吊机选型与吊装验算课件.ppt

下午9时44分 1 钢结构工程施工 课程 教学课件 建筑工程技术学院 钢结构工程施工 课程教学团队 钢结构工程施工 教学课件学习单元1轻钢门式刚架结构工程施工 下午9时44分 建筑工程技术学院 2 项目3轻钢门式刚架的施工安装 垂直运输设备的施工设计 垂直运输设施是指担负垂直输送材料和施工人员上下的机械设备和设施 在砌筑施工过程中 各种材料 砖 砂浆 工具 脚手架 脚手板 及各层楼板安装时 垂直运输量较大 都需要用垂直运输机具来完成 目前 钢结构工程中常用的垂直运输设施有塔式起重机 汽车起重机 履带式起重机 独杆提升机等 施工中应根据工程规模 工程特点 工作性质 施工工期等选用相应的运输设备 正确地使用和保养设备应按照已经制订好的相应操作规程进行操作和维护保养 操作人员应具有操作证 1 4 1起重设备 目的要求 了解 拔杆 牵缆式拔杆起重机的构造 履带式起重机的稳定性验算 履带式起重机起重臂接长的计算 汽车式起重机 轮胎式起重机 爬升式塔式起重机 附着式塔式起重机 熟悉 独脚拔杆 悬臂拔杆的构造 独脚拔杆的竖立方法 轨道式塔式起重机 掌握 履带式起重机构造 技术性能表及工作性能曲线使用方法 讲授重点 履带式起重机构造 技术性能表及工作性能曲线使用方法 讲授难点 爬升式塔式起重机 附着式塔式起重机 1 4垂直运输设备 1 桅杆式起重机在建筑工程中常用的桅杆式起重机有 独脚拔杆 悬臂拔杆 人字拔杆和牵缆式桅杆起重机等 这类起重机适于在比较狭窄的工地上使用 受地形限制小 桅杆式起重机具有制作简单 装拆方便 起重量大的特点 特别是大型构件吊装缺少大型起重机械时 这类起重设备更显示了它的优越性 但这类起重机需设较多的缆风绳 移动较困难 灵活性也较差 所以 桅杆式起重机一般多用于缺乏其他起重机械或安装工程量比较集中 而构件又较重的工程 一般情况下用电源作动力 无电源时 可用人工绞盘 一 独脚拔杆独脚拔杆按制作的材料分类有 木独脚拔杆 钢管独脚拔杆和格构式独脚拔杆 木独脚拔杆起重高度一般为8 15米 起重量在10吨 100kN 以内 钢管独脚拔杆起重高度在30米以内 起重量可达30吨 300kN 格构式独脚拔杆起重高度可达70 80米 起重量可达100吨 1000kN 图5 1拔杆构造示意图1 拔杆 2 缆风绳3 滑车组 4 导向滑轮 5 拉绳 6 卷扬机 7 锚碇 1 组成独脚拔杆是由拔杆 起重滑车组 卷扬机 缆风绳和锚碇组成 如图5 1 在使用时 拔杆应保持一定的倾角 以便在吊装时 构件不致撞碰拔杆 拔杆的稳定 土要依靠缆风绳 缆风绳一般为6 12根 依起重量 起重高度和绳索的强度而定 但不能少于4根 缆风绳与地面的夹角 一般取30 45 角度过大则对拔杆将产生较大的压力 缆风绳多采用钢丝绳 起重量小的木拔杆也可用白棕绳 但需做防腐处理和拉力试验 以确保施工安全 2 分类根据制作材料不同 拔杆分以下几种 木独脚拔杆 钢管独脚拔杆 金属格构式独脚拔杆 1 木独脚拔杆通常采用一根圆木做成 起重高度为8 15m 起重量在3 10t之间 起重量大时 也可将2 3根圆木绑扎在一起 作为一根拔杆使用 为避免吊装时构件碰击拔杆 在拔杆顶设置枕头木 图5 2 独脚拔杆移动时 是用卷扬机拖动拔杆根部 为减少地面摩阻力 拔杆底设有拖子构造见 图5 2 图5 2木拔杆细部构造 a 杆顶 b 杆脚1 拔杆 2 缆风绳 3 枕头木 4 定滑车 5 通向锚碇的拉绳 6 起重绳 7 拖子 动画 2 钢管独脚拔杆适用于起重量不超过30t 起重高度小于20m的情况 3 金属格构式独脚拔杆是由四根角钢和横向 斜向缀条 角钢或扁钢 联系而成 截面一般为方形 整根拔杆由多段拼成 可根据需要调整拔杆高度 构造见图5 3 金属格构式拔杆 起重量可达100t以上 起重高度达70 80m 拔杆所受的轴向力往往很大 因此 对支座及地基要求较高 一般要经过计算 这种拔杆的缆风绳 滑车组与拔杆的连接 采用在拔杆顶焊接吊环 并用卡环连接 缆风绳必须经过计算 一般要穿滑车组 用卷扬机或倒链施加初拉力 缆风绳的另一端均用水平锚碇固定 图5 3 a 