S05结构安装工程(完)

建筑施工技术BuildingConstructionTechnology主编：郑传明目录Contents04钢筋混凝土工程01土方工程02桩基础工程03砌筑工程05结构安装工程06防水工程07装饰工程章目录ChapterContents04多层装配式框架结构安装01起重机械02索具设备03单层工业厂房结构安装05钢结构安装第5章

结构安装工程能力目标1、了解结构安装工程常用施工机械设备的性能特点2、掌握单层工业厂房结构吊装的准备工作、吊装工艺3、理解构件平面布置方法及要求4、能选择结构吊装方案5、了解钢结构的特点6、掌握钢结构构件制作的材料选择、构件制作、焊接、连接、防腐、吊装、安装等施工方法7、掌握工艺标准及质量检验要求自行式起重机

自行式起重机可分为桅杆式起重机、自行式起重机与塔起重机。第一节起重机械一、桅杆式起重机桅杆式起重机的特点是:构造简单、装拆方便、能在比较狭窄的工地使用;起重能力较大,解决缺少其他大型起重机械或不能安装其他起重机械的特殊工程和重大结构的困难;在无电源情况下,可使用人工绞磨起吊;其不足之处是:服务半径小、移动困难、施工速度较慢,且需要设置较多的缆风绳一、桅杆式起重机（一）独脚桅杆由桅杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇组成。木独脚桅杆H＜15m，Q＜100kN；钢管独脚桅杆H＜30m，Q＜300kN；金属格构式独脚桅杆H在70～80m，Q在1000kN以上。（二）人字桅杆用两根木杆或钢杆以钢丝绳或铁件铰接而成。两根杆件夹角以30°为宜,在桅杆底部应设拉杆或钢丝绳以平衡其水平推力。起升荷载大、稳定性好,但构件吊起后活动范围小，适用于吊装重型柱子等构件。（三）悬臂桅杆在独脚桅杆中部或2/3高处安装一根起重臂。有较大的起重高度和工作幅度，起重臂能起伏和左右摆动(120°～270°)。适用于吊装屋面板、檩条等小型构件。（四）牵缆式桅杆起重机在独脚桅杆的下端装一根起重臂。起重臂可以起伏;整个机身可作360°回转；其起升荷载(150～600kN)和起升高度(25m)都较大。适用于构件多而集中的建筑物吊装。（一）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具有履带行走装置的全回转起重机，它利用两条面积较大的履带着地行走，由行走装置、回转机构、机身及起重臂等部分组成，如图所示。

2.履带式起重机的常用型号及性能在结构安装工程中，常用的履带式起重机有W1-50型、W1-100型、W1-200型及一些进口机型。

二、自行杆式起重机自行杆式起重机有履带式起重机、汽车式起重机与轮胎式重机三类。（二）汽车式起重机

汽车式起重机是自行式全回转起重机，起重机构安装在汽车的通用或专用底盘上，如图所示。汽车式起重机的主要优点是：行驶速度快、移动迅速、对路面破坏小，适用流动性大、经常变换地点的作业。这种起重机不能负荷行驶，在进行构件安装作业时稳定性较差，由于机身长，行驶时转弯半径较大。（三）轮胎式起重机

