第九章-结构安装工程PPT课件

1 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 第九章结构安装工程 第一节概述 2 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 3 第二节单层工业厂房结构安装 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 4 5 6 一 构件吊装前的准备工作 构件吊装前的准备工作包括清理场地 铺筑道路 基础准备 构件运输 堆放和拼装加固 构件检查 清理 弹线 编号以及起重吊装机械的安装等 1 场地清理与道路修筑 三通一平 路通 水通 电通和场地平整2 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 7 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 杯口面上弹十字交叉的安装中心线 并画上红三角 8 3 构件的运输 1 运输方法汽车运输拖车运输 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 以免造成二次搬运 9 4 构件的堆放 原则 按施工组织设计规定的构件现场就位位置堆放 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 重叠的构件要吊环朝上 标志朝外 之间要垫上垫木且上下层在同一垂线 重叠层数 梁2 3层 屋面板6 8层 各构件间应留有不小于200mm的间隙 以免构件碰坏 10 5 构件检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 6 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 11 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 12 拼装工序 做好屋架块体的支墩 竖立支架 块体就位 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 13 二 构件吊装工艺 吊装过程 六大步 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 吊索 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 14 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 15 直吊绑扎法 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 16 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 柱子呈斜向占用场地大 17 旋转法示意图 18 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 桅杆式起重机 场地受限时 19 滑行法示意图 20 双机抬吊 旋转法俩个绑扎点 D 300 同时旋转 滑行法一个绑扎点 两侧加垫木 21 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 22 钢管撑杆校正法 千斤顶斜顶法 23 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25 C设计后 即可拔出楔块 将杯口灌满混凝土 24 2 吊车梁的吊装 柱子最后固定好 接头处混凝土达到70 C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 校正方法 垂直度和平面位置 25 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 26 屋盖构件吊装顺序示意图 27 屋架的绑扎与扶直堆放 28 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 29 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 30 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 三点固定 31 三结构吊装方案 一 起重机的选用 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 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 32 起重量Q 起重高度H 起重半径R 与起重臂的长度 及其仰角 有关 一定时 一定时 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HH h1 h2 h3 h4 起重机的三个工作参数 33 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 34 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 35 