--结构安装工程PPT课件

1 第6章结构安装工程 土木工程施工多媒体 2 结构安装工程主要特点是 1 预制构件的类型和质量直接影响吊装进度和工程质量 2 正确选用起重机是完成吊装任务的关键 3 应对构件进行吊装强度和稳定性验算 4 高空作业多 应加强安全技术措施 3 6 1起重机械结构安装工程常用的起重机械有 履带式起重机 汽车式起重机 轮胎式起重机 桅杆式起重机和塔式起重机等 6 1 1履带式起重机 图6 1 目前国内常用的履带式起重机性能见表6 1 4 1 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主要参数 起重量Q 起重半径R和起重高度H 起重机这三个参数互相制约 其数值的变化取决于起重臂的长度及其仰角的大小 履带式起重机的主要技术性能可查有关手册中的起重机性能表或起重机性能曲线 表6 2列有W1 50 W1 100 W1 200履带式起重机性能 图6 2 图6 3 图6 4为这三种起重机的性能曲线 5 6 7 8 2 履带式起重机稳定性验算当考虑吊装荷载及附加荷载 风荷载 刹车惯性力和回转离心力等 时应满足下式要求当仅考虑吊装荷载时应满足下式要求 9 G0 起重机平衡重 G1 起重机可转动部分的重量 G2 起重机机身不转动部分的重量 G3 起重臂重量 起重臂接长时为接长后的重量 d 以上各部分的重心至倾覆中心的距离 10 6 1 2 汽车式起重机 图6 6 11 6 1 3轮胎起重机 12 6 1 4 塔式起重机1 轨道式塔式起重机轨道式塔式起重机是一种能在轨道上自行的塔式起重机 根据不同的型号 分别可在直线形轨道 L形或U形轨道上行驶 常用的有QT1 2型 QT1 6型 图6 8 等 后者性能见表6 3 13 14 2 爬升式塔式起重机爬升式塔式起重机是指安装在建筑物内部 电梯井或特设开间 结构上的塔式起重机 借助自身的爬升系统能自己进行爬升 一般每隔两层楼爬升一次 由于其体积小 不占施工用地 易于随建筑物升高 因此适于现场狭窄的高层建筑结构安装 其爬升过程如图6 9所示 15 16 3 附着式塔式起重机附着式塔式起重机是直接固定在建筑物近旁的混凝土基础上 依靠爬升系统随着建筑物升高而自行向上接高 塔式起重机的附着是指为减小塔身计算长度 每隔20m左右将塔身与建筑物联结起来 它适用于高层建筑施工 附着式塔式起重机还可以装在建筑物内作为爬升起重机使用 或作为轨道式塔式起重机使用 QT4 10型附着式塔式起重机的液压自升系统由顶升套架 长行程液压千斤顶 承座 顶升横梁 定位销等组成 其自升过程如图6 13所示 17 图6 13 18 19 20 21 6 1 5桅杆式起重机 1 独脚拔杆 独脚拔杆是由起重滑轮组 卷扬机 缆风绳及锚碇等组成 起重时拔杆保持不大于10o的倾角 独脚拔杆按制作材料分为木独脚拔杆 钢管独脚拔杆和格构式独脚拔杆 图6 14 图6 14 22 2 人字拔杆 人字拔杆是用两根圆木或钢管或格构式钢构件以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成 图6 15 两杆夹角不宜超过30o 起重时拔杆向前倾斜度不得超过1 10 其优点是侧向稳定性较好 缺点是构件起吊后活动范围小 图6 15 23 3 悬臂拔杆 在独脚拔杆的中部或2 3高度外 装上一根铰接的起重臂即成悬臂拔杆 图6 16 起重臂可以左右回转和上下起伏 其特点是有较大的起重高度和起重半径 但起重量降低 图6 16 24 4 牵缆式桅杆起重机 在独脚拔杆的下端装上一根可以全回转和起伏的起重臂即成为牵缆式桅杆起重机 