轮胎式起重机是把起重机构安装在加重轮胎和轮轴组成的特制底盘上的全回转起重机，如图所示。

轮胎式起重机的上部结构与履带式起重机相同，为保证安装作业时机身的稳定，起重机设有四个可伸缩的支腿，在平坦的路面可不支腿进行小起重量工作及低速行驶。与汽车式起重机相比其主要特点是：稳定性较好，车身短，转弯半径小，可在360°范围内进行作业。但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。三、塔式起重机起重臂安装在塔身上部,起重高度和工作幅度都较大，适用于多层和高层的工业与民用建筑的结构安装。(一)常用塔式起重机的型号及性能轨道式与自升式上旋式与下旋式仰俯变幅与小车变幅1．轨道式起重机QT1-2型属轻型下旋式塔式起重机,其起重力矩为160KN·m，起升荷载为10~20KN,工作幅度为8~16m,最大起重高度为17.20~28.30m。QT1-6型是一种轨道式上旋转塔式起重机，起重力矩400KN·m,起升荷载20~60KN,工作幅度8.5~20m，最大起重高度40mQT-25A型为下旋式塔式起重机,起重力矩为250KN·m,起升荷载为12.5~25.0KN,工作幅度为2.8~20m,水平臂时起升高度为23.0m;300臂时起升高度为32.0m。2．爬式塔式起重机安装在建筑物内部(如电梯井等),塔身长度不变,底座通过伸缩支腿支撑在建筑物上，一般每隔1~2层爬升一次。体积小,自重轻,安装简单,既不需要铺设轨道,又不占用施工场地,适用于施工现场狭窄的高层建筑施工。由塔身、套架、起重臂和平衡臂组成。内爬式塔式起重机是利用自身机构进行提升,自升过程分为三个阶段:3．附着式塔式起重机QT4-10型塔式起重机是一种上旋式、小车变幅的自升式塔式起重机。安装在建筑物旁的混凝土基础上,并每隔16~36m设置一道锚固装置与建筑物结构连接,以保证塔身的稳定。随着建筑物的增高,利用液压顶升系统而逐步自行接高塔身,每提升一次,可提高2.5m。起重臂长度为30m,最大起重力矩为160KN·m,起升荷载为50~100KN,工作幅度为3~30m,最大起重高度为160m。(二)塔式起重机使用要点1）轨道位置其边线与建筑物应有适当的距离,以防行走时走台于建筑物发生碰撞,并避免起重机轮压力传至基础,造成基础沉陷。2）起重机工作时必须严格按照额定起升荷载起吊,不得超载;不允许斜拉重物,拔除地下埋设物。3）运转完毕后,起重机应停放在轨道中部,用轨钳夹紧在钢轨上;吊钩应上升到距离起重臂2~3m处,并使起重臂转到平行于轨道方向。4）遇到6级以上大风及雷雨天,禁止操作。结构安装工程要使用许多辅助设备，如钢丝绳、滑轮组、吊钩、卡环、横吊梁等。第二节索具设备一、卷扬机卷扬机又称绞车,按驱动方式分有手动和电动两种。因手动卷扬机起重牵引力小,劳动强度大，只有在小规模的起重牵引工作中才使用,常用的是电动卷扬机。

1.电动卷扬机电动卷扬机主要由电动机、减速机、卷筒和电磁抱闸等组成。按其牵引速度可分为快速卷扬机(钢丝绳牵引速度为25~50m/min)和慢速卷扬机(钢丝绳牵引速度为7~13m/min)两种。快速卷扬机主要用作垂直和水平运输，以及打桩作业等；慢速卷扬机主要用于结构吊装、钢筋冷拉等作业。电动卷扬机的牵引力较大(一般为10~100kN)，操作轻便，使用安全，因而被广泛使用。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≯45º；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四圈。3）固定：牢固；（图）（b）水平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、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≮2～3.5m。滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮及绕过它们的绳索所组成。它既能省力又可以改变力的方向。（a）绳索跑头从定滑轮引出(b)绳索跑头从动滑轮上引出三、钢丝绳1、类型按捻向：交互捻、同向捻、混合捻；按股、丝数：6×19＋1，6×37＋1，6×61＋1普通钢丝绳的截面式中：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）3、使用注意：滑轮直径：D＝10～12d，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、吊具用途：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。形式：滑轮式、钢板式－－吊柱；钢管式（6～12m）－－吊屋架（b）滑轮横吊梁（d）钢管横吊梁（c）钢板横吊梁（a）吊具一、准备工作：平整场地与道路铺设构件的运输与堆放构件的拼装吊装前对构件的质量检查构件的弹线与编号杯形基础的准备第三节单层工业厂房结构安装二、构件的吊装工艺装配式单层工业厂房的结构安装构件有柱子、吊车梁、基础梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板及支撑等。构件的吊装工艺包括绑扎、吊升、对位、临时固定、校正、最后固定等工序。（一）柱子吊装1.柱的绑扎

