建筑施工技术学习任务5 结构安装工程

学习任务5结构安装工程学习单元5．1起重机械5．1．1桅杆式起重机1．独脚拔杆：木独脚拔杆；钢管独脚拔杆；格构独脚拔杆2．人字拔杆

人字拔杆是由两根圆木或两根钢管或格构式截面的独脚拔杆在顶部相交成30°左右夹角，以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成[图5．1(b))]。3．悬臂拔杆

在独脚拔杆的中部或2/3高度处安装一根起重臂，即成悬臂拔杆[图5．1(c)]。4．牵缆式拔杆

牵缆式拔杆是在独脚拔杆的下端安装一根可以回转和起伏的起重臂而成[图5．1(d)]。5．1．2自行式起重机1．履带式起重机(1)履带式起重机的构造及特点履带式起重机是一种自行式全回转起重机，其工作装置改造后还可作为单斗挖土机或打桩架，是一种多功能的施工机械。履带式起重机主要是由行走机构、回转机构、机身及起重臂等部分组成，如图5．2所示。(2)履带式起重机的技术性能

履带式起重机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。可用性能曲线来表示起重机的性能，如图5．3所示。

图5．3W1-50型起重机性能曲线

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)履带式起重机的稳定性验算

履带式起重机在正常条件下工作，机身可以保持稳定。当起重机进行大负荷吊装或接长臂杆时，为了保证起重机在吊装过程中不发生倾覆事故，应对起重机进行稳定性验算。

1)当考虑吊装荷载及附加荷载时稳定安全系数2)当仅考虑吊装荷载时稳定安全系数当起重机的臂长小于25m时，可不考虑风荷载倾覆力矩。

MF=W1h1+W2h2+W3h3

(5．3)(3)起重臂接长验算当起重机的起重高度或起重半径不能满足需要时，则可采用接长臂杆的方法予以解决。此时起重量Q′可根据∑MA=0求得，如图5．5所示。整理得：

2．汽车式起重机

汽车式起重机是将起重机构安装在通用或专用汽车底盘上的全回转起重机，动力是由汽车发动机提供，行驶驾驶室和起重操纵室分开设置。其特点是转移迅速，对路面损伤小，但吊装时需要使用支腿，不能负载行驶。3．轮胎式起重机轮胎式起重机在构造上与履带式起重机基本相似，但其行走装置采用轮胎。起重机构及机身装在特制的底盘上，能够全回转，在360°范围内进行作业。行驶时对路面要求较高，行驶速度比汽车式慢，不宜在泥泞的路面上作业。5．1．3塔式起重机5．1．3．1轨道式塔式起重机

轨道式塔式起重机是一种能在轨道上行驶的起重机。这种起重机可负荷行走，有的只能在直线轨道上行驶，有的可沿L形或U形轨道行驶。5．1．3．2爬升式塔式起重机爬升式塔式起重机是安装在建筑物内部电梯井或特设开间的结构上，借助于爬升机构随建筑物的升高而向上爬升的起重机械，如图5．9所示。爬升式塔式起重机由底座、套架、塔身、塔顶、行车式起重臂和平衡重等组成。爬升式塔式起重机的爬升过程如图5．10所示。基础节连接底板安装套架安装平衡臂回转限制器的调整塔机顶升操作打开活动爬爪5．1．3．3附着式塔式起重机

附着式塔式起重机是固定在建筑物旁边混凝土基础上的起重机械，塔身可借助顶升系统自行向上接高，从而满足施工进度的需求，如图5．11所示。

学习单元5．2索具设备5．2．1卷扬机

在建筑施工中常用的卷扬机有快速和慢速两种。卷扬机在使用时必须用地锚予以固定，以防止工作时产生滑移或倾覆。卷扬机的固定方法(a)螺栓锚固法；(b)水平锚固法；(c)立桩锚固法；(d)压重锚固法1-卷扬机；2-地脚螺栓；3-横木；4-拉索；5-木桩；6-压重；7-压板5．2．2滑轮组

滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮以及缠绕的钢丝绳所组成。滑轮组的名称一般以组成滑轮组的定滑轮与动滑轮的数目来表示。例如，由四个定滑轮和四个动滑轮组成的滑轮组称为四四滑轮组。