图6 17 这种起重机具有较大的起重半径 起重量大且操作灵活 图6 17 25 6 2钢筋混凝土单层工业厂房结构吊装 6 2 1吊装前的准备1 平整场地与道路铺设 2 构件的运输与堆放 图6 18为柱 吊车梁 屋架等构件运输示意图 图6 18 26 27 构件运输时的混凝土强度 如设计无要求不应低于设计强度的75 不论车上运输或卸车堆放 其垫点和吊点都应按设计要求进行 叠放构件之间的垫木要在同一条垂直线上 3 构件的拼装 构件拼装有平拼和立拼两种 图6 19为钢筋混凝土屋架的立拼图 图6 19 28 4 吊装前对构件的质量检查 混凝土强度是否达到设计要求 如无要求 是否达到设计强度的75 预应力混凝土构件孔道灌浆的强度是否已达到了15N mm2 5 构件的弹线与编号 柱子 应在柱身的三面弹出其几何中心线 对于工字形截面柱 还应在其翼缘部分弹一条与中心线相平行的线 以避免校正时产生观测视差 此外在柱顶面和牛腿面上要弹出屋架及吊车梁的吊装准线 图6 20 屋架 上弦顶面应弹出几何中心线吊车梁 应在两端面及顶面弹出吊装中心线同时 尚应按图纸将构件逐个编号 图6 20 29 6 杯形基础的准备 杯形基础准备主要包括基础定位轴线和基底抄平 基底抄平可根据安装后牛腿面的标高计算出基底的统一高度 并用水泥砂浆或细石混凝土将杯底调整到统一高度 图6 21 图6 21 30 31 7 构件的临时加固 构件起吊时的绑扎位置往往与正常使用时的支承位置不同 所以构件的内力将产生变化 受压的杆件可能会变为受拉 因此在吊装前应进行吊装内力的验算 必要时应采取临时的加固措施6 2 2 构件吊装工艺1 柱子的吊装 1 柱子的绑扎 柱绑扎点的位置应根据柱子的形状 断面 长度 配筋等情况经验算后确定 一般中小型柱只需一点绑扎 重型柱 配筋少的柱 为防止起吊中断裂 需多点绑扎 柱的绑扎方法有斜吊绑扎法和直吊绑扎法两种 32 图6 22 1 斜吊绑扎法 如图6 22所示 33 2 直吊绑扎法 图6 23 这种方法的优点是柱截面的抗弯能力较斜吊绑扎大 缺点是增加了柱翻身工序 并且起重机吊钩超过柱顶 需要的起重高度比斜吊法大 起重臂也比斜吊法长 图6 23 34 35 2 柱的起吊 根据柱在起吊过程中的运动特点 可分为旋转法和滑行法 1 单机旋转法 图6 24 这种方法是在起吊过程中 起重机边收钩边回转 使柱绕柱脚旋转而成为直立状态后再插入杯口 图6 24 36 2 单机滑行法 图6 25 滑行法的缺点是柱在地面滑行时会因地面不平而受到振动 优点是起重臂无须转动 即可将柱就位 比较安全 图6 25 37 3 双机抬吊滑行法 图6 26 当柱重量超过起重机的起重能力时 可采用双机抬吊滑行法 图6 26 38 4 双机抬吊递送法 图6 27 此法吊装时两台起重机可位于柱的同侧或两侧 图6 27 39 3 柱子的就位与临时固定 图6 28 柱脚对位 插入楔块 中心线对正 放松吊钩 柱脚与杯口中心线 打紧楔块 起重机脱钩 图6 28 40 4 柱子的校正 图6 29 临时固定后的校正主要是垂直度的校正 其校正的方法是用两台经纬仪从柱的相邻两边检查柱的中心线是否垂直 图6 29 41 5 柱子的最后固定 柱子校正后应立即进行最后固定 以防止外界影响而出现新的偏差 最后固定的方法是在柱脚与基础杯口的空隙间浇筑细石混凝土并振捣密实 浇筑工作分两阶段进行 第一次先浇至楔块底面 待混凝土强度达到25 设计强度后 拔出楔块 第二次浇筑细石混凝土至杯口顶面 42 2 吊车梁的吊装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75 