全貌 b 杆顶 c 基座 d 中间段 二 人字拔杆是用两根圆木或钢管以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成 图5 4 它的优点是 侧向稳定性比独脚拔杆好 缆风绳比独脚拔杆少 它的缺点是 构件起吊后 活动范围小 人字拔杆上部两杆的绑扎点 离杆顶至少600mm 并用8字结捆牢 起重滑车组和缆风绳均应固定在交叉点处 拔杆的前倾度 每高1m不得超过10mm 两杆下端要用钢丝绳或钢杆拉住 长度约为主杆长度的1 2 1 3 以平衡拔杆本身的水平推力 缆风绳的数量 根据起重量和起重高度决定 直立的人字拔杆 前后各一根 向前倾斜的 可在后面用两根 左右各一根 必要时 前面再增加一根 吊重较大时 可在后面设置滑车组缆风绳 人字拔杆的起重绳是通过一根杆底的导向滑车的 为保持稳定 另一根杆底 要用钢丝绳扣牢 吊装过程中严禁调整拔杆的前倾度或挪动拔杆 以免发生事故 图5 4人字拔杆1 人字拔杆 2 缆风绳 3 起重滑车组 4 导向滑车 5 拉索 拉杆 6 主缆风绳 三 悬臂拔杆在独脚拔杆的中部或2 3高处 装上一根起重杆 即成悬臂拔杆 悬臂起重杆可以回转和起伏 可以固定在某一部位 也可以根据需要沿杆升降 悬臂拔杆的类型和节点构造如图5 5 悬臂拔杆的特点是 有较大的起重高度和相应的起重半径 悬臂起重杆能左右摆动 120 270 这给安装工作带来较大的方便 图5 5悬臂拔杆和节点构造 a 一般形式 b 带有加劲杆 c 起重杆可升降1 拔杆 2 悬臂起重杆 3 缆风绳 4 槽钢 5 销子 6 升降悬臂杆的滑车组 四 牵缆式拔杆起重机是在独脚拔杆的根部装一可以回转和起伏的吊杆而成 如图5 6 它比独脚拔杆工作范围大 而且机动灵活 起重量在5T以下时 大多用圆木做成 用来吊装一般小型构件 起重量在10t左右时 用无缝钢管做成 拔杆高度可达25m 用于一般工业厂房构件的吊装 图5 6牵缆式拔杆起重机1 拔杆 2 转盘 3 底座 4 缆风绳 5 起伏滑轮组 6 吊杆 7 起重滑轮组 动画 大型牵缆式拔杆起重机 起重量可达80t 起重高度达80m 拔杆和吊杆均系角钢组成的格构式截面 这种拔杆用于重型工业厂房的吊装或高炉安装 吊杆和拔杆的连接有两种形式 一种是吊杆直接连在底盘上 吊杆转动时 拔杆不动 由设在吊杆顶两侧的拉绳牵动吊杆旋转 另一种是将吊杆与拔杆连接在一个转盘上 由卷扬机牵动转盘转动 带动拔杆和吊杆同时旋转 这时 缆风绳必须通过活动装置连接在拔杆顶上 当拔杆转动时 缆风绳保持不动 这种起重机需要较多的缆风绳 至少要有六根 五 独脚拔杆的竖立独脚拔杆的竖立之前 先做好各项准备工作如拨杆的拼接 钢丝绳的穿绕 缆风绳的绑扎 锚碇及卷扬机的设置等 并经过仔细检查 才能着手竖立 工地常用的拔杆竖立方法 有以下几种 1 拖拉法高度不大 重量较轻的拔杆 可用缆风绳作为拖拉绳 用卷扬机直接将杆竖立起来 图5 7a 图5 7拖拉法1一拔杆 2一缆风绳 3一卷扬机 4一拉绳 5一支座 6一起重滑车组 7一木锚桩 高度较高 重量较大的拔杆 可用滑车组的起重绳作为拖拉绳 将动滑车绑在距拔杆脚约6 10m处的地锚上 用卷扬机将拔杆竖起 图5 7b 拔杆在竖立过程中 会向拖拉方向滑移 必须在相反的方向设置拉绳 小拔杆用绳索 较大拔杆用滑车组 将拔杆底脚拉住 拔杆头应尽量垫高 以减少开始竖立时的起扳力 2 滑行法拔杆高 重量大时 可用一根轻型辅助拔杆将大拔杆滑行起吊 先在安装地点竖立一根辅助拔杆a 其长度为大拔杆b的一半加3 3 5m 将拔杆b平置于地面 使其重心靠近a 并在底部安好拖子 a的起重滑车组连于b的重心上1 1 5m 开动卷扬机 并相应放松缆风绳 拔杆b随拖子沿地面滑至安装位置 最后 再收紧缆风绳 滑行法示意见图5 8 图5 8滑行法 动画 3 旋转法将大拔杆b的下端固定于辅助拔杆a的附近 顶端略加垫高 用a的起重滑车组将b绕着下端支点c旋转上升 同时 用缆风绳稳住拔杆b 以免倾倒 当b升起与地面成600 700角时 制动卷扬机 调整缆风绳 将杆顶拉至安装位置即可 辅助拔杆a的高度 约为b的1 