建筑施工工艺课件第六章结构吊装工程

青岛理工大学（临沂）建筑施工工艺6结构吊装工程6.1起重机械6.2单层厂房结构安装6.3多层厂房结构安装结构安装工程主要特点是：1）预制构件的类型和质量直接影响吊装进度和工程质量。2）正确选用起重机是完成吊装任务的关键。3）应对构件进行吊装强度和稳定性验算。4）高空作业多，应加强安全技术措施。6.1起重机械

6.1.1桅杆式起重机（1）独脚拔杆。独脚拔杆是由起重滑轮组、卷扬机、缆风绳及锚碇等组成，起重时拔杆保持不大于10o的倾角。独脚拔杆按制作材料分为木独脚拔杆、钢管独脚拔杆和格构式独脚拔杆（图6-14）。图6-14（2）人字拔杆。人字拔杆是用两根圆木或钢管或格构式钢构件以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成（图6-15）两杆夹角不宜超过30o，起重时拔杆向前倾斜度不得超过1/10。其优点是侧向稳定性较好，缺点是构件起吊后活动范围小。图6-15（3）悬臂拔杆。在独脚拔杆的中部或2／3高度外，装上一根铰接的起重臂即成悬臂拔杆（图6-16）。起重臂可以左右回转和上下起伏，其特点是有较大的起重高度和起重半径，但起重量降低。图6-16（4）牵缆式桅杆起重机。在独脚拔杆的下端装上一根可以全回转和起伏的起重臂即成为牵缆式桅杆起重机（图6-17），这种起重机具有较大的起重半径，起重量大且操作灵活。图6-176.1.2自行式起重机结构安装工程常用的自行起重机械有：履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、桅杆式起重机和塔式起重机等。1.履带式起重机履带式起重机主要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。起重机这三个参数互相制约，其数值的变化取决于起重臂的长度及其仰角的大小。履带式起重机的缺点是行走速度缓慢，场地间转移的时候对路面破坏性大，在进行长距离转场时，应用平板拖车或铁路平板车运输。2.汽车式起重机（图6-6）只是转场快，不能负载行驶。3.轮胎起重机把起重机安装在加重型轮胎和轮轴组成的特质底盘上。随着起重量的大小不同，底盘下装有若干轮轴，配有4-10个或更多轮胎，并有可伸缩支腿。

6.1.3.塔式起重机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自行的塔式起重机。根据不同的型号，分别可在直线形轨道、L形或U形轨道上行驶。常用的有QT1—2型、QT1—6型（图6-8）等，后者性能见表6-3。2．爬升式塔式起重机爬升式塔式起重机是指安装在建筑物内部（电梯井或特设开间）结构上的塔式起重机，借助自身的爬升系统能自己进行爬升，一般每隔两层楼爬升一次，由于其体积小、不占施工用地、易于随建筑物升高，因此适于现场狭窄的高层建筑结构安装。其爬升过程如图6-9所示。

3.附着式塔式起重机附着式塔式起重机是直接固定在建筑物近旁的混凝土基础上，依靠爬升系统随着建筑物升高而自行向上接高。塔式起重机的附着是指为减小塔身计算长度，每隔20m左右将塔身与建筑物联结起来。它适用于高层建筑施工。附着式塔式起重机还可以装在建筑物内作为爬升起重机使用；或作为轨道式塔式起重机使用。QT4-10型附着式塔式起重机的液压自升系统由顶升套架、长行程液压千斤顶、承座、顶升横梁、定位销等组成。其自升过程如图6-13所示。图6-136.2钢筋混凝土单层工业厂房结构吊装