滑轮组钢丝绳跑头的拉力S，可按下式计算：S=KQ(5．7)式中：S为跑头拉力(KN)；Q为计算荷载；K为滑轮组省力系数。当钢丝绳从定滑轮绕出：

式中，f为单个滑轮的阻力系数，对滚珠轴承f=1.02；对青铜轴套轴承f=1.04；对无轴套轴承f=1.06；n为工作线数。5．2．3钢丝绳结构吊装中常用的钢丝绳是先由若干根钢丝捻成股；再由若干股围绕绳芯捻成绳，其规格有6×19、6×37和6×61等(6股，每股分别由19、37、61根钢丝绳捻成)。6×19钢丝粗，较硬，不易弯曲，多用作缆风绳；后者6×37钢丝细，较柔软，多用作起重吊索。6×61用于重型起重机械。钢丝绳的容许拉力应满足下式要求：5．2．4横吊梁

横吊梁又称为铁扁担，在吊装工作中可减小起吊高度，满足吊索水平夹角的要求，使构件保持垂直、平衡，便于安装。学习单元5．3单层工业厂房结构安装5．3．1构件吊装工艺5．3．1．1柱的吊装1．基础的准备

柱基施工时，杯底标高一般比设计标高低(通常低5cm)，柱在吊装前需对基础杯底标高进行一次调整(或称找平)。此外，还要在基础杯口面上弹出建筑的纵、横定位轴线和柱的吊装准线，作为柱对位、校正的依据(图5．14)，另外，还要在柱身三个侧面上弹出吊装准线(图5．15)。

2．柱的绑扎

(1)斜吊绑扎法：当柱平卧起吊的抗弯能力能满足吊装要求时，可采用斜吊绑扎法，如图5．16所示。

(2)直吊绑扎法

当柱平卧起吊的抗弯强度不足时，吊装前需先将柱翻身后再绑扎起吊，这时就采用直吊绑扎法(图5．17)。

(3)两点绑扎法：

当柱身较长较重时，若采用一点绑扎法，则柱的抗弯能力不足，需采用两点绑扎起吊(图5．18)。绑扎点的位置，应选在使下绑扎点距柱重心的距离小于上绑扎点至柱重心的距离，以保证将柱起吊后可自行旋转直立。

3．柱的起吊（1)旋转法

此法是起重机边起钩，边回转起重臂，使柱子绕柱脚旋转而成直立状态，然后将柱吊离地面，将其插入基础杯口。采用此法时，要使绑扎点、柱脚中心与基础杯口中心三点同在以起重机停机点为圆心，以停机点到绑扎点的距离（吊升柱子时的起重半径）为半径的圆弧上，即三点同弧。（2）滑行法

起吊时，起重机只升钩，起重臂不转动，使柱脚沿地面滑升逐渐直立，然后吊离地面插入基础杯口(图5．20)。采用此法吊柱时，柱的绑扎点布置在杯口附近，并与杯口中心位于起重机的同一起重半径的圆弧上，即两点同弧。(3)双机抬吊

当柱的断面尺寸、重量较大，使用一台起重机无法满足吊装工作时，可以采用双机抬吊。其起吊方法可采用旋转法(两点抬吊)和滑行法(一点抬吊)。双机抬吊旋转法，是采用两台起重机分别抬柱的上、下吊点，柱的布置应使两个吊点与基础中心分别处于起重半径的圆弧上，两台起重机并列于柱的一侧，如图5．21所示。

双机抬吊滑行法时柱的平面布置与单机起吊滑行法基本相同。两台起重机在柱基两侧相对而立，吊钩均位于基础上方，如图5．22所示。

采用双机抬吊，为使各机的负荷均不超过该机的起重能力，应进行负荷分配，其计算方法，如图5．23所示为：

4．柱的对位与临时固定先在基础杯底铺20～30mm水泥砂浆，将柱脚插入杯口后，悬离30～50mm处进行对位，应注意保持柱身基本垂直。对位时，由两人在柱的两个对面各放入两个楔块，并用撬棍撬动柱脚，使柱子安装中心线对准杯口准线，即可放下柱子至杯底，对中心线进行复查对准，符合要求后，由两人对称地将四周八个楔块打紧，使之临时固定(图5．24)。