3 1 4 拔杆竖起后 即收紧缆风绳 并固定于锚碇上 如图5 9 图5 9旋转法 动画 4 倒杆法用拉杆或滑车组将辅助拔杆上端与大拔杆上部相连 形成直角三角形 辅助拔杆的另一面用滑车组与锚碇和卷扬机相连 开动卷扬机 在扳倒拔杆a的同时 拔杆b自水平位置上升起 当转动600 700时 制动卷扬机 用缆风绳将大拔杆拉至安装位置 辅助拔杆a的高度 约为b的1 3 1 4 为防止竖立过程中向后滑移 拔杆b的底部要系好绳索 并连接到锚碇上 拔杆b升起时 升起的另一面 要用缆风绳控制 以防起板过快 使拔杆b向升起的方向倾倒 如图5 10所示 图5 10倒杆法 动画 履带式起重机是由行走装置 回转机构 机身及起重臂等部分组成 见图5 11 行走装置为链式履带 以减少对地面的压力 回转机构为装在底盘上的转盘 使机身可回转360 机身内部有动力装置 卷扬机及操纵系统 起重臂为是用角钢组成的格构式杆件 下端铰接在机身的前面 随机身回转 起重臂可分节接长 设有两套滑轮组 起重滑轮组及变幅滑轮组 其钢丝绳通过起置臂顶端连到机身内的卷扬机上 若变换起重臂端的工作装置 将构成单斗挖土机 2 履带式起重机 图5 11履带式起重机外形图1 行走装置 2 回转机构 3 机身 4 起重臂 A B C 外形尺寸 L 起重臂长 H 起重高度 R 起重半径 履带式起重机的特点是操纵灵活 本身能回转360 在平坦坚实的地面上能负荷行驶 由于履带的作用 可在松软 泥拧的地面上作业 且可以在崎坦不平的场地行驶 目前 在装配式结构施工中 特别是单层工业厂房结构安装中 履带式起重机得到广泛的使用 履带式起重机的缺点是稳定性较差 不应超负荷吊装 行驶速度慢且履带易损坏路面 因而 转移时多用平板拖车装运 目前 在结构安装工程中常用的国产履带式起重机 主要有以下几种型号 W1 50 W1 100 W1 100 西北78D等 此外 还有一些进口机型 履带式起重机的外形尺寸见图5 11及表5 1 其技术规格见表5 2 表5 1履带式起重机的外形尺寸 表5 2履带式起重机技术规格简表 1 W1一50型最大起重量为100KN 10t 液压杠杆联合操纵 吊杆可接长到18m 这种起重机车身小 由教材表5 1可知 履带架宽度M 2 85m 机尾到会转中心距离A 2 9m 自重轻 速度快 可在较狭窄的场地工作 适用于吊装跨度在18m以下 安装高度在10m左右的小型厂房和做一些辅助工作 如装卸构件等 2 W1一100型最大起重量为150KN 15t 液压操纵 与W1一50型相比 这种起重机车身较大 由表5 1可知 履带架宽度M 3 2m 机尾到回转中心距离A 3 3m 速度较慢 但由于有较大的起重量和接长的起重臂 适用于吊装跨度在18m 24m的厂房 3 W1一200型最大起重量为500KN 50t 主要机构由液压操纵 辅助机械用杠杆和电气操纵 吊杆可接长到40m 这种起重机车身特别大 由表5 1可知 履带架宽度M 4 05m 机尾到回转中心距离A 4 5m 适用于大型工业厂房安装 履带式起重机技术性能履带式起重机主要技术性能包括三个参数 起重量Q 起重半径R及起重高度H 其中 起重量Q指起重机安全工作所允许的最大起重重物的质量 起重半径R指起重机回转轴线至吊钩中心的水平距离 起重高度H指起重吊钩中心至停机地面的垂直距离 起重量Q 起重半径R 起重高度H这三个参数之间存在相互制约的关系 其数值的变化取决于起重臂的长度及其仰角的大小 每一种型号的起重机都有几种臂长 当臂长L一定时 随起重臂仰角 的增大 起重量Q和起重高度H增大 而起重半径R减小 当起重臂仰角 一定时 随着起重臂长L增加 起重半径R及起重高度H增加 而起重量Q减小 履带式起重机主要技术性能可查起重机手册中的起重机性能表或性能曲线 表5 3为W1一50型履带式起重机性能表 图5 12为W1 50型履带式起重机工作性能曲线 表5 3W1一50型履带式起重机性能表 图5 12W1 50型履带式起重机工作性能曲线1 起重臂长18m带鸟嘴时起重高度曲线 2 起重臂长18m时起重高度曲线 3 起重臂长10m时起重高度曲线 4 