6结构安装工程

土木工程施工第六章结构安装工程本章主要介绍了钢筋混凝土装配式单层厂房及钢结构的加工与安装。结构安装一般应经过起重机的选择及开行路线的确定，选择安装工艺及构件的制作、堆放、吊装、矫正、连接固定等程序。进行安装工作时，由于构件较重而且多为高空作业，故危险性较大，因此，施工前应根据工程具体情况编制切实可行的安装技术操作规程，以保证施工安全。土木工程施工结构吊装工程是装配结构工程施工的主导工种工程，其施工特点如下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。第六章结构安装工程土木工程施工第一节起重机械与设备一、起重机械起重机械是建筑施工中广泛采用的重要起重运输设备，它的合理选择与使用，对于减轻劳动强度、提高劳动生产率、加工工程进度、降低工程造价，起着十分重要的作用。结构安装用的起重机械，主要有桅杆式起重、自行式起重机以及塔式起重机。1.桅杆式起重机桅杆式起重机又称为拔杆或把杆，是最简单的起重设备。一般用木材或钢材制作。土木工程施工桅杆式起重机可分为独脚拔杆起重机人字拔杆起重机悬臂拔杆起重机牵缆式桅杆起重机（1）独脚拔杆由拔杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成，见图6－1。可用木料和金属制造。拔杆的稳定主要靠缆风绳，缆风绳一般需设6～12根。缆风绳与地面夹角一般取α=30～45°，角度过大则易对拔杆产生较大的轴向压力。土木工程施工（2）人字拔杆由两根圆木或两根钢管，或两根格构式截面的独脚拔杆用钢丝绳绑扎或铁件铰接而成，下挂起重滑轮组，底部设置拉杆或拉绳，以平衡拔杆本身的水平推力。两杆的夹角一般为20度～30度左右，其下端两脚的距离约为高度的1/2～1/3，侧向稳定性好，缆风绳较少，但构件起吊后活动范围小。适用于吊装柱子等重型构件。人字拔杆在吊装构件过程中，严禁调整拔杆的前倾角和挪动拔杆的位置，以防发生事故。土木工程施工（3）悬臂拔杆在独脚拔杆中部或2/3高处，装上一根起重杆，即成悬臂拔杆。悬臂拔杆有较大的起重高度和相应的工作幅度，悬臂起重杆能起伏和左右摆动（1200～2700），使用方便，但起重量小，多用于吊装轻型构件，如吊装屋面板、檩条等屋面构件。（4）牵缆式桅杆起重机牵缆式拔杆起重机是在独脚拔杆的下端装一可以回转和起伏的起重臂。它比独脚拔杆工作幅度大，而且机动灵活，机身能回转360°可将构件吊到任意位置。土木工程施工图6－1桅杆式起重机（a）独脚拔杆；（b）人字拔杆；（c）悬臂拔杆；（d）牵缆式拔杆起重机1-拔杆；2－缆风绳；3－起重滑轮组；4－导向装置；5－拉索；6－起重臂；7－回转盘；8－卷扬机土木工程施工2.自行式起重机自行式起重机有履带式起重机、汽车式起重机和轮胎式起重机。自行式起重机的优点是灵活性大，移动方便，能为整个建筑工地服务。这类起重机的缺点是稳定性较小。土木工程施工（1）履带式起重机1）履带式起重机构造及特点履带式起重机主要由底盘、机身和起重臂三部分组成，见图6－2。图6－2履带式起重机1—行走装置；2—回转机构；3—机身；4—起重臂；5—变幅滑轮组；6—起重滑轮组；A、B……—外形尺寸符号；H—起重高度；L—起重杆长度；R—起重半径土木工程施工常用的国产履带式起重机主要有以下几种型号：Ｗ1-50、Ｗ1-100、Ｗ1-200型和西北78D型等。常用履带起重机的外形尺寸见表6-1。符号名称型号W1-50（W-501、Э-505）W1-100（W-1001、Э-1004）W1-200（W-2001）Э-1252W-4ABCDEFGMNJK机棚尾部到回转中心距离机棚宽度机棚顶部距地面高度回转平台底部距地面高度起重臂枢轴中心距地面高度起重臂枢轴中心至回转中心距离履带长度履带架宽度履带板宽度行走底架距地面高度双足支架顶部距地面高度290027003220100015551000342028505503003480330312036751045170013004005320067527541704500320041251190210016004950405080039043003540312036751095170013004005320067541805250265023408580表6-1履带式起重机外形尺寸（mm）土木工程施工2）履带式起重机的技术性能履带式起重机主要技术性能包括三个参数：起重量Q、起重高度H和起重半径R。