5．柱的校正与最后固定

柱的校正包括平面位置、垂直度和标高。标高校正在柱基杯底找平时已经进行。平面位置校正在对位时进行。垂直度校正在柱临时固定后进行。柱垂直度的校正方法有敲打楔块法、千斤顶校正法、钢管撑杆斜顶法及缆风绳校正法等，如图5．25所示。若发现柱在平面位置上有走动，可在一侧打紧楔块另一侧放松楔块予以校正。

柱校正后，应将楔块以每两个一组对称、均匀、分次地打紧，并立即进行最后固定。其方法是在柱子与杯口的空隙中用细石混凝土浇筑密实。之前要清扫杯口，并用水湿润柱脚和杯壁，分两次浇筑强度高一级的细石混凝土，第一次浇至楔块底面，待混凝土达到设计强度的25％后，拔去楔块，再浇筑第二次混凝土至杯口顶面，并进行养护，待第二次浇筑的混凝土达到设计强度的70％后，方能进行上部构件的安装。5．3．1．2吊车梁的安装

吊车梁的类型通常有矩形、T形和鱼腹形等几种。安装时应采用两点绑扎，对称起吊，吊钩对准重心，使其起吊后保持水平。

对吊车梁的校正有标高、平面位置、垂直度等。可在屋盖安装前进行校正，也可在屋盖安装后进行；对于重型吊车梁宜在屋盖安装前进行，且边吊边校。

吊车梁校正后，应立即焊接牢固，并在吊车梁与柱接头的空隙处浇筑细石混凝土进行最后固定。5．3．1．3屋架的吊装1．屋架的扶直与就位

(1)正向扶直：起重机位于屋架下弦一侧，先以吊钩对准屋架上弦中心，收紧吊钩，然后略抬高起重臂，使屋架脱模，然后起重机升钩升臂，使屋架以下弦为轴缓慢转为直立状态[图5．28(a)]。

(2)反向扶直：起重机位于屋架上弦一侧，先以吊钩对准屋架上弦中心，收紧吊钩使屋架脱模，接着升钩并降臂，使屋架以下弦为轴缓慢转为直立状态[图5．28(b)]。2．屋架的绑扎当屋架的跨度小于或等于18m时，采用两点绑扎[图5.29(a)]；屋架跨度为18～24m时。采用四点绑扎[图5.29(b)]；屋架跨度为30～36m时，采用四点绑扎并加9m的横吊梁，又叫做铁扁担[图5.29(c)]；侧向刚度较差的屋架，必要时应进行临时加固[图5.29(d)]；对于组合屋架，因其刚度差、下弦不能承受压力，故绑扎时也应用横吊梁。3．屋架的起吊、对位与临时固定

屋架的起吊一般采用单机起吊，当屋架跨度大、重量大时采用双机抬吊。屋架对位后，应立即进行临时固定，第一榀就位后，用四根缆风绳在屋架两侧拉牢固定，或将屋架与抗风柱连接；第二榀以后的屋架就位后，用两根工具式支撑撑牢在前一榀上(图5．30)。临时固定稳妥后，起重机才可以脱钩。屋架经过校正、最后固定，并安装了若干块大型屋面板后，才可将支撑取下。4．屋架的校正与固定

对屋架的校正主要是垂直度，一般用经纬仪或垂球检查，用屋架校正器进行校正。用经纬仪检查是在屋架上安装三个卡尺，一个安在上弦中点附近，另两个分别安在屋架两端。自屋架几何中心向外量出一定距离(500mm)在卡尺上做出标志，然后在距离屋架中心线同样距离的地面上安置经纬仪，观察三个卡尺上的标志是否在同一垂直面。5．屋架的双机抬吊(1)一机回转，一机跑吊

该方法是屋架布置在跨中，两台起重机分别停在屋架的两侧(图5．32)(2)双机跑吊

屋架在跨内一侧就位，两台起重机在屋架同侧(图5．33)。5．3．1．4天窗架及屋面板的吊装

天窗架常采用单独吊装，也可与屋架拼装成整体后，同时进行吊装，但对起重机的起重量和起重高度要求高。天窗架单独吊装时，应在两侧屋面板安装后进行。天窗架一般采用两点或四点绑扎(图5．34)，其校正、临时固定可用缆风绳、木撑或校正器进行。屋面板的吊装，一般多采用一钩多块叠吊或平吊法(图5．35)，以发挥起重机的效能，提高生产率。吊装顺序，应由两边檐口左右对称逐块吊向屋脊，避免屋架承受半跨荷载。屋面板应焊接牢固，并保证有三个角点焊接。