起重臂长10m时起重量曲线 5 起重臂长18m时起重量曲线 6 起重臂长18m带鸟嘴时起重量曲线 3 汽车式起重机汽车式起重机是把起重机构安装在普通载重汽车或专用汽车底盘上的一种自行式起重机 起重臂的构造形式有桁架臂和伸缩臂两种 其行驶的驾驶室与起重操纵室是分开的 见图5 15 汽车式起重机的优点是行驶速度快 转移迅速 对路面破坏性小 因此 特别适用于流动性大 经常变换地点的作业 其缺点是安装作业时稳定性差 为增加其稳定性 设有可伸缩的支腿 起重时支腿落地 这种起重机不能负荷行驶 由于机身长 行驶时的转弯半径较大 4 轮胎式起重机轮胎式起重机是把起重机构安装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的一种全回转式起重机 其上部构造与履带式起重机基本相同 为了保证安装作业时机身的稳定性 起重机设有四个可伸缩的支腿 在平坦地面上可不用支腿进行小起重量吊装及吊物低速行驶 见图5 16 与汽车式起重机相比其优点有 轮距较宽 稳定性好 车身短 转弯半径小 可在360 范围内工作 但其行驶时对路面要求较高 行驶速度较汽车式慢 不适于在松软泥泞的地面上工作 我国常用的轮胎式起重机有QL3系列及QYL系列等 均可用于一般工业厂房结构安装 图5 16轮胎式起重机 5 塔式起重机塔式起重机具有竖直的塔身 其起置臂安装在塔身顶部与塔身组成 形 使塔式起重机具有较大的工作空间 它的安装位置能靠近施工的建筑物 有效工作半径较其它类型起重机大 塔式起重机种类繁多 广泛应用于多层及高层建筑工程施工中 塔式起重机按其行走机构 旋转方式 变幅方式 起重量大小分为多种类型 各类型起重机的特点参见表5 4 常用的塔式起重机的类型有 轨道式塔式起重机 型号QT 爬升式塔式起重机 型号QTP 附着式塔式起重机 型号QTF 表5 4塔式起重机的分类和特点 QT1 2型塔式起重机起重性能 QT1 6型塔式起重机起重性能 4 轨道式塔式起重机在使用中 应注意下列几点 1 塔式起重机的轨道位置 其边线与建筑物应有适当距离 以防止行走时 行走台与建筑物相碰而发生事故 并避免起重机轮压传至基础 使基础产生沉陷 钢轨两端必须设置车挡 2 起重机工作时必须严格按照额定起重量起吊 不得超载 也不准吊运人员 斜拉重物 拔除地下埋设物 3 司机必须得到指挥信号后 方得进行操作 操作前司机必须按电铃 发信号 吊物上升时 吊钩距起重臂端不得小于1米 工作休息和下班时 不得将重物悬挂在空中 4 运转完毕 起重机应开到轨道中部位置停放 并用夹轨钳夹紧在钢轨上 吊钩上升到距起重臂端2 3米处 起重臂应转至平行于轨道的方向 5 所有控制器工作完毕后 必须扳到停止点 零位 拉开电源总开关 6 六级风以上及雷雨天 禁止操作 起重机如失火 绝对禁止用水救火 应该用四氯化碳灭火器或其它不导电的东西扑灭之 二 爬升式塔式起重机高层装配式结构施工 若采用一般轨道式塔式起重机 其起重高度已不能满足构件的吊装要求 需采用自升式塔式起重机 爬升式塔式起重机是自升式塔式起重机的一种 它安装在高层装配式结构的框架梁上 每吊装1 2层楼的构件后 向上爬升一次 这类起重机主要用于高层 10层以上 框架结构安装 其特点是机身体积小 重量轻 安装简单 适于现场狭窄的高层建筑结构安装 爬升式塔式起重机由底座 套架 塔身 塔顶 行车式起重臂 平衡臂等部分组成 起重机型号有 QT5 4 40型 QT3 4型及用原有2 6吨 20 60kN 塔式起重机改装的爬升式塔式起重机 QT5 4 40型塔式起重机 图5 19 的底座及套架上均设有可伸出和收回的活动支腿 在吊装构件过程中及爬升过程中分别将支腿支承在框架梁上 每层楼的框架梁上均需埋设地脚螺栓 用以固定活动支腿 图5 19QT5 4 40型爬升式塔式起重机的爬升过程a准备状态b提升状态c提升起重机 QT5 4 40型爬升式塔式起重机的爬升过程见图5 19 首先将起重小车回至最小幅度 下降吊钩 使起重钢丝绳绕过回转支承上支座的导向滑轮 穿过走台的方洞 用吊钩吊住套架的提环 图5 19a 放松固定套架的地脚螺栓 将活动支腿收进套架梁内 