三者之间存在相互制约关系，其数值变化取决于其重臂长度及仰角大小，当臂长一定时，随着仰角的增大，起重量、起升高度增加，而起重半径减小。当仰角不变时，随着起重臂长度加长，起重半径、起升高度增大，而起重量减小。起重机参数可根据技术性能表或起重机工作性能曲线图查出。土木工程施工如图6－3为W1-100型履带式起重机工作曲线。表6-2为履带式起重机性能表。图6－3W1-100型履带式起重机工作曲线1—起重臂长23m时H-R曲线；2—起重臂长23m时Q-R曲线；3—起重臂长13m时H-R曲线；4—起重臂长13m时Q-R曲线土木工程施工参数单位型号W1-50W1-100W1-200Э-1252W-4起重臂长度m101818带鸟嘴132315304012.5202521273345最大工作幅度最小工作幅度mm10.03.717.04.510.06.012.54.2317.06.515.54.522.58.030.010.010.14.015.55.6519.06.520.326.5422.527.7930.679.0341.1211.51起重量最小工作幅度时最大工作幅度时tt10.02.67.51.02.01.015.03.58.01.750.08.220.04.38.01.520.05.59.02.57.01.763.416.856.811.345.783.332.04.34起升高度最小工作幅度时最大工作幅度时mm9.23.717.27.617.214.011.05.819.016.012.03.026.819.036.025.010.78.117.912.722.817.020.510.526.5.13.532.516.54522.65注：表中数据对应的起重臂倾角为αmin=30°，αmax=77°表6-2履带式起重机性能表土木工程施工3）履带式起重机稳定性验算履带式起重机的缺点是稳定性较差，不宜超负荷吊装，如果需要加长起重臂或超载吊装时，要进行稳定性验算，并采取相应的措施。起重机飞稳定性是指整个机身在起重作业时的稳定程度。起重机在正常条件下工作时，可以保证机身的稳定，但在进行超负荷吊装或接长吊臂时，需要进行稳定性验算，以保证起重机在吊装工程中不会发生倾覆事故。在图6-4所示的情况下（起重臂与行驶方向垂直），起重机的稳定性最差。此时，应以履带中心点A为倾覆中心，验算起重机的稳定性。土木工程施工①履带式起重机稳定性验算履带式起重机稳定性验算时，应选择最不利位置，如图6－4所示，即车身与行驶方向垂直的位置。此时以履带中心点为倾覆中心，起重机的安全条件为：不考虑附加荷载（风荷载、刹车惯性力等）时，要求满足：图6－4履带式起重机受力简图）倾覆力矩（）稳定力矩（倾稳MMk≥1.4考虑附加荷载时Ｋ≥1.15土木工程施工)(233002211lRQlGlGlGlGK=≥1.40（6-1）式中G0——起重机平衡重；G1——起重机可转动部分的重量；G2一一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）；l1、l2、l3、l0——以上各部分的重心至倾覆中心的距离。验算时，当K1.4，则应采取增加配重等措施解决。必要时还需对起重臂的强度和稳定性进行验算。土木工程施工②起重臂接长计算当起重机的起重高度或工作幅度不能满足构件安装要求时，在起重臂强度和稳定性得到保证的前提下，可将起重臂接长。图6－5为接长起重臂受力图。