《土木工程智能施工》课件 第6章 钢结构工程-1钢框架结构施工

第6章钢结构工程第1节钢框架结构施工

优点：自身有行走装置，移位及转场方便；操作灵活，使用方便，可

360°全回转。

缺点：稳定性差，工作空间小（斜臂杆、底铰低）。

1.种类、型号与特点（1）履带式：

优点——对场地、路面要求不高；可负重行驶；360

°回转；臂长可接。缺点——行驶慢；对路面有破坏；稳定性差。型号——W1-50（10t）、W1-100（15t）、W-200（50t）、QU20（20t）、QUY50(50t)等。（“W”型号者为挖土机改装）房屋结构安装的起重机械包括：自行杆式、塔式、桅杆式三大类

（一）自行杆式起重机一、起重机械履带式起重机的构造组成2011年5月28日，中联重科ZCC3200NP成功下线。最大起重量3200t，起重力矩达82000tm，由并联双臂架+前后履带车组成。起重能力世界第一。2016年03月20日，山东石岛湾核电站高25m、重610t（全球最大）反应堆压力容器吊装。2011年5月29日，三一重工发布世界最大吨位履带起重机SCC86000TM。其最大起重量3600t，最大起重力矩86000t·m。被誉为“全球第一吊”。刷新了中联重科保持1天的世界纪录。防城港核电站1号机穹顶吊装：直径37.012m，高11.05m，重144.56t方家山核电站2号机组穹顶吊装（2）汽车式：起重机构装在汽车底盘上。

优点——行驶速度快，可上公路；伸缩臂变化快；全回转。缺点——吊装时必须用撑脚（支腿），不能负重行驶。型号——Q1-5，Q2-8（QY-8），QY-16，QY-25，…，QY125，

QY300，…【Q1为机械传动、Q2或QY为全液压传动、Q3或QD为电机驱动，后部数字表示最大起重量（t）】汽车式起重机安装单层钢结构厂房（3）轮胎式：专门设计的，专用轮胎和特制底盘。优点——轮胎行驶，速度较快；

对路面

破坏小；

起重量小时负重行驶。缺点——对路面要求高；

起重量大时必须用脚撑。型号——QL2-16、QL3-25、QL3-40。（QL1机械传动为主；QL2液压传动；

QL3直流电动机传动）格构式臂杆轮胎吊伸缩式臂杆轮胎吊2007年，德国利勃海尔集团推出的LTM11200-9.1型1200吨级世界最大的全路面起重机。该机采用9轴底盘，七节伸缩臂长达100米，通过使用变幅副臂可延长126米，起吊高度达到170米。可用于安装大型风力发电机等作业。（4）全路面起重机单独设计的底盘；大吨位；先进的转向及控制系统；吊重小时可不用撑脚。徐工QAY1200

参数

行驶状态质量96000kg

最小转弯半径≤30m

最大起重量1200t

最长主臂

106m2010年上海展览会，徐工、三一均展出1200吨全路面起重机三一SAC1200

参数最大起升高度102m最小工作幅度3m最大起重量1200t臂长（带副臂）

18~126m2011.10.31，SAC1200在张家口首次作业，将96t的2兆瓦风电机仓吊装至90m塔顶。2011年9月7日，华盛顿雷雨交加，在国家大教堂作业的500t吊倒塌RQH（1）起重量Q——吊钩所能提起的荷载；（2）起重高度H——吊钩最高时至停机面的高度；（3）回转半径R——吊钩中心至机械回转轴间的水

平距离。关系：臂长L一定时，三个参数随臂的仰角变化而变化；R↑——Q↓、H↓；R↓——Q↑、H↑。参数可据技术参数表或起重性能曲线查出2.主要技术性能参数：1－臂长23m时的起重高度曲线；2－臂长23m时的起重量曲线；3－臂长13m时的起重高度曲线；4－臂长13m时的起重量曲线W1－100起重机性能曲线1.构造组成：机构——变幅机构、起升机构、

回转机构、

（行走机构）、

动力及操纵装置、

安全装置；结构——行走台车或底座、塔身、

塔尖、起重臂、

平衡臂（平衡重）、

驾驶室、（压重仓）。（二）塔式起重机

2.特点优点——起重臂安装位置高，工作半径大，故服务空间大；能最大限度地靠近建筑物；移动灵活，工效高；司机视野好，使用安全。缺点——安装、拆卸及转场困难3.主要技术性能参数