提升套架至两层楼高度 摇出套架活动支腿 用地脚螺栓固定 松开吊钩 图5 19b 松开底座地脚螺栓 收回活动支腿 开动爬升机构将起重机提升两层楼高度 摇出底座活动支腿 并用地脚螺栓固定 图5 19c 动画 三 附着式塔式起重机附着式塔式起重机是固定在建筑物近旁混凝土基础上的起重机械 它可借助顶升系统随着建筑施工进度而自行向上接高 为了减小塔身的计算长度 规定每隔20m左右将塔身与建筑物用锚固装置联结起来 图5 20 这种塔式起重机宜用于高层建筑施工 附着式塔式起重机的型号有 QT4 10型 QT1 4型 ZT 1200型 ZT 100型等 QT4 10型起重机 每顶升一次升高2 5m 常用的起重臂长为30m 此时最大起重力矩为1600kN m 起重量5t 10t 起重半径为3 30m 起重高度160m QT4 10型附着式塔式起重机的液压顶升系统主要包括 顶升套架 长行程液压千斤顶 支承座 顶升横梁及定位销等 液压千斤顶的缸体装在塔吊上部结构的底端承座上 活塞杆通过顶升横梁 扁担梁 支承在塔身顶部 其顶升过程可分以下五个步骤 见图5 21所示 1 将标准节吊到摆渡小车上 并将过渡节与塔身标准节相联的螺栓松开 准备顶升 图5 21a 2 开动液压千斤顶 将塔吊上部结构包括顶升套架向上顶升到超过一个标准节的高度 然后用定位销将套架固定 于是塔吊上部结构的重量就通过定位销传递到塔身 图5 21b 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 图5 21c 4 利用液压千斤顶稍微提起标准节 退出摆渡小车 然后将标准节平稳地落在下面的塔身上 并用螺栓加以连接 图5 21d 5 拨出定位销 下降过渡节 使之与已接高的塔身联成整体 图5 21e 如一次要接高若干节塔身标准节时 则可重复以上工序 图5 20QT4 10型附着式塔式起重机 2020 1 29 47 可编辑 动画 目的要求 了解 卷扬机的安装与使用 滑轮组构造与种类 计算 常用吊具 如吊索 卡环 花篮螺丝等 熟悉 钢丝绳构造与种类 计算及使用要求 掌握 横吊梁种类及作用 讲授重点 卷扬机的安装与使用 横吊梁种类及作用 讲授难点 滑轮组构造与种类 计算 索具设备 1 滑轮组 一 滑轮滑轮可以省力也可以改变力的方向 是起重机和土拔杆以及其他起重设备的主要组成部分 1 构造与种类滑轮是由吊钩 拉杆 轴 滑轮 夹板 链环 吊环和吊梁等组成 其构造详见图5 25 滑轮按滑轮数分 有单门 一个滑轮 双门 两个滑轮 和多门滑轮之分 按轴承分 有滑动 轴瓦 轴承与滚动轴承两种 按使用方式分 有定滑轮与动滑轮两种 图5 25滑轮 a 单门吊钩型 b 双门链环型 c 三门吊环型 d 五门吊梁型l一吊钩 2一拉杆 3 轴 4一滑轮 5一夹板 6一链环 7 吊环 8一吊梁 2 允许荷载滑轮的允许荷载 根据滑轮和轴的直径确定 一般在滑轮上均已标明 使用时 按其标定数值选用 不能超过 同时 滑轮直径还应符合钢丝绳直径的比例关系 决定滑轮允许荷载时要注意 双门滑轮的允许荷载为同直径单门滑轮允许荷载的两倍 三门滑轮为单门滑轮的三倍 其余类推 同样 多门滑轮的允许荷载就是它的各滑轮允许荷载的总和 因此 如果知道某一个四门滑轮的允许荷载为200kN 则其中一个滑轮的允许荷载为200 4 50kN 对于这个四门滑轮 若工作中仅用一个滑轮 只能负担50kN 用两个 只能负担100kN 只有四个滑轮全部工作时才能负担200kN 单门滑轮所受的拉力 一般等于引出绳拉力的两倍 不考虑摩阻力 但作为导向滑轮时 随两绳的夹角不同 滑轮所受的拉力也随之变化 见图 根据导向滑轮的受力简图可得 P 2 S COS P 滑轮所承受的拉力 钢丝绳与滑轮拉杆的夹角S 滑轮引出绳 跑头 的拉力 导向滑轮的受力图 二 滑轮组滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮及绕过它们的绳索 钢丝绳 组成的简单起重工具 它既省力又能改变力的方向 1 种类滑轮组根据引出绳引出的方向不同 可分以下几种 1 