以上时方可进行 吊车梁绑扎时 两根吊索要等长 起吊后吊车梁能基本保持水平 图6 30 吊车梁的校正应在厂房结构固定后进行 内容主要为垂直度和平面位置 拉钢丝法是根据柱的定位轴线确定出吊车梁的轴线并在端跨地面打入木桩 用钢尺量出两吊车梁的中心距是否等于轨距 如正确 用经纬仪将端跨的四根吊车梁中心校正 再在端跨的吊车梁上沿纵轴拉钢丝通线 并悬重物拉紧 检查并拨正各吊车梁 使其中心线与钢丝重合 图6 31 43 44 图6 31 图6 30 45 图6 32 仪器放线法 图6 32 适用于吊车梁数量多 纵轴长 使用钢丝法不易拉紧的情况 46 47 3 屋架的吊装 1 绑扎 屋架的绑扎点应在上弦节点或其附近 翻身扶直屋架时 吊索与水平线的夹角不宜小于60o 吊装时不宜小于45o 绑扎点应以屋架的重心为中心 对称布置 吊点的数目及位置一般由设计确定 跨度小于18m的屋架 可两点绑扎 跨度18m以上时 可采取四点绑扎 屋架跨度超过30m时 应配以横吊梁 以降低吊钩的高度 图6 33 48 图6 33 49 2 扶直 1 正向扶直 起重机位于屋架下弦一侧 以吊钩对准屋架上弦中点 收紧吊钩 同时略加起臂使屋架脱模 然后升钩 起臂 使屋架以下弦为轴缓缓转为直立状态 图6 34a 2 反向扶直 起重机位于屋架上弦一侧 吊钩对准上弦中点 边升钩边降臂 使屋架绕下弦转动而直立 图6 34b 图6 34 50 51 52 3 吊升 对位与临时固定 4 校正及最后固定 屋架的校正内容主要是校正垂直偏差 可用经纬仪或线锤检测 53 54 4 天窗架和屋面板的吊装屋面板吊装时应由两边檐口对称地逐块吊向屋脊 除最后一块只能焊两点外 每块屋面板应焊三点 6 2 3结构吊装方案单层工业厂房结构吊装方案的内容主要包括 结构吊装方法的选择 起重机械的选择 起重机的开行路线及构件的平面布置等 确定吊装方案时应考虑结构形式 跨度 构件的重量及安装高度及工期的要求 同时要考虑尽量充分利用现有的起重设备 55 56 57 58 1 结构吊装方法 1 分件吊装法 图6 36a 起重机每开行一次 仅吊装一种或几种构件 一般分三次开行吊装完全部构件 第一次开行吊装柱 并逐一进行校正和最后固定 待杯口接头处混凝土达到75 设计强度后进行第二次开行 吊装吊车梁 连系梁及柱间支撑等 第三次开行 以节间为单位吊装屋架 天窗架和屋面板等构件 59 图6 36 60 分件吊装法起重机每次开行基本上只吊一种或一类构件 索具不需经常更换 操作熟练 吊装效率高 能充分发挥起重机的工作性能 还能给构件临时固定 校正及最后固定等工序提供充裕的时间 构件的供应也比较单一 平面布置也比较容易 因此 一般单层工业厂房的结构安装多采用此法 但由于分件安装起重机开行路线长 不能迅速形成稳定的空间结构 这在吊装时要加以注意 61 2 综合吊装法 图6 36b 起重机仅开行一次就安装完所有的结构构件 具体步骤是先吊装4根柱子 随即进行校正和最后固定 然后吊装该节间的吊车梁 连系梁 屋架 天窗架 屋面板等构件 这种方法起重机开行路线短 停机次数少 能及早为下道工序交出工作面 索具更换频繁 影响吊装效率 校正及固定的时间紧 误差积累后不易纠正 构件供应种类多变 平面布置杂乱 不利文明施工 62 2 起重机的选择 1 起重机类型的选择 选择起重机的类型主要考虑其可行性 合理性和经济性 2 起重机型号的选择 起重机的三个工作参数 起重量Q 起重高度H 起重半径R要满足构件吊装的要求 同时考虑吊装不同类型的构件变换不同的臂长 以充分发挥起重机的性能 1 起重量 选择起重机的起重量 