立支架； 块体就位； 结构安装工程砼结构安装 3333 穿预应力筋； 焊接上弦拼接钢板及浇筑下弦接头立缝； 张拉预应力筋及孔道灌浆； 焊接下弦拼接钢板及浇筑上弦接头立缝。 结构安装工程砼结构安装 3434 （二）起重机的选用 1、起重机类型的选择 依据厂房的跨度、构件重量、吊装高度、施工现场条件 和现有起重设备等确定。 （1）中小型厂房（平面尺寸大，高度不大） 选用自行式起重机或桅杆式起重机。 （2）结构高度和长度较大的厂房 选用塔式起重机吊装屋架。 （3）大跨度的重型工业厂房（结合设备安装） 选用大型自行式起重机、重型塔式起重机、大型牵缆 桅杆式起重机。 结构安装工程砼结构安装 3535 2、起重机型号及起重臂长度的选择 起重机的三个工作参数：起重量 q 起重高度 h 确定型号和臂长 起重半径 r （1）起重量 q 起重量 q 构件的重量 q1索具的重量 q2 （2）起重高度 h h h1 + h2 + h3 + h4 结构安装工程砼结构安装 3636 式中： h起重机的起重高度（m） ，从停机面算起至吊钩中心 ； h1安装支座表面高度（m） ,从停机面算起； h2安装空隙，一般不小于 0.3m； h3绑扎点至所吊构件底面 的距离（m）； h4索具高度（m），自绑扎 点至吊钩中心。 结构安装工程砼结构安装 3737 （3）起重半径 r 吊钩距起重机机身中心的水平距离。 当起重机可以不受限制地开到所吊装构件附近去吊装 构件时，可不验算起重半径 r。仅依据q、h即可选起重机 型号和臂长，查处r作为停机位置，开行路线参考。 当起重机受限制不能靠近吊装位置去吊装构件时，则 验算起重半径一定时，起重量和起重高度能否满足吊装构 件的要求。 结构安装工程砼结构安装 3838 （4）最小臂长的计算 当起重机的起重臂须跨过已吊好的构件上空去吊装构 件时，为了不与已吊好的构件相碰，臂长必须满足最小值 。 计算方法：数解法 图解法 数解法 结构安装工程砼结构安装 3939 式中： l起重臂的长度； h起重臂底铰至构件吊装支 座的距离；h = h1 e f起重钩需跨过已吊装结构 的距离； g起重臂轴线与已吊装屋架 间的水平距离，至少取1m e起重臂底铰至停机面的距 离； 起重臂的仰角。 结构安装工程砼结构安装 4040 为求得最小臂长，对建立的等式进行微分 令：dl/d0 得出： 将值代入等式，即可求出所需起重臂的最小长度。 选用适当的起重臂长l，算出 rf + lcos 根据r、l，查起重机性能表或曲线，复核q、h，合格 后，即可根据r值确定起重机吊装屋面板时的停机位置。 结构安装工程砼结构安装 4141 图解法 步骤： a：按一定比例绘出欲吊装厂 房一个节间的纵剖面图，并画 出吊装屋面板时，起重钩需伸 到的位置的垂线vv。 b：按地面实际情况确定停机 面，并根据初选的型号，从外 形尺寸表中查出起重臂底铰至 停机面的距离e值，画出水平 线hh。 结构安装工程砼结构安装 4242 c：自屋架顶面向起重机方向水平量出一距离（g1m）， 可得p点。 d：过p点画若干条直线，被vv和hh两线所截，得出 许多线段，取其中最短的一根即为所求的最小臂长，量出 角，即为起重臂仰角。 注意：一般按上述方法先确定起重机位于跨中，吊装中间 屋面板所需臂长及起重臂仰角。然后再复核吊装最边缘一 块屋面板时，能否满足。 结构安装工程砼结构安装 4343 3、起重机台数的确定 n起重机台数； t工期（d）； c每天工作班数； k时间利用系数，一般取0.80.9； q i每种构件的安装工程量（件或t）； p i起重机相应的产量定额（件 / 台班或吨 / 台班） 注意：决定起重机台数时，应考虑构件装卸、拼装和就 位的需要。 结构安装工程砼结构安装 4444 （三）结构吊装方法 1、分件吊装法 起重机在车间内每开行一次仅吊装一种或几种构件。 （1）一般顺序： 第一次开行，吊装全部柱子，校正，最后固定； 第二次开行，吊装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑 ； 第三次开行，依次按节间吊装屋架、天窗架、屋面 板及屋面支撑等。 结构安装工程砼结构安装 4545 分件吊装顺序示意图： 结构安装工程砼结构安装 4646 （2）优缺点 优点： 构件便于校正； 构件可以分批进场，供应单一，吊装现场不拥挤 ； 吊具变换次数较少，且操作易熟练，吊装速度快 ； 可以根据不同构件选用不同性能的起重机械，有 利于发挥机械效率，减少施工费用。 