装配式混凝土结构施工技术方案

装配式混凝土结构施工技术方案

第一章装配式混凝土结构基础知识

内容概要：

装配式混凝土结构的概念、特点及其分类。结合工程实例介绍装配式混凝土

结构分类及其特点、难点，预制围护墙板分类及其特点、难点。预制构件连接竖

向连接典型构造，预制围护墙板与主体结构连接典型构造，预制夹心墙板连接件

种类与特点。装配式混凝土结构发展历程。

1.1装配式混凝土结构的概念

建筑业作为国民经济的支柱产业，总产值已达到GDP的20%以上，然而建

筑能耗占国家全部能耗的32%,是最大单项能耗行业。要扭转建筑业高能耗、高

污染、低产出的状况，必须通过技术创新，走新型建筑工业化的发展道路，才能

在国民经济和社会快速发展的大环境中，保持蓬勃的生机。在这一趋势下，建筑

生产必然要走进工厂，装配式混凝土建筑成为一个不可回避的方向。与传统建筑

相比，装配式建筑就是改变传统的制造模式，通过标准化设计，工业化方式生产,

机械化施工安装，信息化管理，变湿作业为干作业，保证建筑质量，减轻劳动强

度，降低生产成本，减少环境污染，节约自然资源。

装配式混凝土结构是指预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混

凝土结构，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。在建筑工程中，

简称装配式建筑；在结构工程中，简称装配式结构。构件的连接方法一般有连接

部位后浇混凝土、采用螺栓或预制应力连接等，钢筋连接可采用钢筋套筒灌浆连

接、钢筋浆锚搭接连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接连接等方式。

装配式混凝土结构构件主要包含：全预制柱、全预制梁、叠合梁、全预制剪

力墙、单层叠合剪力墙、双层叠合剪力墙、外挂墙板、预制混凝土夹心保温外墙

板、预制叠合保温外墙板、全预制楼板、叠合楼板、全预制阳台板、叠合阳台板、

预制飘窗、全预制空调板、全预制女儿墙、装饰柱等。

在装配式混凝土建筑中，预制率和装配率是两个不同的概念。

预制率是指：装配式混凝土建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制构

件部分的材料用量占对应构件材料总用量的体积比。

装配率是指：装配式建筑中预制构件、建筑部品的数量（或面积）占同类构

件或部品总数量（或面积）的比率。

1.2装配式混凝土结构的特点

装配式混凝土结构主要有以下特点：

（1）主要构件在工厂或现场预制，采用机械化吊装，可与现场各专业施工

同步进行，具有施工速度快、工程建设周期短、利于冬期施工的特点。

（2）构件预制采用定型模板平面施工作业，代替现浇结构立体交叉作业，

具有生产效率高、产品质量好、安全环保、有效降低成本等特点。

（3）在预制构件生产环节可采用反打一次成型工艺或立模工艺等将保温、

装饰、门窗附件等特殊要求的部件与混凝土墙板在工厂生产完成，可以提高窗框

四周防水性能和保温层耐久性，同时解决外墙装饰性能。

（4）功能高度集成，减少了物料损耗和施工工序。

（5）由于对从业人员的技术管理能力和工程实践经验要求较高，因此，装

配式建筑的设计施工应做好前期策划，具体包括工期进度计划、构件标准化深化

设计及资源优化配置方案等。

1.3装配式混凝土结构种类

装配式混凝土建筑是建筑物建造技术的一次产业升级。与通常的按建筑功能

分类方法不同的是，装配式混凝土建筑不是按建筑功能进行分类，而是按其具有

的典型预制技术进行分类。

根据结构体系分，可分为装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装

配整体式框架-剪力墙结构。

根据预制围护构件的种类分，可分为预制外挂墙板、单层叠合剪力墙（PCF）、

双层叠合剪力墙、预制保温叠合外墙板（PCTF）、预制夹心保温墙板、预制剪力

墙外墙板、预制围护墙板、全预制女儿墙。

装配式混凝土结构的连接至关重要，主要分为预制构件之间的连接、预制围

护构件与主体结构之间的连接、预制夹心保温墙板内外页墙之间的连接。其中，

预制构件的竖向连接一般分为三种：螺栓连接、钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭

接连接；预制夹心保温墙板内外叶墙之间的连接件分为三种：FRP连接件、不锈

钢连接件以及玄武岩筋。

1.3.1装配式混凝土结构分类

L装配整体式框架结构

框架结构中全部或部分框架梁、柱采用预制构件建成的装配整体式混凝土结