6.2.1吊装前的准备1）平整场地与道路铺设。2）构件的运输与堆放。图6-18为柱、吊车梁、屋架等构件运输示意图。

图6-18不论车上运输或卸车堆放，其垫点和吊点都应按设计要求进行，叠放构件之间的垫木要在同一条垂直线上。3）构件的拼装。构件拼装有平拼和立拼两种，图6-19为钢筋混凝土屋架的立拼图。图6-194）吊装前对构件的质量检查。混凝土强度是否达到设计要求，如无要求，是否达到设计强度的75％。5）构件的弹线与编号。柱子：应在柱身的三面弹出其几何中心线，对于工字形截面柱，还应在其翼缘部分弹一条与中心线相平行的线，以避免校正时产生观测视差，此外在柱顶面和牛腿面上要弹出屋架及吊车梁的吊装准线（图6-20）。屋架：上弦顶面应弹出几何中心线吊车梁：应在两端面及顶面弹出吊装中心线同时，尚应按图纸将构件逐个编号图6-206）杯形基础的准备。杯形基础准备主要包括基础定位轴线和基底抄平。基底抄平可根据安装后牛腿面的标高计算出基底的统一高度，并用水泥砂浆或细石混凝土将杯底调整到统一高度（图6-21）。图6-217)构件的临时加固。构件起吊时的绑扎位置往往与正常使用时的支承位置不同，所以构件的内力将产生变化。受压的杆件可能会变为受拉，因此在吊装前应进行吊装内力的验算，必要时应采取临时的加固措施6.2.2.构件吊装工艺1.柱子的吊装（1）柱子的绑扎。柱绑扎点的位置应根据柱子的形状、断面、长度、配筋等情况经验算后确定。柱在吊升过程中所承受的荷载与使用阶段不同，因此绑扎中应高于柱的重心，避免起吊后摇晃、倾斜。吊装时验算柱的受力情况，计算出合理的绑扎点，一般应在柱产生的正负弯矩绝对值相等的位置。等截而梁、板两点起吊，可简化为双悬臂简支梁计算．受均布荷载q作用，最合理的吊点位置是使吊点处负弯矩与跨中正弯矩绝对值相等一般中小型柱只需一点绑扎，重型柱、配筋少的柱，为防止起吊中断裂，需两点甚至三点绑扎。柱的绑扎方法根据柱起吊后柱身是否垂直，分为斜吊绑扎法和直吊绑扎法两种。当柱平卧起吊抗弯能力满足要求时，可采用斜吊法。直接把柱子在平卧的状态下，从底模上吊起，不需翻身，也不用铁扁担，其次，柱身起吊后呈倾斜状态，吊索在柱子宽面的一侧，起重钩可低于柱顶，当柱身较长，起重杆长度不足时，可用此法绑扎。但因柱身倾斜，就位时对正比较困难。

当柱平卧起吊抗弯能力不足时，可采用直吊法，吊装前对柱先翻身，再绑扎起吊，吊索从两侧引出，上端通过卡环或滑轮组挂在横吊梁上。当柱平放起吊的抗弯强度不足时，需将柱翻身，然后起吊。采用这种方法，柱吊起后呈竖直状态。其优点是：柱翻身后刚度大，抗弯能力强；起吊后柱与基础杯底垂直，容易对位。但采用这种绑扎起吊方法，柱要预先翻身直吊法一般应用横吊梁，起重机吊钩超过柱顶，需要的起重高度比斜吊法大，起重臂要比斜吊法长。

直吊法与斜吊法相比有如下优缺点：缺点：①需将柱子翻身；②起重吊钩一般需超过柱顶，因而需较长的起重杆。优点：①柱翻身后刚度大，抗弯能力强，不易产生裂纹；

②起吊后柱身与杯底垂直，容易对线就位。（2）柱的起吊。根据柱在起吊过程中的运动特点，可分为旋转法和滑行法。1）（单机）旋转法（图6-24）。这种方法是在起吊过程中，起重机边收钩边回转，使柱绕柱脚旋转而成为直立状态后再插入杯口。(三点共弧)图6-242）（单机)滑行法（图6-25）。滑行法的缺点是柱在地面滑行时会因地面不平而受到振动，优点是起重臂无须转动，即可将柱就位，比较安全。

图6-253）双机抬吊滑行法（图6-26）。当柱重量超过起重机的起重能力时，可采用双机抬吊滑行法。图6-264）双机抬吊旋转法。此法吊装时两台起重机可位于柱的同侧或两侧。（3）柱的对位和临时固定

将吊起的柱子插入杯口前，应悬离杯底适当距离（30-50mm）进行对位，并使柱身基本垂直，由两个人在柱的两个对面各放入两个楔块，共八个楔块，并用撬棍撬动柱脚，进行微动，使柱子的安装中心线对准杯口的准线后，两人从相对的两个面，面对面地打紧四周的八个楔块。这时，再加设斜撑及缆风绳临时固定。（4）柱的平面位置和垂直度校正平面位置校正:如发现柱在平面位置上有所走动，可用一侧打紧楔块而另一侧放松楔块的方法进行校正。垂直度校正:通常采用两台经纬仪安置在纵横轴线上，离柱子的距离约为柱高的1.5倍，先照准柱底中线，再渐渐仰视到柱顶，如中线偏离视线，表示柱子不垂直，可调节拉绳或支撑，敲打楔子，手动千斤顶等方法使柱子垂直