5．3．2结构吊装方案5．3．2．1起重机的选择

起重机的选择直接影响构件的吊装方法、起重机开行路线与停机点位置、构件平面布置等问题。对于履带式起重机型号的选择，应使起重量、起重高度和起重半径均满足要求如图5．36所示(图中h1为其在地坪上的高度)。

1．起重量

起重机的起重量Q应满足下式要求：Q≥Q1+Q2(5．13)2．起重高度起重机的起重高度，必须要满足所吊构件的高度要求。H≥h1+h2+h3+h4(5．14)

3．起重半径

(1)数解法求最小起重臂长图5．37示出了用数解法求最小起重臂长的各参数，其最小起重臂长按(5．15)式计算。为使臂长L为最小，要对公式(5．15)进行微分，令将角度值α代入(5．15)，即可求得最小臂长L，根据选用的起重臂长，计算起重半径R，根据R便可确定起重机在吊装屋面板时的停机位置。

(2)图解法1)按比例(不小于1：200)绘出构件安装标高、柱距中心线和停机面线。2)根据(0．3+n+h+b)在柱距中心线上定出P1的位置。3)根据g=1m定出P2点的位置。4)根据起重机E值绘制平行于停机面的水平线GH。5)连接P1P2，延长到与GH相交于P3(此点为重臂下端铰点)。6)量出P1P3的长度，即为所求的最小起重臂长。

5．3．2．2结构吊装方法

1．分件吊装法分件吊装法，又称大流水法。是指起重机每开行一次，仅吊装一种或两种构件，如图5．40所示。第一次开行，吊装完全部柱子，并对柱子进行校正和最后固定；第二次开行，吊装吊车梁、连系梁及柱间支撑等；第三次开行，按节间吊装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。

2．综合吊装法

综合吊装法，又称节间安装。是起重机在车间内一次开行中，分节间吊装完所有各种类型构件。即先吊装4～6根柱子，校正固定后，随即吊装吊车梁、连系梁、屋面板等构件，待吊装完一个节问的全部构件后，起重机再移至下一节间进行安装，如图5．41所示。5．3．2．3起重机开行路线及停机位置当吊装屋架、屋面板等屋面构件时，起重机一般沿跨中开行；吊装柱子时，则根据跨度大小、构件尺寸、重量及起重机性能，可沿跨中或跨边开行，如图5．42所示。当R≥L／2时，起重机可沿跨中开行，每个停机点可吊两根柱子[图5．42(a)]。当起重机可沿跨中开行，每个停机点可吊装4根柱子[图5．42(b)]。当R<L/2时，起重机沿跨边开行，每个停机点可吊装一根柱子[图5．42(c)]。

当则可以跨边开行，每个停机点可以吊装两根柱子[图5．42(d)]。

当柱子布置在跨外时，起重机一般沿跨外侧开行，停机位置与跨边开行相似。例如某单跨车间采用分件吊装时，起重机的开行路线及停机位置图如图5．43所示。5．3．2．4构件平面布置与运输堆放

1．构件布置要求2．柱子预制的布置(1)柱的斜向布置

如果用旋转法起吊，则应按三点共弧斜向布置，其步骤如图5．44所示。如因场地、柱长的限制，柱的布置难以做到三点共弧，则可采用两点共弧布置。其方法有两种：

一种是将柱脚与柱基安排在起重半径R的圆弧上，而将吊点放在起重半径R之外(图5．45)。

另一种是将吊点与柱基安排在起重半径R的同一圆弧上，柱脚可斜向任意方向(图5．46)。吊装时，柱可用旋转法或滑行法吊升。

(2)柱的纵向布置

采用滑行法吊装时，可纵向布置如图5．47所示，吊点靠近基础，吊点与柱基两点同弧。

3．屋架的预制布置

屋架一般在跨内平卧叠浇预制，每叠3～4榀，布置方式可采用斜向布置、正反斜向布置、正反纵向布置如图5．48所示。4．吊车梁的预制布置