缺点：不能为后续工程及早提供工作面； 起重机开行路线长。 结构安装工程砼结构安装 4747 2、综合吊装法 每移动一次起重机就安装完一个节间内的全部构件 （1）一般顺序： 先安装一个节间的柱，柱校正固定后，立即安装这 个节间的吊车梁、屋架和屋面构件，待安完这一节间所有 构件后，起重机移至下一节间进行安装，如此进行直至安 完所有构件。 结构安装工程砼结构安装 4848 （2）优缺点 优点： 后续工种可进入已安好的节间内进行工作，有利 于加速整个工程进度； 起重机开行路线短。 缺点：主要在于同时安装多种类型构件，机械不能发挥最 大效率，且构件供应紧张，现场拥挤，校正困难。 结构安装工程砼结构安装 4949 综合吊装顺序示意图： 结构安装工程砼结构安装 5050 （四）构件吊装工艺 吊装过程：绑扎、起吊、就位、临时固定、校正、最后固定。 1、柱的吊装 （1）柱的绑扎 对绑扎的要求：牢固可靠，操作简便。 吊具：吊环千斤绳 卡环卸甲 专用吊具横吊梁（铁扁担） 柱的绑扎方法与柱的形状、几何尺寸、重量、配筋、 吊装方法、吊具有关。 结构安装工程砼结构安装 5151 柱的绑扎方法 斜吊绑扎法：柱平放起吊的抗弯强度满足要求时采用。 柱起吊后呈倾斜状态。 起重臂可以短点。 结构安装工程砼结构安装 5252 柱平放起吊的抗弯强度不满足要求时，需将柱翻身侧立 起吊。 起吊后呈直立状态。 需用横吊梁。 起重臂较长。 直吊绑扎法： 结构安装工程砼结构安装 5353 （2）柱的起吊 根据柱在吊升过程中柱身运动的特点分为： 旋转法 起重机边起钩、边旋转，使柱身绕柱脚旋转而逐渐吊起 的方法。 条件：保持柱脚位置不动，并使柱的吊点、柱脚中心和 杯口中心三点共弧。 特点：柱吊升中所受震动较小，但对起重机的机动性要 求高。 适用：自行式起重机。 结构安装工程砼结构安装 5454 旋转法示意图： 结构安装工程砼结构安装 5555 滑行法 起吊时起重机不旋转，只起升吊钩，使柱脚在吊钩上 升过程中沿着地面逐渐向前滑行，直至柱身直立的方法。 条件：柱的吊点布置在杯口旁，并与杯口中心两点共弧。 特点：柱在滑行中受到震动，对构件不利，但对起重机机 动性要求低。 适用：独脚桅杆起重机，或场地受限时。 结构安装工程砼结构安装 5656 滑行法示意图： 结构安装工程砼结构安装 5757 （3）柱的对位和临时固定 柱四周用八只楔块打紧，必要时加揽风绳固定。 （4）柱的校正与最后固定 校正内容：平面位置； 标高； 垂直度。 垂直度校正方法： 钢管校正器 螺旋千斤顶 结构安装工程砼结构安装 5858 钢管撑杆校正法示意图千斤顶斜顶法 结构安装工程砼结构安装 5959 最后固定： 校正后立即进行最后固定。用比柱身高一等级的细石 混凝土浇筑在杯口与柱脚的空隙处。 方法： 浇筑混凝土至楔块下端； 当第一次浇筑的混凝土强度达到25c设计后，即 可拔出楔块，将杯口灌满混凝土。 结构安装工程砼结构安装 6060 2、吊车梁的吊装 柱子最后固定好，接头处混凝土达到70c设计后，才 可进行吊装吊车梁。 绑扎应对称，吊钩对准重心，起吊后使构件保持水平。 校正在屋盖结构构件校正和最后固定后进行。 校正内容：中心线对定位轴线的位移，标高，垂直度。 结构安装工程砼结构安装 6161 3、屋盖的吊装 屋盖构件包括：屋架、屋架上下弦水平支撑和垂直支撑、 天沟板、屋面板、天窗架、天窗侧板等。 屋盖的吊装顺序：一般按节间逐一依次完成。（见下页图 ） （1）屋架吊装 施工顺序：绑扎、扶直堆放、吊升、就位、临时固定 、 校正、最后固定。 结构安装工程砼结构安装 6262 屋盖构件吊装顺序示意图： 结构安装工程砼结构安装 6363 屋架的绑扎与扶直堆放 结构安装工程砼结构安装 6464 屋架吊升、就位、临时固定、校正与最后固定 第一榀屋架的临时固 定必须可靠。 屋架校正主要是校正 垂直偏差。 结构安装工程砼结构安装 6565 （2）天窗架、屋面板的吊装 天窗架可与屋 架拼装组合成整体 一起吊装，或进行 单独吊装。 结构安装工程砼结构安装 6666 屋面板吊装： 由两边檐口左右对称地 逐块吊向屋脊，避免屋架承 受半边荷载，以利于屋架稳 定。 结构安装工程砼结构安装 6767 （五）构件的平面布置和吊装前的构件堆放 1、