起重量Q、起重高度H、回转半径(工作幅度)R、起重力矩M。4.安装与接高

初步安装：用自行式起重机分块、分节安装。

接高或爬升：初安到一个基本高度后，自行接高或爬升。（二）塔式起重机(1)自升塔的初步安装步骤（2）自升接高过程原理：以液压千斤顶为动力，通过套架和塔身的相互作用而升降。自升塔接高实例①②③④⑤1—上道爬升框；2—下道爬升框；3—第三道爬升框（3）爬升过程：

固定下支座→提升套架→固定套架→下支座脱空→

提升塔身→固定下支座。按架设形式分——固定式、附着式、轨行式、爬升式（内爬、外爬）；按回转部位分——上回转、下回转；按变幅方法分——动臂变幅、小车变幅；按起重能力分——轻型0.5～5t、中型5～15t、重型15～40t。（1）塔式起重机的

架设形式5.塔吊的类型：2）小车变幅

1）动臂变幅塔臂顶置的

平头式塔头式（2）变幅方式6.常用塔吊及特点（1）轨行式：①特点：使用灵活，服务范围大；但稳定性较差。②适用：长度大、进深小的多层建筑（不需附着）。③型号：几种型号见表QTZ120塔吊轨行式安装轨行式塔吊台车首都机场T3航站楼使用的法国产MC-480轨行式塔吊。其臂长50m,最大起重量20t；轨距8m,每节轨道长13.85m。图为正在移铺轨道(a)跨外单侧L形布置1)轨行式：跨内（少用）；

跨外单侧：R≥a+b

；

跨外双侧：R≥a+b/2。(两台时臂高差≮5m)(b)跨外单侧一字布置(c)跨外双侧布置(d)跨内单行布置

（1）布置：（2）附着式塔吊型号：QTZ25（3506-2.5），QTZ40（4208-4），QTZ50（4610-5），QTZ63（5013-6），QTZ80（5512-8），QTZ100（5515-8），

QTZ125（5518-8），QTZ160（6516-10），

QTZ200（7020-12），FO/23B，H3/36B，…性能：如QTZ100,最大自由高度50m，40m以上每20m用锚固装置附着于建筑物，参数见下表：型号起重力矩kNm最大起重量t工作幅度mRmax的Qt起升高度

固定/附着m标准节尺寸m整机总功率千瓦整机质量tQTZ20(TC3006A)20022.5～300.627/501.4×1.4×2.415.411.3QTZ25(TC3008A)2502.52.5～300.827/701.4×1.4×2.418.812.25QTZ31.5(TC3508)31532.5～350.829/701.4×1.4×2.418.814.5QTZ40(TC4208)40042.5～420.831/1201.5×1.5×2.222.721.7QTZ50(TC4610)50052.5～461.036/1201.5×1.5×2.222.726QTZ63(TC5013)76062～501.340/1201.6×1.6×2.531.730.5QTZ80(TC5512)80082.5～551.245/1501.8×1.8×2.542.442QTZ125(TC6014A)1250102.9～601.450/2002×2×36756QTZ160(TC6020)1600102.5～602.052.6/1602×2×2.871.569某厂家的塔式起重机性能参数QTZ40最大起重量:4t

最大提升高度:100m

额定起重力矩:400kNm

幅度:47m（0.79t）QTZ40性能QTZ40基础配筋图QTZ63型外形结构与起重性能*引进法国POTAIN公司技术的产品。*可组合成轨行、固定、附着、爬升多种工作方式。*起重臂可拼成30m、35m、40m、45m、50m五种长度；FO/23B型塔式起重机塔吊的附着北京国贸三期（高330m）1台M440D和1台M760D内爬塔吊；1台南京中升ZSL750型附着塔吊，配合土建及机电安装施工，并协助主楼钢结构安装。