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 36 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 Ef 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1mE 起重臂底铰至停机面的距离 起重臂的仰角 37 为求得最小臂长 对建立的等式进行微分 令 dL d 0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R F 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 38 39 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V V 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H H 40 C 自屋架顶面向起重机方向水平量出一距离 g 1m 可得P点 D 过P点画若干条直线 被V V和H H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 41 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 8 0 9 Qi 每种构件的安装工程量 件或t Pi 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 42 二 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 43 分件吊装顺序示意图 44 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 45 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 46 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 47 综合吊装顺序示意图 48 起重机开行路线和起重机的停机位置与起重机性能 构件尺寸及重量 构件的供应方式 构件吊装工艺等因素有关 起重机开行路线吊装柱时视厂房跨度大小 柱的尺寸和重量及起重机的性能 起重机开行路线有跨中开行 跨边开行及跨外开行三种 吊装屋架 屋面板等屋面构件时大多沿跨中 多跨并列时先纵后横 有高低跨时先高后低 三 起重机开行路线 49 四 构件的平面布置和吊装前的构件堆放 1 现场预制构件的平面布置应考虑 各跨构件宜布置在本跨内预制 应满足吊装工艺的要求 应便于支模和浇筑混凝土 构件的布置 力求占地最小 保证起重机 运输车辆的道路畅通 构件的布置 要注意安装时的朝向 构件应在坚实的地基上浇筑 50 1 柱子的布置 a 斜向布置 这种布置方式主要是为了配合旋转法起吊 51 b 纵向布置 纵向布置主要是为了配合滑行法起吊 52 2 屋架的布置 屋架多在跨内平卧叠层预制 每叠3 4榀 布置方式有 斜向布置 正 反斜向布置 正 反纵向布置 53 3 吊车梁的布置 当吊车梁在现场预制时 可靠近柱子基础顺纵向轴线或略作倾斜布置 也可插在柱子之间预制 如具有运输条件 可另行在场外集中预制 2 吊装前的构件堆放主要指屋架 吊车梁 屋面板等的堆放 1 屋架的堆放 屋架的斜向堆放 屋架的纵向堆放 54 屋架斜向堆放示意图 55 屋架纵向堆放示意图 56 2 吊车梁 连系梁 屋面板的堆放 构件运至现场后 按平面布置图安排的部位 依编号 吊装顺序进行就位和集中堆放 吊车梁 连系梁的就位位置 一般布置在安装位置的柱列附近 有时 直接从运输车辆上直接起吊 屋面板的就位位置 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个节间开始堆放 57 58 第三节多层装配式框架结构安装 一 起重机的选择多层房屋结构吊装机械的选择应根据工程结构特点 即建筑物的层数和总高度 建筑物平面现状和尺寸 构件长短 大小 轻重和安装位置 以及现场实际条件和现有起重机械设备等因素确定 目前多层房屋结构常用的吊装机械有履带式起重机 汽车式起重机 轮胎式起重机及塔式起重机等 一 起重机械的选择与布置 59 5层以下的民用建筑及高度在18m以下的工业厂房或外形不规则的多层厂房 选用履带式 汽车式或轮胎式起重机较适合 起重机可在跨内开行 用综合吊装法 起重机也可在跨外开行 采用分层大流水吊装 多层房屋总高度在25m以下 宽度在15m以内 构件重量在2 3t以下 一般可选用QT1 6型塔式起重机 起重力矩为40 45kN m 或具有相同性能的其他轻型塔式起重机 10层以上的高层装配式结构 由于高度大 普通塔式起重机的安装高度不能满足要求 需采用爬升式或附着式自升塔式起重机 60 二 起重机的布置塔式起重机的布置方案主要应根据建筑物的平面形状 构件重量 起重机性能及施工现场地形等条件确定 通常有以下两种布置方案 1 单侧布置2 双侧 或环形 布置双侧 或环形 布置适用于建筑物宽度较大 b 17m 或构件重量较重 单侧布置的起重力矩不能满足最远构件的吊装要求情况下 此时起重半径应满足 R b 2 a 61 若建筑物周围场地狭窄 起重机不能布置在建筑物外侧 或者由于构件较重而建筑物宽度又较大 