必须大于所吊装构件的重量与索具重量之和Q Q1 Q2式中Q 起重机的起重量 kN Q1 构件的重量 kN Q2 索具的重量 kN 63 2 起重高度 起重机的起重高度 必须满足所吊装的构件的安装高度要求 图6 37 即H h1 h2 h3 h4 图6 37 64 3 起重半径 当起重机可以不受限制地开到安装支座附近去安装构件时 可不验算起重半径 但当起重机受到限制不能靠近安装支座附近去安装构件时 则应验算当起重机半径为定值时其起重量与起重高度能否满足吊装要求 当起重臂须跨过已安装好的结构去吊装构件时 如跨过屋架去安装屋面板时 为了不使起重臂与安装好的结构相碰 必须求出最短臂长 确定起重机的最短臂长 可用数解法 图6 38a 也可用图解法 图6 38b 65 图6 38 66 数解法 按下式计算式中L 起重臂的长度 m h 起重臂底铰至构件吊装支座的高度 m h h1 E q 起重钩需跨过已吊装好的构件的水平距离 m g 起重臂轴线与已安装好的构件的水平距离 至少取1m 吊装时的起重仰角 67 为求最小杆长 对上式进行微分 并令 0 即然后根据实际选定的L及值可计算出起重半径R 68 3 起重机台数的选择 按下式计算式中N 起重机台数 T 工期 C 每天工作班数 K 时间利用系数 一般取0 8 0 9 Qi 每种构件的安装工程量 Pi 起重机相应的产量定额 69 3 起重机开行路线与构件的平面布置 1 吊装柱子时起重机开行路线及构件平面布置 1 起重机开行路线 根据厂房的跨度 柱的尺寸和重量及起重机的性能 起重机的开行路线有跨中开行和跨边开行两种 图6 39a 图6 39 70 2 柱的平面布置 柱的现场预制位置尽量为吊装阶段的就位位置 采用旋转法吊装时 柱斜向布置 采用滑行法吊装时 柱可纵向也可斜向布置 当采用旋转法起吊柱时 尽量按三点共弧斜向布置 图6 40a 由于场地限制 很难做到三点共弧 也可两点共弧 图6 40b 图6 40 71 柱如按滑行法起吊 可按两点共弧斜向或纵向布置 绘制施工图时绑扎点与杯口中心共弧 为减少占地 对不太长的柱 也可采用两柱叠浇的方式纵向布置 但应使叠浇两柱的绑扎点分别与各自的杯口共弧 图6 41 图6 41 72 2 吊装屋架时起重机开行路线及构件平面布置 屋架及屋盖结构吊装时 起重机宜跨中开行 屋架一般均在跨内平卧叠浇 每叠3 4榀 布置方式有斜向布置 正反斜向布置和正反纵向布置三种 图6 42 应优先选用斜向布置 因为它便于屋架的翻身扶直及就位排放 73 图6 42 74 75 以屋架的斜向排放为例 布置方式如下 图6 43 1 确定起重机开行路线及停机点 2 确定屋架排放位置 图6 43 76 当屋架尺寸小 重量轻时 可采取纵向排放 图6 44 的方式 允许起重机负荷行驶 图6 44 77 3 吊车梁 连系梁 屋面板的堆放 吊车梁 连系梁的就位位置 一般在其安装位置的柱列附近 跨内跨外均可 依编号 吊装顺序进行就位和集中堆放 有条件也可采用随运随吊的方案 从运输车上直接起吊 屋面板以6 8块为一叠 靠柱边堆放 在跨内就位时 约后退3 4个节间开始堆放 在跨外就位时 应后退2 3个节间 78 6 3多层装配式房屋结构安装 装配式结构的全部构件为预制 在施工现场用起重机械装配成整体 其具有施工速度快节约模板等优点 装配式结构型式主要有墙体承重和框架承重两种 其主导工程是结构安装工程 在制定安装方案时主要考虑吊装机械的选择和布置 安装顺序和安装方法等问题 79 80 81 82 83 6 3 1吊装机械的选择与布置1 吊装机械的选择2 吊装机械的布置起重机的布置有单侧或双侧及环形布置三种 