引出绳自动滑轮引出 用力方向与重物的移动方向一致见图5 27 a 2 引出绳自定滑轮引出 用力方向与重物的移动方向相反 见图5 27 b 3 双联滑轮组 多用于门数较多的滑轮 有两根引出绳 它的优点是 速度快 滑轮受力比较均匀 避免发生自锁现象 见图5 27 c 图5 27 用滑轮组起吊重物时 引出绳一般是自定滑轮引出 此时 滑轮组钢丝绳固定端的位置 视滑轮组的滑轮总数而定 总数为单数时 固定在动滑轮上 总数为偶数时 固定在定滑轮上 滑轮组的名称由组成滑轮组的定滑轮数和动滑轮数来表示的 如又四个定滑轮和四个动滑轮组成的滑轮组称为 四 四 滑轮组 由五个定滑轮和四个动滑轮组成的滑轮组称为 五 四 滑轮组 其余类推 2 滑轮组的计算利用滑轮组起重 可根据穿绕动滑轮的绳子根数确定其省力情况 绳子根数越多 越省力 如图5 28所示的滑轮组 穿绕动滑轮的绳子有四根 即重物Q由四根绳子负担 每根绳的拉力等于Q 4 也即是引出绳的拉力等于重物的1 4 因此 当不考虑滑轮的摩阻力时 如有几根绳穿绕动滑轮 则所需拉力S可用下式计算 S Q n式中Q 起吊物的重量 n 穿绕动滑轮的绳数 称为工作线数 如引出绳自定滑轮引出 则n 滑轮组的滑轮总数 现场上将穿绕动滑轮绳子的根数叫 走几 图5 28所示的滑轮组是走 4 图5 28 实际上滑轮组有摩阻力 必须要考虑摩阻力对滑轮组的影响 实际的拉力较计算的理论值S要稍大些 才能将重物拉起 考虑摩阻力以后的实用公式计算如下 S kQ式中 S 跑头拉力 KN k 小于1的系数 即称滑轮组的省力系数 f 单个滑轮摩擦系数 青铜轴套滑轮f 1 04 滚珠滑轮f 1 02 无轴套滑轮f 1 06 起重机用滑轮一般为青铜轴套滑轮 其滑轮组省力系数可查表5 12 上述滑轮组省力系数的计算 其跑头是从定滑轮绕出的 结构安装常用 若跑头从动滑轮绕出 钢筋冷拉常用 图5 28 此时工作线数比滑轮数多1 其滑轮组省力系数按下式计算 5 2 3钢丝绳钢丝绳是吊装工作中的常用绳索 它具有强度高 韧性好 耐磨性 寿命长 价格适中等优点 同时 磨损后外表产生毛刺 容易发现 便于预防事故的发生 视组成钢丝绳股数和钢丝数目的多少 捻制方法的差异及有无纤维芯等 把钢丝绳分成十余种 设备吊装中一般只使用其中由6股组成的3种 1 构造与种类 钢丝绳的构造在结构吊装中常用的钢丝绳是由六股钢丝和一股绳芯 一般为麻芯 捻成 每股又由多根直径为0 4 4 0mm 强度由1400 1550 1700 1850 2000MPa的高强钢丝捻成 见图5 30 图5 31钢丝绳的捻法 a 反捻绳 b 顺捻绳图5 30普通钢丝绳的截面1 钢丝 2 由钢丝绕成的绳股 3 绳芯 钢丝绳的种类钢丝绳的种类很多 按钢丝和钢丝绳股的搓捻方向分 1 反捻绳每股钢丝的搓捻方向与钢丝股的搓捻方向相反 这种钢丝绳较硬见图5 31 a 强度较高 不易松散 吊重时不会扭结旋转 多用于吊装工作中 2 顺捻绳每股钢丝的搓捻方向与钢丝股的搓捻方向相同 见图5 31 b 这种钢丝绳柔性好 表面较平整 不易磨损 但容易松散和扭结卷曲 吊重物时 易使重物旋转 一般多用于拖拉或牵引装置 钢丝绳按每股钢丝根数分 有6股7丝 7股7丝 6股19丝 6股37丝和6股61丝等几种 在结构安装工作中常用以下几种 1 6 19 1即6股每股由19根钢丝组成再加一根绳芯 此种钢丝绳较粗 硬而耐磨 但不易弯曲 一般用作拉索 缆风绳及在其他少弯曲 受磨损时采用 2 6 37 1即6股每股由37根钢丝组成再加一根绳芯 此种钢丝绳比较柔软 一般用于穿滑轮组和作吊索 宜用于滑车组及其他呈弯曲时采用 3 6 61 1即6股每股由61根钢丝组成再加一根绳芯 此种钢丝绳质地软 一般用于滑车组 制作吊索 起吊绑绳和重型起重机械 标记举例 GB T8918 2006 标记简化如下 钢丝绳6 19 16 1770表示6股 每股19丝 钢丝绳直径 16mm 钢丝绳抗拉强度为1770MPa 2 钢丝绳的计算 钢丝绳的破断拉力钢丝绳的破断拉力与钢丝绳的直径 构造 钢丝的极限强度有关 可按下式计算 Pm 钢丝绳的破断拉力 N d 钢丝直径 