2）布置：

安在距建筑物3~6m，便于吊装、附着、拆除处。起重幅度应能覆盖所需吊装、运输区域。

该塔吊如何拆除？安装于建筑物内(电梯井、框架梁…)，利用套架、托梁随建筑物升高而爬升。

①型号：QTZ50（5013）、

QTZ70(5012)、QTZ100（5015）、QTZ160（6516）等。②特点：起升高度大（受卷扬机容绳量限制)；控制范围大，占用场地小；拆除时较困难。(3）内爬式：中央电视台新址等使用的M1280D爬塔。平衡臂上安有柴油机发电机自供电，全部液压控制系统。最大Q=80吨，最大R=82.4米，M=2450t·m；动臂变幅，可减少群塔作业时的相互干扰。中央电视台新址工程钢结构采用爬塔吊装塔吊：M1280D平衡臂上安装柴油发电机自供电底梁架设及结构加固广州电视塔外爬塔的安装核心筒施工至40m时，外侧安装M760D、M900D爬塔。上海中心大厦外爬塔的安装采用中昇ZSL2700塔吊，安于核心筒外侧。该机属超大型的爬升式动臂塔吊，以柴油发动机驱动，最大工作幅度为60m，在27m幅度内可吊100t，最大起重高度632m，起升速度110m/min。1.类型、构造及特点：

（1）类型与构造：（三）桅杆式起重机木独脚拔杆通卷扬机钢管独脚拔杆起重杆，加缆风、锚碇、卷扬机、滑轮组组成；起重杆材料：木、钢管、格构式，倾角<10º。1）独脚拔杆：人字拔杆

双杆铰接或绑扎，呈30º夹角，倾角<10º;侧稳好，但起吊范围小。2）人字拔杆牵缆式拔杆

拔杆底部铰接起重臂，可回转、起伏，操作灵活，Q、H、R均较大。3）牵缆式拔杆：悬臂式拔杆

4）悬臂拔杆：

拔杆腰部铰接起重臂，可回转起伏，H、R大，但Q较小。双悬臂拔杆安装塔架

2.独脚拔杆的设计计算：1）内力分析：轴向压力；拔杆弯矩；底部水平力。2）拔杆截面验算。

3）其它附件的选择与计算：钢丝绳、卷扬机、滑车组、锚碇。

（2）桅杆式起重的特点：

优点——制作简单、装拆方便；起重量、起重高度可大（自行设计）。缺点——需较多缆风绳；移动困难，灵活性差；服务范围小。二、起重索具设备（一）卷扬机（快速、慢速、调速，单筒、双筒）常用：牵引力4～50KN，电磁制动式。

卷扬机安装要求：

1）位置：

司机视线好、地势高处；

距起吊处≮15m(安全距离)；

司机视仰角＜30º；

距前面第一个导向滑轮≮20倍卷筒长(防乱绳)；

钢丝绳尽量不穿越道路。

2）钢丝绳从卷筒下绕入，卷筒上存绳量不少于5圈。

3）固定：要牢固可靠，防止滑移和倾翻；（图）（b）卧锚锚固法卷扬机的固定方法（a）螺栓锚固法（c）立桩锚固法（d）压重锚固法（二）千斤顶

种类与用途：顶升千斤顶：螺旋式、液压式；

用于构件的安装对位、偏差校正、结构卸荷……

提升千斤顶：锚固钢绞线+液压千斤顶。

用于大型结构构件的提升、下降、平移……螺旋式通用液压式提升千斤顶（三）钢丝绳1.类型

按股、丝数：6×19，6×37，6×61。按捻向：交互捻、同向捻、混合捻；普通钢丝绳的截面6×196×37式中：P——绳破断拉力，

R——钢丝绳的钢丝破断拉力总和，

α——受力不均匀系数（0.85,0.82,0.8），

K——安全系数（缆风钢丝绳K=3.5；起重钢丝绳K=5～6；捆绑吊索K=

8～10；电梯K=14）3.使用注意：

滑轮直径：D＝10～12d

（d为绳径）；

轮槽直径：B＝d＋1～2.5mm；

定期加油（≤4个月），成盘竖立存放，定期检查，达到报废

标准必须报废。2.钢丝绳的容许拉力：（四）滑轮组1.钢丝绳跑头拉力T：

T＝k’

•QQ－－计算荷载k’－－滑轮组省力系数钢丝绳从定滑轮绕出者：k’＝fn(f-1)/(fn-1)钢丝绳从动滑轮绕出者：k’＝fn－1(f-1)/(fn-1)2.使用注意：滑轮直径和轮槽直径与绳配套；查明荷载，检查有无损伤；定、动轮间距≮1.5m。(五)地锚1.桩式地锚单排(P=1～3t)；双排(P=3～5t)；三排(P=6～10t)打入式，埋入式；PP2.卧式地锚承载力及构造应经设计计算确定；埋深1.5～3.5m，P≥75kN加压板，P≥150kN加立板栅。（a）普通水平地锚P（b）有压板及木壁