图6 46 1 单侧布置 当房屋平面宽度较小 构件也较轻时 塔式起重机可单侧布置 此时起重半径应满足R b a式中R 塔式起重机吊装最大起重半径 m b 房屋宽度 m a 房屋外侧至塔式起重机轨道中心线的距离 按下式计算a 外脚手的宽度 1 2轨距十0 5m 84 2 双侧布置 当建筑物平面宽度较大或构件较大时 单侧布置起重力矩满足不了构件的吊装要求时 起重机可双侧布置 其起重半径应满足R b 2 a 图6 46 85 3 环形布置 当建筑物四周场地狭窄 或者由于构件较重 房屋较宽时 可将起重机布置在跨内 其布置方式有跨内单行布置和跨内环行布置两种 图6 47 图6 47 86 一些重型厂房 需采用重型起重机在跨内进行吊装 图6 48 图6 48 87 高层装配式结构多采用爬升式或附着式自升塔式起重机 图6 49 图6 49 88 6 3 2结构吊装方法与吊装顺序1 分件吊装法1 分层分段流水吊装法 一般是以一个楼层为一个施工层 如柱子一节为二层高 则以两个楼层为一个施工层 然后再将每一个施工层划分为若干个施工段 以便于构件的吊装校正 焊接及接头灌浆等工序的流水作业 图6 50为塔式起重机用分层分段流水吊装法吊装框架结构的实例 2 分层大流水吊装法 每个施工层不再划分施工段 而按一个楼层组织各工序的流水 89 图6 50 90 2 综合吊装法 综合吊装法是以一个节间或若干个节间为一个施工段 以房屋的全高为一个施工层来组织各工序的流水 起重机把一个施工段的构件吊装至房屋的全高 然后转移到下一个施工段 采用此法吊装时 起重机宜布置在跨内 采取边吊边退的行车路线 图6 51为采用履带式起重机跨内开行以综合吊装法吊装两层框架结构的实例 91 图6 51 92 6 3 3构件的平面布置与排放构件布置一般应遵循以下原则 1 预制构件应尽量布置在起重机的回转半径之内 避免二次搬运 如场地狭小时 一部分小型构件可集中堆放在施工现场附近 吊装时再运到吊装地点 2 重型构件应尽量布置在起重机附近 中小型构件可布置在外侧 3 构件布置地点及朝向应与构件吊装到建筑物上的位置相配合 以便在吊装时减少起重机的变幅及构件空中调头 图6 52为使用塔式起重机跨外吊装多层厂房的构件平面布置图 柱斜向布置在靠近起重机轨道外 梁板布置在较远处 93 图6 52 94 图6 53是使用爬升式塔式起重机跨内吊装高层框架结构的构件平面布置实例 图6 53 95 6 3 4构件吊装工艺1 框架结构吊装 1 柱的吊装 l 绑扎与起吊 防止钢筋碰弯 给下面安装接头钢筋的对正带来麻烦 常用的保护方法有 用钢管保护柱脚外伸钢筋 用钢筋三角架套在柱端钢筋处或用垫木保护等方法 图6 54 图6 54 96 2 柱的临时固定与校正 可用管式支撑进行 图6 55 图6 55 97 3 柱的接头 柱接头型式有榫式接头 插入式接头和浆锚式接头三种 图6 56 图6 56 98 2 梁与柱接头 常用形式有牛腿式接头 齿槽式接头 整体式梁柱接头三种 如图6 57所示 图6 57 99 2 墙板结构吊装装配式大型墙板的安装方法有储存安装法和直接吊装法两种 1 安装前的准备 1 抄平放线 2 铺灰墩 灰饼 2 吊装顺序 大型墙板的吊装顺序 应根据房屋的构造特点和现场具体情况而定 一般多采用逐间封闭法吊装 图6 58 为减小误差积累 从建筑物中间某一个开间开始 按先安内墙 后安外墙的顺序逐间封闭 逐间闭合后 随即焊接固定 因而施工期间的整体稳定性较好 100 图6 58 101 6 4空间网架结构吊装 网架的安装方法及适用范围如下 1 高空散装法 适用于螺栓连接节点的各种类型网架 