构，简称装配整体式框架结构。

装配整体式框架结构是常见的结构体系，主要应用于空间要求较大的建筑，

如商店、学校、医院等。其传力途径为楼板f次梁一主梁一柱一基础一地基，结

构传力合理，抗震性能好。框架结构的主要受力构件梁、柱、楼板及非受力构件

墙体、外装饰等均可预制。预制构件种类一般有全预制柱、全预制梁、叠合梁、

预制板、叠合板、预制外挂墙板、全预制女儿墙等。全预制柱的竖向连接一般采

用灌浆套筒逐根连接。

技术特点：预制构件标准化程度高，构件种类较少，各类构件重量差异较小,

起重机械性能利用充分，技术经济合理性较高；建筑物拼装节点标准化程度高，

有利于提高工效；钢筋连接及锚固可全部采用统一形式，机械化施工程度高、

质量可靠、结构安全、现场环保等特点。难点：节点钢筋密度大，要求加工精度

高，操作难度较大。

案例工程：浦江镇128-3地块39号楼

项目概况：地上三层配套商业建筑，总建筑面积1695平方米。

预制情况：预制率75%,预制柱、叠合梁、叠合楼板。

2.装配整体式剪力墙结构

装配整体式剪力墙结构是住宅建筑中常见的结构体系，其传力途径为楼板一

剪力墙~基础一地基，采用剪力墙结构的建筑物室内无突出于墙面的梁、柱等结

构构件，室内空间规整。剪力墙结构的主要受力构件剪力墙、楼板及非受力构件

墙体、外装饰等均可预制。预制构件种类一般有预制围护构件（包含全预制剪力

墙、单层叠合剪力墙、双层叠合剪力墙、预制混凝土夹心保温外墙板、预制叠合

保温外墙板、预制围护墙板）、预制剪力墙内墙、全预制梁、叠合梁、全预制板、

叠合板、全预制阳台板、叠合阳台板、预制飘窗、全预制空调板、全预制楼梯、

全预制女儿墙等。其中，预制剪力墙的竖向连接可采用螺栓连接、钢筋套筒灌浆

连接、钢筋浆锚搭接连接;预制围护墙板的竖向连接一般采用螺纹盲孔灌浆连接。

技术特点：预制构件标准化程度较高，预制墙体构件、楼板构件均为平面构

件，生产、运输效率较高；竖向连接方式采用螺栓连接、灌浆套筒连接、浆锚搭

接等连接技术；水平连接节点部位后浇混凝土；预制剪力墙T形、十字形连接节

点钢筋密度大，操作难度较高。

案例工程：万科地杰B（海上传奇）

项目概况：地上18层住宅建筑，总建筑面积36200平方米。

预制情况：预制率15%,预制剪力墙（部分）、预制阳台、预制飘窗、全预

制楼梯。

案例工程：泰和虹桥

项目概况：地上18层住宅建筑，总建筑面积42000平方米。

预制情况：预制率45%,预制剪力墙、预制叠合楼板、预制楼梯。

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3.装配整体式框架-剪力墙结构

装配整体式框架-剪力墙结构是办公、酒店类建筑中常见的结构体系，剪力

墙为第一道抗震防线，预制框架为抗震第二道防线。预制构件种类一般有预制外

挂墙板、全预制柱、叠合梁、全预制板、叠合板、全预制女儿墙等。其中，预制

柱的竖向连接采用钢筋套筒灌浆连接。

技术特点：结构的主要抗侧力构件剪力墙一般为现浇，第二道抗震防线框架

为预制，则预制构件标准化程度较高，预制柱、梁构件、楼板构件均为平面构件,

生产、运输效率较高。

第二章预制混凝土构件的运输和进场检查（上）

内容概要：

预制混凝土构件依照应用部位、大小、形状、重量具有很多不同的类型，各

类型构件在运输、检查和堆放时的具体要求也各不相同，本章介绍了预制混凝土

构件的运输特点、进场检查内容和质量要求、现场堆放要求和注意事项等。

2.1预制混凝土构件的运输特点

预制混凝土构件往往是在远离施工现场的预制工厂进行预制，然后运至现场

进行安装，其中一个关键复杂的重大技术问题，就是预制构件的运输问题，即如

何选定运输工具和方式，以确保构件运输质量和运输安全。

1.构件运输路线的选择

（1）运输车辆的进入及退出路线。

（2）运输车辆须停放在指定地点，必须按指定路线行驶。

（3）运输应根据运输内容确定运输路线，事先得到各有关部门许可。

2.运输应遵守有关交通法规

（1）出发前对车辆及箱体进行检查；

（2）配备驾照、送货单、安全帽；

（3）根据运输计划严守运行路线；严禁超速；

（4）工地周边停车必须停放指定地点；

（5）工地及指定地点内车辆要熄火，必须配戴安全帽；

（6）遵守交通法规及工厂内其它规定。

3.预制混凝土构件的运输应符合的要求

（1）应根据构件尺寸及重量要求选择运输车辆，装卸及运输过程应考虑车

体平衡；

（2）运输过程应采取防止构件移动或倾覆的可靠固定措施；

（3）运输竖向薄壁构件时，宜设置专用运输架；构件边角部位及构件与捆

绑、支撑接触处，宜采用柔性垫衬加以保护;