。图6-33

螺旋千斤顶校正器1-螺旋千斤顶2-千斤顶支座（5）柱子的最后固定。柱子校正后应立即进行最后固定，以防止外界影响而出现新的偏差，最后固定的方法是在柱脚与基础杯口的空隙间浇筑细石混凝土并振捣密实。浇筑工作分两阶段进行，第一次先浇至楔块底面，待混凝土强度达到25％设计强度后，拔出楔块，第二次浇筑细石混凝土至杯口顶面，第二次浇筑混凝土强度达到70%后，方可在柱上安装其他构件。2.吊车梁的吊装吊车梁的吊装必须在基础杯口二次灌浆的混凝土强度达到设计强度的75％以上时方可进行。吊车梁绑扎时，两根吊索要等长，起吊后吊车梁能基本保持水平（图6-30）。吊车梁的校正应在厂房结构固定后进行，内容主要为垂直度和平面位置。通线法是根据柱的定位轴线确定出吊车梁的轴线并在端跨地面打入木桩，用钢尺量出两吊车梁的中心距是否等于轨距，如正确，用经纬仪将端跨的四根吊车梁中心校正，再在端跨的吊车梁上沿纵轴拉钢丝通线，并悬重物拉紧，检查并拨正各吊车梁，使其中心线与钢丝重合（图6-31）。图6-31图6-30图6-32平移轴线法：根据柱和吊车梁的定位轴线间的距离（一般为750mm），逐要拨正吊车梁的安装中心线。3.屋架的吊装（1）绑扎。屋架的绑扎点应在上弦节点或其附近，吊索与水平线的夹角≥45o。绑扎点应以屋架的重心为中心，对称布置，吊点的数目及位置一般由设计确定。跨度＜18m的屋架，可两点绑扎，跨度18m-24m时，可采取四点绑扎，屋架跨度30m-36m时，采用9m横梁四点绑扎。对侧向刚度较差的屋架，必要时应进行临时加固，对于组合屋架应对腹杆以下进行加固。图6-33（2）屋架的扶直与就位1）正向扶直。起重机位于屋架下弦一侧，以吊钩对准屋架上弦中点，收紧吊钩）同时略加起臂使屋架脱模。然后升钩、起臂，使屋架以下弦为轴缓缓转为直立状态（图6-34a）。2）反向扶直。起重机位于屋架上弦一侧，吊钩对准上弦中点，边升钩边降臂，使屋架绕下弦转动而直立（图6-34b）图6-34（3）吊升、对位和临时固定屋架吊升:先将屋架吊离地面约300mm，并将屋架转运至吊装位置下方，然后再升钩，将屋架提升超过柱顶约300mm。利用屋架端头的溜绳，将屋架调整对准柱头，缓缓降落至柱头。

屋架对位:以建筑物的定位轴线为准。在吊装屋架前，应先在柱顶确定定位轴线。如柱顶截面中线与定位轴线偏差过大，可逐间调整。临时固定:第一榀屋架的临时固定必须十分可靠，通常用四根缆风绳在屋架两侧拉紧固定，也可将屋架与抗风柱连接作为临时固定。第二榀屋架的临时固定是用工具式支撑撑牢在第一榀屋架上；以后的屋架的临时固定均采用此方法

。图6-39屋架的校正与临时固定1-缆风绳2-屋架校正器3-卡尺4-经纬仪（4）屋架的校正与固定屋架校正:垂直度可用垂球或经纬仪检查校正。偏差超出规定时采用工具式支撑纠正。屋架固定:屋架校正完毕，应当立即用电焊固定，焊接时应当在屋架两端同时对角施焊，避免两端同侧施焊。中小型屋架，一般均用单机吊装；当屋架＞24m或质量较大时，应采用双机抬吊。4．天窗架和屋面板的吊装屋面板的吊装顺序，应自两边檐口左右对称地逐块吊向屋脊，避免屋架承受半边荷载。屋面板对位后，应立即电焊固定，一般情况下每块屋面板可焊3点。6.2.3结构吊装方案单层工业厂房结构吊装方案的内容主要包括：结构吊装方法的选择，起重机械的选择、起重机的开行路线及构件的平面布置等。确定吊装方案时应考虑结构形式、跨度、构件的重量及安装高度及工期的要求，同时要考虑尽量充分利用现有的起重设备。

1.起重机的选择（1）起重机类型的选择。选择起重机的类型主要考虑其可行性、合理性和经济性。（2）起重机型号的选择。起重机的三个工作参数：起重量Q、起重高度H、起重半径R要满足构件吊装的要求。同时考虑吊装不同类型的构件变换不同的臂长，以充分发挥起重机的性能。