mm n 钢丝绳的钢丝总根数 钢丝的抗拉极限强度 MPa 考虑钢丝之间受力不均匀系数 6 19 1的钢丝绳 0 856 37 1的钢丝绳 0 826 61 1的钢丝绳 0 79表5 13为三种规格的钢丝绳的破断拉力 计算时可直接查得 钢丝绳 6 19 1 主要技术参数 GB T8918 2006 注 1 最小钢丝破断拉力总和 钢丝绳最小破断拉力 1 197 纤维芯或l 287 钢芯 钢丝绳 6 37 1 主要技术参数 GB T8918 2006 注 1 最小钢丝破断拉力总和 钢丝绳最小破断拉力 1 197 纤维芯或1 287 钢芯 注 在黑线之下只有普通钢丝绳 无镀锌钢丝绳 钢丝绳 6 61 1 主要技术参数 GB T8918 2006 钢丝绳的允许拉力Sg Pm K Pg KSg 钢丝绳的允许拉力 KN Pm 钢丝绳的破断拉力 KN Pg 钢丝绳的破断拉力总和 查表5 14 钢丝绳的破断拉力折算系数 6 19 1 0 85 6 37 1 0 82 6 61 1 0 79 K 钢丝绳的安全系数 表5 15 表5 15钢丝绳的安全系数 如果用的是旧钢丝绳 则求得的允许拉力应根据绳的新旧程度乘以0 4 0 75的系数之后方可使用 按钢丝绳的断丝数 下表中查得折减系数 对其破断力进行折减 若钢丝绳表面又有磨损 则按下表中对折减系数向更小方向修正 注 一个节距的含义如多头螺纹的导程 注 表中磨损比率按单根钢丝或整根钢丝绳计算均可 例 用一根直径为24mm 钢丝极限强度为1550MPa的6 37 1钢丝绳作捆绑吊索用 它的允许拉力为多大 解 从表5 13中查得Pg 326500N 从表5 15中查得K 8 则 Sg Pm K Pg K 0 82 326500 8 33466N 例 有一直径21 5mm 6 37 21 5顺捻旧钢丝绳 钢丝绳的公称抗拉强度为1550MPa 在一个节距内断丝6根 钢丝表面磨损15 试计算其折减后的破断拉力 Pm 0 82 270 0 95 0 7 147 2式中Pm 折减后钢丝绳的破断拉力 kN 0 82 算系数C 270 钢丝绳的钢丝破断拉力总和 kN 0 95 断丝折减系数 查表 钢丝断丝的折减系数 得 0 7 表面磨损修正系数 查表 钢丝绳表面磨损时折减系数的修正系数 得 3 钢丝绳的安全检查和使用注意事项钢丝绳的安全检查钢丝绳使用一定时间后 就会产生断丝 腐蚀和磨损现象 其承载能力就降低了 钢丝绳经检查有下列情况之一者 应予以报废 1 钢丝绳磨损或锈蚀达直径的40 以上 2 钢丝绳整股破断 3 使用时断丝数目增加得很快 4 钢丝绳每一节距长度范围内 断丝根数不允许超过规定的数值 一个节距系指某一股钢丝搓绕绳一周的长度 约为钢丝绳直径的八倍 见图5 32 图5 32钢丝绳节距的量法1 6 钢丝绳绳股的编号 图5 33钢丝绳的量法 如钢丝绳有断股 锈蚀严重 断丝和磨损超过标准 受热退火和发生各种严重变形时 钢丝绳应报废 按国家规范规定 在一个节距内断丝根数达到下表所列根数时 钢丝绳即应报废 钢丝绳在一个节距内断丝的报废标准 钢丝绳的使用注意事项 1 使用中不准超载 当在吊重的情况下 绳股间有大量的油挤出时 说明荷载过大 必须立即检查 2 钢丝绳穿过滑轮时 滑轮槽的直径应比绳的直径大1 2 5mm 3 为了减少钢丝绳的腐蚀和磨损 应定期加润滑油 一般以工作时间四个月左右加一次 存放时 应保持干燥 并成卷排列 不得堆压 4 使用旧钢丝绳 应事先进行检查 5 2 4吊具在构件安装过程中 常要使用一些吊装工具 如吊索 卡环 花篮螺丝 横吊梁等 1 吊索主要用来绑扎构件以便起吊 可分为环状吊索又称万能用索 图5 34 a 和开式吊索又称轻便吊索 图5 34 b 两种 图5 34吊索 a 环状吊索 b 开式吊索 吊索是用钢丝绳制成的 因此 钢丝绳的允许拉力即为吊索的允许拉力 在吊装中 吊索的拉力不应超过其允许拉力 吊索拉力取决于所吊构件的重量及吊索的水平夹角 水平夹角应不小于30度 一般用45 60 两支吊索的拉力按下式计算 图5 35 a P Q 2sin P 每根吊索的拉力kN Q 吊装构件的重量kN 