（4）预制柱、梁、叠合楼板、阳台板、楼梯、空调板宜采用平放运输；

（5）预制墙板宜采用竖直立放运输，带外饰面的墙板装车时外饰面朝外并

用紧绳装置进行固定；

（6）现场驳运道路应平整，并应满足承载力要求。

4.起吊方式的选择

构件单件尺寸有大小之分，过大、过宽、过重的构件，采用多点起吊方式，

选用横吊梁可以分解、均衡吊车两点起吊问题。单件构件吊具吊点设置在构件重

心位置，可保证吊钩竖直受力和构件平稳。吊具应根据计算选用，取最大单体构

件重量，即不利状况的荷载取值，以确保预埋件与吊具的安全使用。构件预埋吊

点形式多样，有吊钩、吊环、可拆卸埋置式以及型钢等形式，吊点可按构件具体

状况选用。

图2-1构件装卸设备一行车图2-2构件的装车

5.运输过程中对构件的保护

针对预制构件体积大、重量大、易损坏的特点，采取以下方法在运输途中对

构件进行保护：

1）运输工具的选择

运输时为了防止构件发生裂缝、破损和变形等，应选择合适的运输车辆和运

输台架。重型、中型载货汽车，半挂车载物，高度从地面起不得超过4m,载运

集装箱的车辆不得超过4.2m。构件竖放运输高度选用低平板车，可使构件上限

高度低于限高高度。

2）装车方法的选择

（1）梁、柱构件通常采用平放装车运输方式，也要采取措施防止运输过程

中构件散落。要根据构件配筋决定台木的放置位置，防止构件运输过程中产生裂

缝（见图2-3）o

（2）墙板装车时应采用竖直或侧立靠放运送的方式，运输车上应配备专用

运输架，并固定牢固，同一运输架上的两块板应采用背靠背的形式竖直立放，上

部用花篮螺栓互相连接，两边用斜拉钢丝绳固定（见图2-4）。

（3）叠合板应采用平放运输，每块叠合板用四块木块作为搁支点，木块尺

寸要统一，长度超过4m的叠合板应设置六块木块作为搁支点（板中应比一般板

块多设置2个搁支点，防止预制叠合板中间部位产生较大的挠度），叠合板的叠

放应尽量保持水平，叠放数量不应多于6块，并且用保险带扣牢。

（4）其他构件包括楼梯构件、阳台构件和各种半预制构件等。因为各种构

件的形状和配筋各不相同，所以要分别考虑不同的装车方式。选择装车方式时，

要注意运输时的安全，根据断面和配筋方式采取不同的措施防止出现裂缝等现

象，还需要考虑搬运到现场之后的施工性能等。阳台板、楼梯应采用平放运输，

用槽钢作搁支点并用保险带扣牢，必须单块运输，不得叠放。

图2-3构件水平放置运输图2-4构件侧立放置运输

3）预制构件运输保护措施

装车和卸货时要小心谨慎。运输台架和车斗之间要放置缓冲材料，长距离或

者海上运输时，需对构件进行包框处理，防止造成边角的缺损。运输过程中为了

防止构件发生摇晃或移动，要用钢丝或夹具对构件进行充分固定。要走运输计划

中规定的道路，并在运输过程中安全驾驶，防止超速或急刹车现象。

第二章预制混凝土构件的运输和进场检查（下）

内容概要：

预制混凝土构件的运输是将预制构件自制作工厂运往安装现场的过程，确保

构件运输质量和运输安全至关重要，应选择好构件的运输路线和运输工具并符合

运输要求，还要做好运输构件的保护措施。预制构件进场须附隐蔽验收单及产品

合格证，施工单位和监理单位也应对进场预制混凝土构件进行质量检查。预制混

凝土构件的现场堆放应指定专用堆场，运输至现场后须及时利用塔吊吊运至指定

专用堆场，应按品种、规格、吊装顺序分别设置堆垛，并做好构件保护工作。

2.2预制混凝土构件的进场检查

预制混凝土构件进场须附隐蔽验收单及产品合格证。施工单位和监理单位应

对进场预制混凝土构件进行质量检查。质量检查内容包括：预制构件质量证明文

件和出厂标识、预制构件外观质量、尺寸偏差。重点注意做好构件图纸编号与实

际构件的一致性检查、预制构件在明显部位标明的生产日期、构件型号、生产单

位和构件生产单位验收标志的检查。

1）预制构件外观质量检查

预制构件外观质量应根据缺陷类型和缺陷程度进行分类，并应符合表2；的

分类规定。预制构件外观质量不应有严重缺陷，产生严重缺陷的构件不得使用。

产生一般缺陷时，应由预制构件生产单位或施工单位进行修整处理，修整技术处

理方案应经监理单位确认后方可实施，经修整处理后的预制构件应重新检查。检

查数量为全数检查。检查方法是观察和检查技术处理方案。

表2-1预制构件外观质量缺陷

名称现象严重缺陷一般缺陷