柱的绑扎方法、绑扎位置和绑扎点数，应根据柱的形状、长度、截面、配筋、起吊方法和起重机性能等确定。常用的绑扎方法有：

一点绑扎斜吊法如图（a）所示

一点绑扎直吊法如图（b）所示

两点绑扎斜吊法如图（a）所示

两点绑扎直吊法如图（b）所示2.柱的吊升（1）旋转法

采用旋转法吊装柱子时，柱的平面布置宜使柱脚靠近基础，柱的绑扎点、柱脚中心与基础中心三点宜位于起重机的同一起重半径的圆弧上，如下图所示。即三点同弧。（2）滑行法

柱吊升时，起重机只升钩，起重臂不转动，使柱顶随起重钩的上升而上升，柱脚随柱顶的上升而滑行，直至柱子直立后，吊离地面，并旋转至基础杯口上方，插入杯口。如下图所示。即两点同弧。（a）柱身旋转过程（b）柱的平面布置单机吊装旋转法单机吊装滑行法（a）柱身滑行过程（b）柱的平面布置（3）柱的对位和临时固定柱子对位是将柱子插入杯口并对准安装准线的一道工序。临时固定是用楔子等将已对位的柱子作临时性固定的一道工序。如下图所示。（4）柱的校正柱子校正是对已临时固定的柱子进行全面检查（平面位置、标高、垂直度等）及校正的一道工序。柱子校正包括平面位置、标高和垂直度的校正。对重型柱或偏斜值较大则用千斤顶、缆风绳、钢管支撑等方法校正，如下图所示。柱的临时固定柱垂直度校核方法（5）柱子最后固定

其方法是在柱脚与杯口之间浇筑细石混凝土，其强度等级应比原构件的混凝土强度等级提高一级或两级。细石混凝土浇筑分两次进行,如下图所示。二、吊车梁的吊装1.吊车梁的绑扎、吊升、对位和临时固定吊车梁绑扎时，两根吊索要等长，绑扎点对称设置，吊钩对准梁的重心，以使吊车梁起吊后能基本保持水平，如图所示。2.吊车梁的校正及最后固定吊车梁的校正主要包括标高校正、垂直度校正和平面位置校正等。吊车梁的标高主要取决于柱子牛腿的标高。吊车梁的垂直度用铅锤检查，当偏差超过规范规定的允许值（5mm）时，在梁的两端与柱牛腿面之间垫斜垫铁予以纠正。平面位置的校正主要包括直线度和两吊车梁之间的跨距。吊车梁的纵轴线直线度的检查校正方法有通线法、平移轴线法、边吊边校法等。三、屋架的吊装1.屋架绑扎屋架的绑扎点应选在上弦节点处，左右对称，绑扎中心（即各支吊索的合力作用点）必须高于屋架重心，使屋架起吊后基本保持水平，不晃动、不倾翻。吊索与水平线的夹角不宜小于45°，以免屋架承受过大的横向压力，必要时可采用横吊梁。屋架的绑扎见下图所示。2.屋架的扶直与就位3.屋架的吊升、对位与临时固定4.屋架的校正及最后固定（一）结构安装方法单层工业厂房的结构安装方法有分件安装法和综合安装法两种。分件安装法

起重机在车间内每开行一次仅安装一种或两种构件。通常分三次开行安装完所有构件。如下图所示。综合安装法综合安装法是指起重机在车间内的一次开行中，分节间安装完所有的各种类型的构件。三、结构安装方案

（二）起重机的选择起重机的选择主要包括选择起重机的类型和型号。1.起重机类型的选择一般中小型厂房多选择履带式等自行式起重机；当厂房的高度和跨度较大时，可选择塔式起重机吊装屋盖结构；在缺乏自行式起重机或受到地形的限制，自行式起重机难以到达的地方，可选择桅杆式起重机。2.起重机型号及起重臂长度的选择①起重量起重机的起重量Q应满足下式要求：

式中Q1—构件质量，t；

Q2—索具质量，t。②起重高度起重机的起重高度必须满足所吊构件的吊装高度要求，如下图所示：3.起重机数量的确定

起重机的数量根据工程量、工期要求和起重机的台班产量定额，按下式计算：N=1/（TCK）∑（Qi/pi）式中：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；Q—每种构件的安装工程量，件或kN;

P—起重机的产量定额，件/（台班）或kN/（台班）。4.构件的平面布置与运输堆放（1）柱子的布置

柱的预制布置有斜向布置和纵向布置。

A柱子斜向布置

柱子采用旋转法起吊，可按三点共弧斜向布置或者两点同弧斜向布置，如下图所示。B.柱子纵向布置

对于一些较轻的柱子，起重机能力有富余，考虑到节约场地，方便构件制作，可顺柱列纵向布置，如图所示。柱子纵向布置，绑扎点与杯口中心两点共弧。若柱子长度大于12m，柱子纵向布置宜排成两行，如下图a所示；若柱子长度小于12m，则可叠浇排成一行，如下图b所示。（2）屋架的布置吊装屋架、屋面板等屋面构件时，起重机宜跨中开行。屋架宜安排在厂房跨内平卧叠浇预制，每叠3～4榀，布置方式有三种：斜向布置、正反斜向布置和正反纵向布置等，如图所示。应优先采用斜向布置。（3）安装阶段构件的排放布置及运输堆放