1）起重量。选择起重机的起重量，必须大于所吊装构件的重量与索具重量之和

Q≥Q1＋Q2

式中Q——起重机的起重量（kN）；

Q1——构件的重量（kN）；

Q2——索具的重量（kN）。2）起重高度。起重机的起重高度，必须满足所吊装的构件的安装高度要求（图6-37），即

H=h1

＋h2

＋h3

＋h4

图6-373）起重半径。当起重机可以不受限制地开到安装支座附近去安装构件时，可不验算起重半径，但当起重机受到限制不能靠近安装支座附近去安装构件时，则应验算当起重机半径为定值时其起重量与起重高度能否满足吊装要求。当起重臂须跨过已安装好的结构去吊装构件时（如跨过屋架去安装屋面板时）为了不使起重臂与安装好的结构相碰，必须求出最短臂长。2.结构吊装方法（1）分件吊装法（图6-36a）。起重机每开行一次，仅吊装一种或几种构件，一般分三次开行吊装完全部构件。第一次开行吊装柱，并逐一进行校正和最后固定；待杯口接头处混凝土达到75％设计强度后进行第二次开行，吊装吊车梁、连系梁及柱间支撑等；第三次开行，以节间为单位吊装屋架、天窗架和屋面板等构件。图6-36分件吊装法起重机每次开行基本上只吊一种或一类构件，索具不需经常更换，操作熟练、吊装效率高，能充分发挥起重机的工作性能，还能给构件临时固定、校正及最后固定等工序提供充裕的时间，构件的供应也比较单一，平面布置也比较容易。因此，一般单层工业厂房的结构安装多采用此法。但由于分件安装起重机开行路线长，不能迅速形成稳定的空间结构，这在吊装时要加以注意。（2）综合吊装法（图6-36b）。起重机仅开行一次就安装完所有的结构构件，具体步骤是先吊装一节间（4根）柱子，随即进行校正和最后固定，然后吊装该节间的吊车梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板等构件。这种方法起重机开行路线短，停机次数少，能及早为下道工序交出工作面。索具更换频繁，影响吊装效率。校正及固定的时间紧，误差积累后不易纠正；构件供应种类多变，平面布置杂乱，不利文明施工。3.起重机开行路线与构件的平面布置（1）吊装柱子时起重机开行路线及构件平面布置。1）起重机开行路线。根据厂房的跨度、柱的尺寸和重量及起重机的性能，起重机的开行路线有跨中开行和跨边开行两种（图6-39a）。

图6-39（2）柱的平面布置。柱的现场预制位置尽量为吊装阶段的就位位置。采用旋转法吊装时，柱斜向布置；采用滑行法吊装时，柱可纵向也可斜向布置。当采用旋转法起吊柱时，尽量按三点共弧斜向布置（图6-40a）。由于场地限制，很难做到三点共弧，也可两点共弧（图6-40b）。

图6-40（2）吊装屋架时起重机开行路线及构件平面布置。屋架及屋盖结构吊装时，起重机宜跨中开行。屋架一般均在跨内平卧叠浇，每叠3～4榀。布置方式有斜向布置、正反斜向布置和正反纵向布置三种（图6-42）。应优先选用斜向布置，因为它便于屋架的翻身扶直及就位排放。图6-42（3）吊车梁、连系梁、屋面板的堆放。吊车梁、连系梁的就位位置，一般在其安装位置的柱列附近，跨内跨外均可。依编号、吊装顺序进行就位和集中堆放。有条件也可采用随运随吊的方案，从运输车上直接起吊。屋面板以6～8块为一叠，靠柱边堆放。在跨内就位时，约后退3～4个节间开始堆放；在跨外就位时，应后退1～2个节间。6.3多层工业厂房结构安装

结构的全部构件为预制，在施工现场用起重机械装配成整体。其具有施工速度快、节约模板等优点。其主导工程是结构安装工程。在制定安装方案时主要考虑吊装机械的选择和布置、吊装顺序和吊装方法等问题。6.3.1吊装机械的选择与布置1.吊装机械的选择2.吊装机械的布置起重机的布置有单侧或双侧布置二肉种（图6-46）。（1）单侧布置。当房屋平面宽度较小，构件也较轻时，塔式起重机可单侧布置。此时起重半径应满足

R≥b+a

式中R——塔式起重机吊装最大起重半径（m）;

b——房屋宽度（m）;

a——房屋外侧至塔式起重机轨道中心线的距离，按下式计算

a=外脚手的宽度