露筋构件内钢筋未被混凝土包裹而外露主筋有露筋其他钢筋有少量露筋

主筋部位和搁

混凝土表面缺少水泥砂浆面形成石

蜂窝置点位置有蜂其他部位有少量蜂窝

子外露

窝

混凝土中孔穴深度和长度均超过保构件主要受力

孔洞非受力部位有孔洞

护层厚度部位有孔洞

混凝土中夹有杂物且深度超过保护构件主要受力

夹渣其他部位有少量夹渣

层厚度部位有夹渣

构件主要受力

疏松混凝土中局部不密实其他部位有少量疏松

部位有疏松

构件主要受力

其他部位有少量不影

缝隙从混凝土表面延伸至混凝土内部位有影响结

裂缝响结构性能或使用功

部构性能或使用

能的裂缝

功能的裂缝

连接部位有影连接部位有基本不影

连接部位构件连接处混凝土缺陷及连接钢

响结构传力性响结构传力性能的缺

缺陷筋、连接件松动、灌浆套筒未保护

能的缺陷陷

内表面缺棱掉角、棱角不直、翘曲

清水混凝土构

不平等；外表面面砖粘结不牢、位其他混凝土构件有不

件有影响使用

外形缺陷置偏差、面砖嵌缝没有达到横平竖影响使用功能的外形

功能或装饰效

直，转角面砖棱角不直、面砖表面缺陷

果的外形缺陷

翘曲不平等

具有重要装饰其他混凝土构件有不

构件内表面麻面、掉皮、起砂、沾

效果的清水混影响使用功能的外表

外表缺陷污等；外表面面砖污染、预埋门窗

凝土构件、门窗缺陷，门窗框不宜有外

框破坏

框有外表缺陷表缺陷

2）预制构件尺寸偏差检查

预制构件尺寸偏差应符合国家有关标准及设计规定，现以我国某地区的控制

要求举例说明。预制墙板构件的尺寸允许偏差应符合表2-2的规定。

检查数量：对同类构件，按同日进场数量的5%且不少于5件抽查，少于5

件则全数检查。

检查方法：用钢尺、拉线、靠尺、塞尺检查。

表2-2预制墙板构件尺寸允许偏差及检查方法

项目允许偏差（mm）检查方法

高度±3钢尺检查

宽度±3钢尺检查

厚度±3钢尺检查

外墙板对角线差5钢尺量两个对角线

弯曲L/1000且三20拉线、钢尺量最大侧向弯曲处

内表面平整42m靠尺和塞尺检查

外表面平整32m靠尺和塞尺检查

注：L为构件长边的长度

预制柱、梁构件的尺寸允许偏差应符合表2-3的规定。

检查数量：对同类构件，按同日进场数量的5%且不少于5件抽查，少于5

件则全数检查。

检查方法：用钢尺、拉线、靠尺、塞尺检查。

表2-3预制柱、梁构件尺寸允许偏差及检查方法

项目允许偏差（mm）检查方法

长度±5钢尺检查

宽度±5钢尺检查

预制柱

弯曲L/750且W20拉线、钢尺量最大侧向弯曲处

表面平整42m靠尺和塞尺检查

高度±5钢尺检查

长度±5钢尺检查

预制梁

弯曲L/750且W20拉线、钢尺量最大侧向弯曲处

表面平整42m靠尺和塞尺检查

注：L为构件长度

预制叠合板、阳台板、空调板、楼梯构件的尺寸允许偏差应符合表2-4的规

定。

检查数量：对同类构件，按同日进场数量的5%且不少于5件抽查，少于5

件则全数检查。

检查方法：用钢尺、拉线、靠尺、塞尺检查。

表2-4叠合板、阳台板、空调板、楼梯构件的尺寸偏差和检查方法

项目允许偏差(mm)检查方法

长度±5钢尺检查

宽度±5钢尺检查

叠合板、阳台厚度±3钢尺检查

板、空调板、

弯曲L/750且W20拉线、钢尺量最大侧向弯曲处

楼梯

表面平整42m靠尺和塞尺检查

注：L为构件长度

预埋件和预留孔洞的尺寸允许偏差应符合表2-5的规定。

检查数量：根据抽查的构件数量进行全数检查。

检查方法：用钢尺、靠尺、塞尺检查。

表2-5预埋件和预留孔洞的允许偏差和检查方法

项目允许偏差(mm)检查方法

中心线位置5钢尺检查

预埋钢板

安装平整度2靠尺和塞尺检查

预埋管、预留孔中心线位置5钢尺检查

中心线位置10钢尺检查

预埋吊环

外露长度+8,0钢尺检查

中心线位置5钢尺检查

预留洞

尺寸±3钢尺检查

螺栓位置5钢尺检查

预埋螺栓

螺栓外露长度+5钢尺检查

预制构件预留钢筋规格和数量应符合设计要求，预留钢筋位置及尺寸允许偏

差应符合表2-6的规定。

检查数量：根据抽查的构件数量进行全数检查。

检查方法：观察、用钢尺检查。

表2-6预制构件预留钢筋位置及尺寸允许偏差和检查方法

项目允许偏差（mm）检查方法

间距±10钢尺量连续三档，取最大值

预留钢筋排距±5钢尺量连续三档，取最大值