2 分条或分块安装法 适用于分割后刚度和受力状况改变较小的网架 3 高空滑移法 适用于正放四角锥 正放抽空四角锥 两向正交正放四角锥等网架 4 整体吊装法 适用于各种类型的网架 5 整体提升法 适用于周边支承及多点支承网架 6 整体顶升法 适用于支点较少的多点支承网架 102 6 4 1高空散装法高空散装法是将网架的杆件和节点 或小拼单元 直接在高空设计位置总拼成整体的方法 1 工艺特点高空散装法分全支架法 即搭设满堂脚手架 和悬挑法两种 2 拼装支架1 支架稳定验算 2 支架沉降控制 3 支架拆除 3 螺栓球节点网架拼装 103 104 图6 59所示为上海银河宾馆多功能大厅用高空散装法拼装完成 图6 59 105 6 4 2分条 分块 吊装法1 工艺特点高空作业量较高空散装法大为减少 拼装支架也减少很多 又能充分利用现有起重设备 故较经济 这种安装方法适用于分割后网架的刚度和受力状况改变较小的各类中小型网架 如两向正交正放四角锥 正放抽空四角锥等网架 2 条 块 单元划分对于正放类网架 分成条 块 状单元后 一般不需要加固 106 对于斜放类网架 分成条 块 状单元后 由于上 下 弦为菱形结构可变体系 必须加固后方可吊装 图6 60 由于斜放类网架加固后增加了施工费用 因此这类网架不宜分割 宜整体安装或高空散装 图6 60 107 分割方法如下 1 单元相互靠紧 下弦用双角钢分在两个单元L 图6 67a 2 单元相互靠紧 上弦用剖分式安装节点连接 图6 67b 3 单元间空一网格 在单元吊装后再在高空将此空格拼成整体 图6 67c 108 1 地面拼装 109 2 高空拼装 110 111 液压爬行器 112 3 挠度控制条状单元在吊装就位过程中的受力状态属平面结构体系 而网架是按空间结构设计的 因此条状单元在总拼前的挠度比形成整体网架后的挠度大 故在合拢前必须在中部用支撑顶起 调整其挠度使其与整体网架挠度符合 4 条 块 状单元几何尺寸控制条 块 状单元尺寸 形状必须准确 以保证高空总拼时节点吻合及减少积累误差 图6 62为一平面尺寸45m 36m的斜放四角锥网架分块吊装实例 图6 63为一平面尺寸为45m 45m的两向正交正放网架分条吊装实例 113 图6 62 图6 63 114 6 4 3高空滑移法1 工艺特点 1 单条滑移法 图6 64a 此种方法的特点是摩阻力小 如装上滚轮 当小跨度时可不必用机械牵引 用橇棍即可撬动 但单元之间的连接需要脚手架 2 逐条积累滑移法 图6 64a 此种方法的特点是在建筑物一端搭设支架 牵引力逐次加大 要求滑移速度较慢 约为1m min 一般需要多门滑轮组变速 115 图6 64 116 高空滑移法按摩擦方式的不同可分为滚动摩擦式 即在网架上安装有滚轮 和滑动摩擦式两种 高空滑移法的主要优点是设备简单 不需大型起重设备 成本低 特别在场地狭小或跨越其他结构 设备等与起重机无法进入时更为合适 其次是网架的滑移可与其他土建工程平行作业 而使总工期缩短 如体育馆或剧场等土建 装修及设备安装等工程量较大的建筑 更能发挥其经济效益 图6 65为高空滑移法工程实例 117 图6 65 118 2 滑移装置 1 滑轨 滑移用轨道有各种形式 图6 66 对于中小型网架可用圆钢 扁铁 角钢或小槽钢构成 对于大型网架可用钢轨 工字钢 槽钢等构成 图6 66 119 2 导向轮 导向轮 图6 67 为滑移安全保险装置 一般设在导轨内侧 在正常滑移时导向轮与导轨脱开 其间隙为10 20mm 图6 67 120 6 4 4整体提升及整体顶升法1 整体提升法可利用结构柱作为提升网架的临时