吊素与水平线的夹角 四支吊索的拉力按下式计算 图5 35 b P Q 2 sin sin 式中P 每根吊索的拉力 kN 分别为吊索与水平线的夹角 图5 35吊索拉力计算简图 a 两支吊索 b 四支吊索 2 卡环用于吊索与吊索或吊索与构件吊环之间的连接 它由弯环和销于两部分组成 按销子与弯环的连接形式分为螺栓卡环和活络卡环 见图5 36 a b 活络卡环的销子端头和弯环孔眼无螺纹 可直接抽出 常用于柱子吊装 见图5 36 c 它的优点是在柱子就位后 在地面用系在销子尾部的绳子将销子拉出 解开吊索 近免了高空作业 图5 36卡环及使用示意图 a 螺栓式卡环 b 活络卡环 c 用活络卡环绑扎1一吊索 2一活络卡环 3一白棕绳 使用活络卡吊装柱子时应注意以下几点 绑扎时应使柱子起吊后销子尾部朝下 如图5 36 c 所示 以便拉出销子 同时要注意 吊索在受力后要压紧销子 销子因受力 在弯环销孔中产生摩擦力 这样销子才不会掉下来 若吊索没有压紧销子 滑到边上去 形成弯环受力 销子很可能会自动掉下来 这是很危险的 在构件起吊前要用白棕绳 直径10mm 将销子与吊索的8股头 吊索末端的圆圈 连在一起 用铅丝将弯环与8股头捆在一起 拉绳人应选择适当位置和起重机落钩中的有利时机 即当吊索松弛不受力且使白棕绳与销子轴线基本成一直线时 拉出销子 3 花篮螺栓利用丝杠进行伸缩 能调节钢丝绳的松紧 可在构件运输中捆绑构件 在安装校正中松 紧缆风绳 见图5 37 图5 37 4 轧头 卡子 轧头 卡子 是用来连接两根钢丝绳的 如图5 38 所以 又叫钢丝绳卡扣 图5 38 钢丝绳卡扣连接方法和要求 钢丝绳卡扣连接法一般常用夹头固定法 通常用的钢丝绳夹头 有骑马式 压板式和拳握式三种 其中骑马式连接力最强 应用也最广 压板式其次 拳握式由于没有底座 容易损坏钢丝绳 连接力也差 因此 只用于次要的地方 如图5 39所示 图5 39 钢丝绳夹头在使用时应注意以下几点 a 选用夹头时 应使其U形环的内侧净距比钢丝绳直径大1 3mm 太大了卡扣连接卡不紧 容易发生事故 b 上夹头时一定要将螺栓拧紧 直到绳被压扁1 3 1 4直径时为止 并在绳受力后 再将夹头螺栓拧紧一次 以保证接头牢固可靠 c 夹头要一顺排列 U形部分与绳头接触 不能与主绳接触 如图5 40a所示 如果U形部分与主绳接触 则主绳被压扁后 受力时容易断丝 d 为了便于检查接头是否可靠和发现钢丝绳是否滑动 可在最后一个夹头后面大约500mm处再安一个夹头 并将绳头放出一个 安全弯 如图5 40b所示 这样 当接头的钢丝绳发生滑动时 安全弯 首先被拉直 这时就应该立即采取措施处理 图5 40a 钢丝绳夹头的安装方法b 留安全弯的方法 图5 41 5 吊钩吊钩有单钩和双钩两种 如图5 41所示 在吊装施工中常用的是单钩 双钩多用于桥式和塔式起重机上 6 横吊梁横吊梁 又称铁扁担 前面讲过吊索与水平面的夹角越小 吊索受力越大 吊索受力越大 则其水平分力也就越大 对构件的轴向压力也就越大 当吊装水平长度大的构件时 为使构件的轴向压力不致过大 吊索与水平面的夹角应不小于45 但是吊索要占用较大的空间高度 增加了对起重设备起重高度的要求 降低了起重设备的使用价值 为了提高机械的利用程度 必须缩小吊索与水平面的夹角 因此而加大的轴向压力 由一金属支杆来代替构件承受 这一金属支杆就是所谓的横吊梁 又称铁扁担 横吊梁的作用有二 一是减少吊索高度 二是减少吊索对构件的横向压力 横吊梁 又称铁扁担 的形式很多 可以根据构件特点和安装方法自行设计和制造 但需作强度和稳定性验算 验算的方法详见钢构件计算 横吊梁常用形式有钢板横吊梁 如图5 42 a 和钢管横吊梁 如图5 42 b 柱吊装采用直吊法时 用钢板横吊梁 使柱保持垂直 吊屋架时 用钢管横吊梁 可减小索具高度 图5 42横吊梁 a 钢板横吊梁 b 钢管横吊粱 c 滑轮横吊梁1 挂起重机吊钩的孔 2 挂吊索的孔 3 吊索 4 钢管5 吊环 6 滑轮 7 吊索 5 3起重机型号及起重臂长度的选择 起重量 起重机的起重量Q应满足下式要求 式中 Q1 构件质量 t