弯起点位置20钢尺检查

外露长度+8,0钢尺检查

预制构件饰面板（砖）的尺寸允许偏差应符合表2-7的规定。

检查数量：根据抽查的构件数量进行全数检查。

检查方法：用钢尺、靠尺、塞尺检查。

表2-7预制构件饰面板（砖）的尺寸允许偏差和检查方法

项目允许偏差（mm）检查方法

表面平整度22m靠尺和塞尺检查

阳角方正22m靠尺检查

上口平直2拉线，钢直尺检查

接缝平直3

钢直尺和塞尺检查

接缝深度1

接缝宽度1钢直尺检查

预制构件门框和窗框位置及尺寸允许偏差应符合表2-8的规定。

检查数量：根据抽查的构件数量进行全数检查。

检查方法：用钢尺、靠尺检查。

表2-8预制构件门框和窗框安装允许偏差和检查方法

项目允许偏差(mm)检查方法

位置±1.5钢尺检查

高、宽±1.5钢尺检查

门窗框

对角线±1.5钢尺检查

平整度1.5靠尺检查

中心线位置5钢尺检查

锚固脚片

外露长度+5,0钢尺检查

2.3预制混凝土构件的现场堆放要求

预制混凝土构件的现场堆放应指定专用堆场。当预制混凝土构件运输至现场

后须及时利用塔吊吊运至指定专用堆场，应按品种、规格、吊装顺序分别设置堆

垛。存放堆垛宜设置在吊装机械工作范围内并避开人行通道。堆场中预制构件堆

放以吊装次序为原则，并对进场的每块板按吊装次序编号。构件不得直接放置于

地面上，场地上的构件应作防倾覆措施。所有的预制构件堆场与其他设备、材料

堆场需间隔一定的距离，应尽量布置在建筑物的外围并严格分类堆放。堆放场地

应平整坚实，地面有硬化措施，并有排水设施，应尽量靠近道路。如果构件堆放

在地库顶板上，则需要对地库顶板做加固措施。构件吊装区域有围栏封闭，并设

置醒目的提示标语。预制构件堆场中必须设置合理的工作人员安全通道。预制构

件存放时，预埋吊件所处位置应避免遮挡，易于起吊。

竖向预制构件堆放时下部应有下坠缓冲措施，横向预制构件堆放时下侧应放

置垫木，以方便构件起吊、保护构件。

预制外墙板宜采用堆放架插放或靠放，堆放架应具有足够的承载力和刚度，

预制墙板外饰面不宜作为支撑面，对构件薄弱部位应采取保护措施。预制墙板采

用靠放时，用槽钢制作满足刚度要求的三角支架，应对称堆放，外饰面朝外，倾

斜度保持在5°〜10°之间，墙板搁支点应设在墙板底部两端处，搁支点可采用

柔性材料。堆放好以后要采取临时固定措施。

预制内墙板、预制叠合板、柱、梁宜采用叠放方式，预制叠合板叠放层数不

宜大于6层，叠合板叠放时用四块尺寸大小统一的木块衬垫，木块高度必须大于

叠合板外露马镜筋的高度，以免上下两块叠合板相碰。预制柱、梁叠放层数不宜

大于2层，底层及层间应设置支垫，支垫应平整且应上下对齐，支垫地基应坚实。

预制构件堆放超过上述层数时，应对支垫、地基承载力进行验算。图2-9为预制

内墙板现场堆放示意。

阳台板、楼梯堆放时下面要垫4包黄砂或垫木，作为高低差调平之用，防止

构件倾斜而滑动。空调板单块水平放置，方便栏杆焊接施工。图2-10为预制空

调板、楼梯现场堆放示意。

预制异形构件堆放应根据施工现场实际情况按施工方案执行。如女儿墙构件

不规则，单块水平放置。

第三章预制混凝土构件的吊装作业

内容概要：

预制混凝土构件的吊装作业在整个装配式建筑施工过程中起到了混凝土构

件起吊、就位、调整的作用，完成预制混凝土构件的临时就位工序，因此在本章

节中针对预制混凝土构件吊装作业进行详细阐述与讲解，分为常用起重机械的种

类与特点、吊装机具的种类与选用、预制混凝土墙板的吊装作业、预制混凝土楼

板的吊装作业、预制混凝土梁的吊装作业、预制混凝土楼梯的吊装作业、其他预

制混凝土构件吊装作业等篇章。本章节内容首先对预制混凝土构件吊装作业前期

的设备用具选择配对进行说明，并作出规定；其次对不同种类预制混凝土构件的

吊装流程、吊装操作方法、临时固定设施、注意要点等方面进行全面讲解。

3.1常用起重机械的种类和特点

预制构件吊装是装配式混凝土结构施工过程中的主要工序之一，吊装工序极

大程度得依赖起重机械设备。

3.1.1塔式起重机

塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，是指动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机