塔式起重机在建筑物外侧布置不能满足构件吊装要求时 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形布置两种 塔式起重机跨内布置只能采用竖向综合吊装 结构稳定性差 同时 构件多布置在起重机回转半径之外 须增加二次搬运 对建筑物外侧围护结构吊装也较困难 因此 应尽可能不采用跨内布置方案 尤其是环形布置 62 二 构件平面布置多层装配式结构构件 除重量较大的柱在现场就地预制外 其余构件一般在预制厂制作 运至工地安装 因此 构件平面布置要着重解决柱在现场预制布置问题 多层装配式房屋布置方式与房屋结构特点 所选用起重机型号及起重机的布置方式有关 一般有下列三种 63 1 平行布置平行布置即柱身与轨道平行 是常用的布置方案 柱可叠浇 将几层高的柱通长预制 能减少柱接头偏差 2 斜向布置斜向布置即柱身与轨道成一定角度 柱吊装时 可用旋转法起吊 它适用于较长柱 3 垂直布置垂直布置即柱身与轨道垂直 适用于起重机在跨中开行 柱吊点在起重机起重半径之内 64 三 结构吊装方法 一 分件吊装法按流水方式不同 可分为分层分段流水吊装法和分层大流水吊装法两种 1 分层分段流水吊装法分层分段流水吊装法是将多层房屋划分为若干施工层 每一个施工层再划分为若干吊装段 起重机在每一个吊装段内按照柱 梁 板的顺序分次进行吊装 每次开行吊装一种构件 直至该段的构件全部吊装完毕 再转移到另一段 待每一施工层各吊装段构件全部吊装完毕并最后固定后再吊装上一施工层构件 65 施工层的划分与预制柱的长度有关 当柱的长度为一个楼层高时 以一个楼层为一个施工层 如果柱是两个楼层一节 则以两个楼层为一个施工层 施工层的数目愈多 则柱的接头数目愈多 吊装速度就愈慢 施工也愈麻烦 因此 在起重机的起重能力允许范围内 应加大柱的预制长度 减少施工层数 吊装段的划分主要取决于建筑物的平面现状和尺寸 起重机的性能及其开行路线 完成各个工序所需的时间和临时固定设备的数量 应使吊装 校正 焊接各工序相互协调 同时要保证结构安装时的稳定性 因此 吊装段的大小 对框架结构一般以4 8个节间为宜 对大型墙板房屋一般以1 2个居住单元为宜 66 2 分层大流水吊装法分层大流水吊装法是每个施工层不再划分吊装段 而按一个楼层组织各工序的流水 这种方法需要的临时固定支撑较多 适用于房屋面积不大的工程 分件吊装法是装配式框架结构最常用的方法 其优点是 容易组织吊装 校正 焊接 灌浆等工序的流水作业 容易安排构件供应和现场布置工作 每次安装同类型构件 可减少起重机变幅和索具更换次数 从而提高安装效率 67 二 综合吊装法综合吊装法是以一个柱网 节间 或若干个柱网 节间 为一个吊装段 以房屋全高为一个施工层组织各工序流水 起重机把一个吊装段的构件吊装至房屋全高 然后转入下一吊装段 综合吊装法适用于下列情况 采用履带式 或轮胎式 起重机跨内开行安装框架结构 或采用塔式起重机而不能布置在房屋外侧进行吊装 或房屋宽度大 构件重 只有把起重机布置在跨内才能满足吊装要求时 68 第四节构件吊装工艺 一 柱的吊装1 柱的绑扎柱一般均在现场就地预制 用砖或土作底模平卧生产 侧模可用木模或组合钢模 在制作底模和浇筑混凝土之前 就要确定绑扎方法 绑扎点数目和位置 并在绑扎点预埋吊环或预留孔洞 以便在绑扎时穿钢丝绳 柱的绑扎方法 绑扎点数目和位置 要根据柱的形状 断面 长度 配筋以及起重机的起重性能确定 69 1 绑扎点数目与位置柱的绑扎点数目与位置应按起吊时由自重产生的正负弯矩绝对值基本相等且不超过柱允许值的原则确定 以保证柱在吊装过程中不折断 不产生过大的变形 中 小型柱大多可绑扎一点 对于有牛腿的柱 吊点一般在牛腿下200mm处 重型柱或配筋少而细长的柱 如抗风柱 为防止起吊过程中柱身断裂 需绑扎两点 且吊索的合力点应偏向柱重心上部 必要时 需验算吊装应力和裂缝宽度后确定绑扎点数目与位置 工字形截面柱和双肢柱的绑扎点应选在实心处 否则应在绑扎位置用方木垫平 70 2 绑扎方法1 斜吊绑扎法柱子在平卧状态下绑扎 不需翻身直接从底模上起吊 起吊后 柱呈倾斜状态 吊索在柱子宽面一侧 起重钩可低于柱顶 起重高度可较小 但对位不方便 宽面要有足够的抗弯能力 71 72 2 直吊绑扎法吊装前需先将柱子翻身再绑扎起吊 起吊后 柱呈直立状态 起重机吊钩要超过柱顶 吊索分别在柱两侧 故需要铁扁担 需要的起重高度比斜吊法大 柱翻身后刚度较大 抗弯能力增强 吊装时柱与杯口垂直 对位容易 73 74 2 柱的对位 临时固定如柱采用直吊法时 柱脚插入杯口后应悬离杯底适当距离进行对位 如用斜吊法 可在柱脚接近杯底时 于吊索一侧的杯口中插入两个楔子 再通过起重机回转进行对位 对位时应从柱四周向杯口放入8个楔块 并用撬棍拨动柱脚 使柱的吊装中心线对准杯口上的吊装准线 并使柱基本保持垂直 柱对位后 应先把楔块略为打紧 再放松吊钩 检查柱沉至杯底后的对中情况 若符合要求 即可将楔块打紧作柱的临时固定 然后起重钩便可脱钩 吊装重型柱或细长柱时除需按上述进行临时固定外 必要时应增设缆风绳拉锚 75 3 柱的校正 最后固定柱的校正包括平面位置 标高和垂直度的校正 因为柱的标高校正在基础杯底抄平时已进行 平面位置校正在临时固定时已完成 所以 柱的校正主要是垂直度校正 柱的垂直度检查要用两台经纬仪从柱的相邻两面观察柱的安装中心线是否垂直 垂直偏差的允许值 柱高H 5m时为5mm 柱高H 5m时为10mm 当柱高H 10m时为1 100