屋架的扶直排放屋架可靠柱边斜向排放或成组纵向排放。第四节多层装配式框架结构安装一、起重机的选择和布置

起重机的选择依据：建(构)筑物结构形式、构件重量、构件最大安装高度、吊装工程量等。对一般框架结构，5层以下的民用建筑和高度18m以下的工业建筑，选用自行式起重机；10层以下的民用建筑和多层工业建筑多采用轨道式塔式起重机；高层建筑（10层以上）可采用爬升式塔式起重机和附着式塔式起重机。下面主要介绍多层装配式结构施工中轨道式塔式起重机的型号选择与平面布置。

(一)塔式起重机的选择

应由建(构)筑物的高度、平面尺寸、构件重量、构件所在位置和现有设备条件来确定塔式起重机的型号。塔式起重机工作参数示意(二)塔式起重机的布置塔式起重机的布置形式主要有以下四种（图7⁃98），适用于不同的工程条件：

1.跨外单侧布置(图7-98a)

跨外单侧布置适用于房屋宽度较小(15m左右)、构件重量较轻(20kN左右)的情形，其起重半径应满足塔式起重机的布置方案

a)跨外单侧布置b)跨外双侧(或环形)布置

c)跨内单侧布置d)跨内环形布置2.跨外双侧(或环形)布置跨外双侧(或环形)布置适用于建(构)筑物宽度较大、构件较重、起重机不能满足最远构件吊装要求的情形，双侧布置时起重半径应满足

3.跨内单侧布置当建筑场地狭窄、在建(构)筑物外侧不能布置起重机时；或当建(构)筑物较宽、构件较重，起重机布置在建(构)筑物内侧其性能才能满足构件的吊装要求时，采用这种布置方式。

4.跨内环形布置当建(构)筑物较宽、构件较重、起重机跨内单行布置不能满足全部构件的吊装要求，而受场地限制起重机又不可能跨外环形布置时，采用这种布置方式。二、构件的平面布置和堆放

预制构件的现场布置方案取决于建(构)筑物的结构特点，起重机的类型、型号及布置方式。构件布置应遵循以下几个原则：

1)预制构件应尽量布置在起重机起重半径的范围之内，避免二次搬运。

2)重型构件应尽可能靠近起重机布置，中、小型构件布置于重型构件的外侧。

3)当所有构件在起重机半径之内布置有困难时，可将少部分小型构件在建(构)筑物附近集中堆放，吊装时再转运至吊装地点。

4)构件布置的地点应与其吊装就位布置相配合，以便在吊装时减少起重机的移动和变幅，提高生产效率。5)构件叠浇预制时，应满足吊装顺序要求，即先吊装的底层构件布置在上面，后吊装的上层构件布置在下面。

6)同类构件应尽量集中堆放以便吊装时查找，堆放构件不能阻碍道路运输。柱的平面布置

a)平行布置b)斜向布置c)垂直布置三、结构吊装方法

多层装配式框架结构的吊装方法有分件吊装法和综合吊装法两种。

(一)分件吊装法

起重机每开行一次只吊装一种构件，按柱、梁、板的顺序依次吊装。为使已吊装好的构件尽早形成稳定的结构，分件吊装法又分为分层分段流水作业和分层大流水作业。框架结构分层分段流水吊装顺序

1、2、3—吊装顺序I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ—施工段(二)综合吊装法

综合吊装法一般适用于起重机跨内开行。起重机吊装构件以节间为单位，一次吊装完毕该节间的所有构件，吊装工作按节间流向逐步进行。图7-101综合吊装法安装梁板结构

1、2、3、…—［Ⅰ］号机安装顺序a、b、c、…—［Ⅱ］号机安装顺序四、构件的吊装工艺

(一)柱的吊装

1.柱的绑扎和起吊

长度小于12m的柱子，一般采用一点直吊绑扎；14~20m长的柱子，则需两点绑扎，并对吊点位置进行验算。柱脚外伸钢筋保护方法

a)钢筋保护b)钢管三角架c)垫木用于榫头

1—外伸钢筋2—钢管3—三角架4—垫木2.柱的临时固定和校正

底层柱插入基础杯口后随即进行临时固定，其临时固定和校正方法与单层工业厂房柱相同。角