(图3-1)。塔式起重机作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水

平输送及建筑构件的安装，在装配式混凝土结构施工中，用于预制构件及材料的

装卸与吊装。塔式起重机由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结

构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气

系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。

施工过程中，应规范塔式起重机械的安拆、使用、维护保养，防止和杜绝由

塔式起重机引发的生产安全事故，保障人身及财产安全。塔式起重机的安全管理

应遵守国家标准《塔式起重机安全规程》(GB5144-2006),以及其他相关地方

标准。

i）塔式起重机具有的优点

（1）具有一机多用的机型（如移动式、固定式、附着式等），能适应施工

的不同需要。

（2）附着后升起高度可达100m以上。

（3）有效作业幅度可达全幅度的80%。

（4）可以载荷行走就位。

（5）动力为电动机，可靠性、维修性都好，运行费用极低。

2）塔式起重机存在的缺点：

（1）机体庞大，除轻型外，需要解体，拆装费时、费力。

（2）转移费用高，使用期短不经济。

（3）高空作业，安全要求高。

（4）需要构筑基础。

3.1.2自行式起重机

自行式起重机是指自带动力并依靠自身的运行机构沿有轨或无轨通道运移

的臂架型起重机（图3-2）。该类起重机分为汽车起重机、轮胎起重机、履带起

重机、铁路起重机和随车起重机等几种。

自行式起重机分上下两大部分：上部为起重作业部分，称为上车；下部为支

承底盘，称为下车。动力装置采用内燃机，传动方式有机械、液力-机械、电力

和液压等几种。自行式起重机具有起升、变幅、回转和行走等主要机构，有的还

有臂架伸缩机构。臂架有桁架式和箱形两种。有的自行式起重机除采用吊钩外，

还可换用抓斗和起重吸盘。表征其起重能力的主要参数是最小幅度时的额定起重

量。

1）自行式起重机具有的优点

（1）采用通用或专用汽车底盘，可按汽车原有速度行驶，灵活机动，能快

速转移。

（2）采用压液传动，传动平稳，操纵省力，吊装速度快、效率高。

（3）起重臂为折叠式，工作性能灵活，转移快。

2）自行式起重机存在的缺点

（1）吊重时必须使用支腿，不能载荷行驶。

（2）转弯半径大，越野性能差。

（3）维修要求高。

3.2吊装机具的种类与选用

3.2.1起重机械的选型

1.起重性能要求

1）对端部起重量的要求

传统建筑施工以湿法现浇为主，塔机主要吊装可自由组合重量的钢筋、水泥、

砖等各种散货，单次吊装的起重量可以组合得较小，故目前传统建筑市场使用的

塔吊以TC5610、TC6015等机型为主。但在装配式混凝土结构下，为达到较高的

施工效率，预制柱、预制剪力墙、叠合梁等构件单件质量通常较重。目前预制构

件的拆分全预制剪力墙重达7t左右，叠合梁重达5t左右，全预制楼梯重达4t

左右，均远大于传统现浇的材料分解重量。故市场保有量80%以上的端部起重量

在It左右及以下的塔机不能满足装配式混凝土结构的吊装要求，需要更大吨位

的起重设备。一般认为，为满足100m左右的高度、覆盖范围50m左右的高层

施工吊装要求，塔机端部起重量不应低于2.53并且应布置至少两台以完成较重

构件的吊装；也可以选用端部起重量在4t左右的一台塔机完成吊装任务。而对

于更大跨度的覆盖范围，则其端部起重量则应根据塔机数量和工程进度安排等实

际情况选择。

2）对起升机构的要求

起重力矩是塔机的主要参数，塔机的金属结构按额定起重力矩设计，即不论

吊重幅度如何，相应的额定起重量与吊具系统之和对臂根的力矩为常数。

在功率一定情况下，力与速度呈反比关系。

设计塔机起升机构时，为充分发挥起升机构使用性能，在电机总功率一定的

情况下，速度与力（也就是载荷）按“重载低速、轻载高速”的原则匹配；因此

起升机构通常设置了2倍率、4倍率甚至更大倍率，以充分挖掘电机的工作性能,

提高设备工作效率。

在钢丝绳长度一定的情况下，对于同一起升机构，使用小倍率可以获得较大

的起升高度和较低的起重量，而大倍率时其起升高度较小但起重量较大；即钢丝

绳长度一定时，对于同一起升机构，起升高度与倍率是反比关系，起重量与倍率

是正比关系。如通常使用的TC5610-6塔机，一般最大起升高度为150m左右（此

时钢丝绳只能使用2倍率），但与最大起重量6t对应的最大起升高度则在70m左

右（此时钢丝绳为4倍率）。

受制于起升机构功率的原因，塔机为满足最大起重量要求使用了较大的倍

率，但同时使塔机的起升速度下降，如TC5610-6塔机2倍率时最大起升速度

为40~80m/min,相应的最大起重量为3.0~1.5t；4倍率时最大起升速度下降一半,

为但相应的最大起重量为在传统施工中，因可自由组

20~40m/min,6.0~3.0to

合重物重量，在起升高度较大时可使用2倍率以获得较快的起升速度，采用多次

少量方式即可满足吊装要求。而对于吊装预制混凝土构件，如构件较重且有较大

起升高度则必须使用较大倍率，显然以上低速不利于提高施工效率，解决方法只

能是选择提高起升速度或增加设备，显然使用前一种方法，增加的设备成本较少

而成为较好的选择，即必须同步提高起升机构的功率，以满足高层施工中采用较

大倍率时对起升速度的要求。

表3-1国内塔式起重机的主要技术性能

生产厂商江11建筑机镇有■公司

JU615JL55I5J1.5O22JL551BJLS52OJU516JL6018JL7O34

・定图直力量

940920125014001500160016003570

(kN•m)