图6－5接长起重臂受力图土木工程施工根据力矩等量换算的原理有：)2()22()2(''''MRQMRRGMRQ简化后得：MRRGMRQMRQ''''221（6-2）式中RG—接长起重臂后的工作幅度—起重杆接长部分的重量土木工程施工（2）汽车式起重机汽车式起重机是将起重机构安装在普通汽车或专用汽车底盘上的一种自行式全回转起重机，设有可伸缩的支腿，起重时支腿落地。图6-6为Q2－32型汽车式起重机外形图。目前常用的汽车起重机有Q型（机械传动和操纵），QY型（全液压传动和伸缩式起重臂），QD型（多电动机驱动各工作机械）。图6－6Q2—32型汽车式起重机土木工程施工（3）轮胎式起重机轮胎式起重机是将起重机构安装在加重轮胎和轮轴组成的特制底盘上的一种自行式全回转起重机，依起重大小的不同，配备4－10个或更多的轮胎并设有四个可伸缩的支腿，起重时利用支腿增加机身的稳定，并保护轮胎。它的特点与汽车式起重机相同。一般用于工业厂房的结构吊装。如图6-7所示。图6－7型轮胎式起重机1—起重索；2—变幅索；3—起重杆；4—支腿土木工程施工3.塔式起重机塔式起重机具有竖直的塔身，其起重臂安装在塔身顶部与塔身组成“Г”形，使塔式起重机具有较大的工作空间。塔式起重机的分类分类方法类型按行走机构分类行走塔式起重机能靠近工作地点，方便，机动性强，常用的有轨道行走式，轮胎行走式和履带行走式自升式塔式起重机没有行走机构，安装在靠近修建筑的专有基础上，随施工的建筑物升高而自行升高按变幅方法分类起重臂变幅式塔式起重机起重臂与塔身铰接，变幅时调整起重臂的仰角，变幅机构有电动和手动两种起重小车变幅式塔式起重机起重臂是不变（或可变）的横梁，下弦装有起重小车，这种起重机构变幅简单、操作方便、并能带载变幅按回转方式分类塔顶回转式塔式起重机结构简单、安装方便，但起重机重心高、塔身下部要加配重，操作室位置低，不利于高层建筑施工塔身回转式塔式起重机塔身与起重臂同时旋转，回转机构在塔身的下部，便于维修，操作室位置较高，便于施工观察，但回转机构复杂按起重功能分类轻型塔式起重机起重能力5～53KN中型塔式起重机起重能力30～150KN重型塔式起重机起重能力150～400KN土木工程施工图6－8按使用架设要求不同分类的塔式起重机(a)固定式；(b)附着式；(c)轨道式；(d)内爬式土木工程施工图6－9QT-60/80型塔式起重机1—从动台车；2—下节塔身；3—上节塔身；4—卷扬机构；5—操纵室；6—吊臂；7—塔顶；8—平衡臂；9—吊钩；10—驱动台车土木工程施工图6－10爬升式起重机的自升过程示意图（a）准备状态（b）提升套架（c）提升起重机土木工程施工附着式塔式起重机附着式塔式起重机是固定在建筑物近旁混凝土基础上的起重机，它借助液压顶升系统随建筑物的施工进程而自行向上接高。为了保证塔身的稳定，每隔一定距离，一般为20m，用锚固装置将塔身与建筑物水平连接，使起重机依附在建筑物上。常用型号有QT4-10型（图6-11）、ZT-1200型、ZT-100型、QT1-4型、QTZ-100型、QT（B）-3～5型。附着式塔式起重机多为小车变幅，因起重机装在结构近旁，司机能看到吊装的全过程，自身的安装与拆卸不妨碍施工过程。附着式塔式起重机的主要技术性能有：吊臂长度、工作半径、最大起重量、附着式最大起升高度、起升速度、爬升机构顶升速度及附着间距等。土木工程施工a)全貌图；b)起重性能曲线；c)锚固装置构造图6－11QT4-10型塔式起重机1—起重臂；2—平衡臂；3—操纵室；4—转台；5—顶升套架；6—塔身标准节；7—锚固装置；8—底架及支腿；9—起重小车；10—平衡重；11—支承回转装置；12—液压千斤顶；13—塔身套箍；14—撑杆；15—附着套箍；16—附墙杆；17—附墙连接杆土木工程施工附着式塔式起重机顶升过程分五个步骤如图6－12。①将标准节吊到摆渡小车上，松开过渡节与塔身相连接的螺栓；②开动液压千斤顶，将塔顶及塔升套架顶升到超过一个标准节的高度，然后用定位销将