的水平地锚P

注意：

1.埋在土质坚硬处，地面不积水。

2.材料应做防腐、加固处理，锚碇前2.5m内无坑槽。

3.重要地锚应过计算，埋后试拉检验；原有或久置的应

经试拉后再用。

4.锚碇不得反向受拉。(六)吊具（a）滑轮横吊梁（c）钢管横吊梁2.横吊梁（铁扁担）形式：滑轮式、钢板式－－吊柱；型钢式（6～12m）－－吊屋架用途：减少起吊高度，满足水平夹角要求；保持构件垂直、平衡，便于安装。1.吊索与卡环

用途：捆绑、连接吊索材料：6×37或6×61钢丝绳制作（b）卡环螺栓型活络型马蹄形（a）吊索＞20d和300d环状开口式（b）钢板横吊梁111-11.柱基准备与柱底灌浆预埋的地脚螺栓应位置、标高准确。基础浇筑时预留50mm高的调整间隙。钢柱吊装前，根据基础及钢柱的实际制作尺寸，在基础表面浇筑临时支撑标高块（M30无收缩砂浆，表面埋厚16~20mm的钢板）进行调整。安装前，应做好构件检查、弹线编号、吊具及工具、焊机、应力核算及临时加固等准备工作。螺栓调平、套板定距拉结固定与保护临时支撑标高块的设置柱断面边长＜1m时

柱断面边长=1~2m时或标高块基础顶面三钢框架结构施工

终拧地脚螺栓第一节钢柱吊装、校正、固定后，进行柱底灌浆。

柱底灌浆示意≤150≤5015050模板柱底板柱底灌浆固定2.吊装与校正

安装顺序：宜由中央向四周扩展，减少焊接误差。先安装一个流水段的一节柱，随即安装主梁，迅速形成空间结构单元。

主要构件吊装就位后,应立即进行校正。应考虑风力、温差、日照，以及焊接变形等因素的影响。（a）柱子安装顺序某高层钢结构工程安装顺序（b）主梁安装顺序

钢柱吊装示意1—吊耳；2—垫木单机吊装法吊点设在吊耳处（柱子制作时焊好吊耳，用于吊装和临时固定，焊接固定后割除）。据柱子的重量和起重机能力，可用单机吊装或双机抬吊。

首节柱起吊、就位。固定后，柱底注浆（1）钢柱高层钢框架柱吊装地下部位焊有栓钉,以便与外包砼连接为减少连接和加快吊装速度，柱子多制作成2~3层一节。分节位置宜在梁顶标高以上1~1.3m处，各节间以坡口焊连接。

柱与柱、主梁与柱的接头处用临时螺栓连接，每个节点不应少于总数的l／3和2个。顶部拉结最后固定：对称焊接对位与临时固定底部与吊耳连接侧面正面钢梁串吊示意图铁扁担钢梁

（2）钢梁吊装前，检查柱子间距和牛腿标高；高强螺栓连接者，需检查梁、柱端连接面及连接板的摩擦性能，不足则需进行打磨或喷砂、酸洗等处理；主梁吊装前，应安装扶手杆和扶手绳，以保证施工人员安全。

同一列柱的钢梁，应从跨中开始对称向两端安装；一节柱需安装多层钢梁时，宜从上至下安装。吊装方法：据重量，单机吊装、双机抬吊，较小的钢梁可采用两梁或三梁串吊。吊装就位钢梁准备绑扎起吊3．连接与固定

连接方式：高强螺栓连接、焊接连接、栓焊并用。

栓焊并用者，应先栓后焊，即可及时提高结构的稳定性，又能避免焊接变形而影响螺栓安装。（1）高强螺栓连接先用冲钉和临时螺栓定位、调整。高强螺栓应能自由穿入。高强螺栓应从螺栓群中央向外逐个拧紧，分初拧和终拧进行。初拧至50%扭矩。对大型节点，在初拧后还需复拧，以使各螺栓均达到初拧值。终拧是采用专用电动扳手拧掉螺栓尾部梅花头即可。终拧后，螺栓丝扣应露出螺母2～3扣。连接板的打磨打入冲钉、安