俄大・厦(m>565S505536S6070

♦大幅度时后・量

1.4S1.52.11I.B1.99).51.762.86

(C)

最大起重懒

6B8810101016

(t)

生产厂直中总建机(南京》・上育限公司

«号ZSL50UZSL75OZS1J0U0ZSIJ35O2512000ZSI-27OOZSU200

■定起青力地

5007501000I3SO200027003200

(kN•m)

般大・度(ml455050505060S0

41大幡度时起重量

7,59.914.41乳73131.9

(t)

彳六财囱一

■大起菱0(O325064961001100100

生产厂鼻长沙中京■工科技史■有果公司

a号TC5O13TC5610TC5015TC6013TC5613TCW16TCX517TC7O35TC7052D1100

■定起■力建

630630800800800800teoo31so40006300

(kN.m)

■大・厦Cm)50565060565665707080

最大幅厦时起・修

L31.01.51.31.31.61.7X55.29.6

(1)

■大鸟■依(O666«8610162563

生产厂育氏♦水茂■筑机械布・公司

S号ST55J3ST7030ST7027STU30STU20STT293ST14O3STT553

・定起威力知

10002S00300025004500300042005000

(kN•m)

・大■度(m)55707055«07480ao

・大幄度时超重・

1.3X027204.92-7L015

(O

『I谬

♦大后事*CO4.01216162412【L-

在塔机选型和定位设计时，应保证各幅度时的额度起重量大于该幅度下起吊

的单个预制构件的重量。为充分发挥塔机金属结构性能，塔机最大起重量一般应

远大于最大幅度时的起重量；而使用中可能会出现起重量较大且超过该幅度较小

倍率时额定起重量的情况。如在最大起重量和起重力矩范围内，使用2倍率不能

满足起重量的要求，则必须使用4倍率甚至更大的钢丝绳倍率，这样就必然使塔

机在整个起升高度内都要使用较大的倍率以完成吊装任务，因此必须将起升钢丝

绳长度增加一倍甚至更长以满足这个新的变化，也就是必须增加起升机构的容绳

量，因此对起升机构的性能和设计提出了新的要求。

3）对设备故障和维修性能的要求

装配式混凝土结构模式下建造速度的提高很大程度上取决于各预制构件的

现场装配速度，而各预制构件的装配速度不仅取决于现场安装人员的工作熟练程

度，更取决于塔机的性能和安装数量。塔机故障对建造施工进度及效率的影响非

常大，预制率越高，影响就越大，起重吊装过程逐渐会成为施工中的关键一环，

极端情况时可能出现设备发生故障，全部人员停工的事故，所以对塔机的平均无

故障时间、平均维修时间及维护人员素质等都提出了新的要求和挑战。

4）对电气控制系统的要求

在工厂或现场预先制造的板、柱、梁等混凝土构件在建筑现场拼装形成建筑

物，预制构件的尺寸、精度更精准，与传统湿法施工方式相比，其精度等级由厘

米级提升到了毫米级；预制构件的单件重量也由可人工搬动提高到必须使用起重

机械来完成；原先由现场砌筑工人控制的项目，如墙面间距离、角度等改为由现

场装配精度来保证。为保证建筑符合设计要求，对各预制构件的就位和安装提出

了新的要求，同时因施工现场狭小，为保证施工效率和施工安全，对起重机械的

平稳性和可操纵性提出了更高的要求，对起重机械控制系统的精度要求也提升到

了厘米级甚至更高的要求，电控系统还必须响应快速灵敏且可微动操作，各机构

起停平稳、晃动小等。

5）对可视性的要求

因塔机司机与施工人员的分离且空间距离较大，为保证预制构件就位准确、

快速，两者之间的直接沟通必不可少，如能让司机直接观察到预制构件的就位情

况，显然更有利于司机的就位操作和减少误操作，提高吊装效率，有效减少现场

安全事故的发生，通过使用可视技术显然是满足这个要求的有效途径。

6）吊重风载荷问题

因塔机所吊重物尺寸的不确定性，塔机设计规范对重物风载荷采用了估算的

方法，一般推荐为重物重量的3%且不小于500N；且起重量越大，风载荷推荐值

比例越小，如起重量50t时，风载荷估算推荐值约为起重量的1.5%。对于传统建

筑业，因没有大表面积的重物吊装，以上估算风载荷经多年使用证明是可靠的；

装配式混凝土结构则存在大量的厚度小、表面积大且重量较大的预制构件（如剪

力墙、楼板等），实际风载荷会远大于3%的估算值，故设计规范的估算风载荷

显然与实际情况差别较大，尤其吊重处于接近起重臂端部时，吊重风载荷对起重

臂根部、塔身标准节的腹杆影响很大，因此对适合装配式混凝土结构施工使用的

塔机有必要重新估算吊重风载荷大小以保证设备的使用安全。

2.塔机选型及安装

1）塔机的选型及安装定位

一般而言，塔机选型是根据建筑物结构形式、预制构件最大安装高度、重量

及吊装工程量等条件来确定。塔机的布置主要根据建筑平面形状、预制构件重量、

起重机性能以及现场地形等条件来确定，选型之前要先对建筑物各部分的预制构

件重量进行计算，校验其重量是否与塔机各幅度所能够起吊重量相匹配，并适当

留有余量；再综合塔机实际的起重力矩、预制构件吊装高度等方面的因素综合进

行确定。

装配式混凝土结构影响塔机选型的因素有了很大变化，由于其吊装成型的预

制构件而改变了构件吊装工序和吊次，塔机与施工流水段划分及施工流向相互关

联影响，除按照一般规则选型和安装外，还应考虑以下一些因素：

（1）根据最重预制构件重量、位置以及塔机的大致安装位置进行塔机选型，

其型号应能够满足最重构件的吊装要求和最大幅度处的吊装要求。

（2）根据建筑平面图、建筑结构型式、地下室结构等场地情况，预制构件

的运输路线以及施工流水情况最终确定塔机的安装位置。塔机安装位置应能够覆

盖全部施工场地，并尽可能靠近起重量大的区域。考虑到群塔作业影响，应限制

塔机相互关系及臂长，并使各塔机所承担的吊装作业区域大致均衡。

（3）因存在大量预制构件的平面运输，必须合理规划场内运输线路，对运

输道路坡度及转弯半径进行控制。塔机选型完成后，根据各预制构件重量及安装

位置的相对关系进行道路布置；并依据塔机的覆盖情况，综合考虑各预制构件堆

场位置。

（4）根据各预制构件的最大重量、施工中可能起吊的最大重量及位置与塔

机起重性能对比校验，并留有合适的余量，以防出现在方案设计中未考虑到的例

外情况。

2）塔机附着的要求

传统的现浇混凝土结构中，可在结构的梁、柱或剪力墙上设置锚固位置，根

据锚固位置的受力情况计算，局部增加配筋进行加强处理，且时间足够埋设预埋

件处的混凝土凝固。而装配式混凝土结构建造速度快，在锚固时结构可能尚未形

成整体，或结构外墙预制构件不能满足附着受力要求，附着埋设不能按湿法施工

时的方式处理。为使锚固点位置准确、受力合理，保证附着装置撑杆的角度，且

缩短附着锚固工期，有必要设置如图3-3所示的附着专用工具式附着钢梁等来满

足附着受力要求。

1-附卷钢梁：2-墙面；3-塔或榨”工同

图3-3塔机附着示意图

3.2.2吊索具的选型

预制构件类型多、重量大，形状和重心等千差万别，预制构件的吊点应提前

设计好，根据预留吊点选择相应的吊具。无论采用几点吊装，都要始终使吊钩和

吊具的连接点的垂线通过被吊构件的重心，这直接关系到吊装的操作安全。为使

预制构件吊装稳定，不出现摇摆、倾斜、转动、翻倒等现象，应通过计算合理地

选择合适的吊具。

1.钢丝绳的选型、连接与报废

钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一

起的螺旋状钢丝束，它由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成

股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。钢丝绳的强度高、自重

轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。装配式混凝土结构施工中，钢丝

绳主要用于吊装预制构件，其选型是否正确、是否安全牢固影响着施工的安全性。

2）钢丝绳的连接方式

钢丝绳的连接方式有小接法与大接法两种。小接法在接头范围内由两根绳子

的绳股合在一起，因此绳头变粗，小接法的接头长度较短。大接法将两个绳头的

绳股各剁去一半，然后将两个绳头对在一起插接，大接法的接头长度较长。

钢丝绳的插接方法一般可分为五种，分别是一进一插接法、一进二插接法、

一进三插接法、一进四和一进五插接法。最常用的是一进三插接法，一进五插接

法多用于钢丝绳的小结。

钢丝绳绳端固定连接一般分为五种，分别是编结法、绳夹固定法、压套法、

斜楔固定法和灌铅法，见图3-4所示。

图3-4钢丝绳绳端固定连接方法

钢丝绳绳端固定连接的具体形式如下：

（1）编结法

手工编扣：用交互捻纤维绳芯或金属绳芯的六股钢丝绳手工插编制作装有套

环的吊索锁扣的方法，适用于没有套环的索扣，见图3-5。

图3-5采用编结法编制的钢丝绳

（2）绳夹固定法

图3-6钢丝绳夹

绳夹连接简单、可靠，得到广泛的应用。用绳夹固定时，应注意绳夹数量（见

表3-5）、绳夹间距、绳夹的方向和固定处的强度。

表3-5钢丝绳夹推荐数量

绳夹规格（钢丝绳公称直径）dt（mm）钢丝绳夹的最少数量/组

W183

>18~264

>26~365

>36~446

>44~607

钢丝绳夹间的距离等于6~7倍钢丝绳直径。

钢丝绳夹的正确布置方法应将夹座扣在钢丝绳的工作段上，U形螺栓扣在钢

丝绳的尾端上。钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置。

图3-7钢丝绳布置的正确图例与错误图例

（3）铝合金套压缩法

应根据钢丝绳结构规格选用铝合金套，主要用限力法、限位法两种压接方法。

图3-8所示为采用铝合金套压