第七章结构安装工程

第七章结构安装工程概述•主要内容•1.结构安装工程常用起重机械及其性能和适用范围；•2.单层工业厂房结构的构件安装工艺、安装方法及安装方案；•3.多层装配式框架结构的安装方法；•4.结构安装工程的质量要求及安全措施。•学习要求•1.了解结构安装工程常用起重机械的类型、型号、构造及工作原理，重点掌握履带式起重机的构造、特点，起重参数及相互关系，能正确地选择其型号；•2.熟悉单层工业厂房结构安装的全过程，掌握单层工业厂房结构构件的安装工艺、安装方法；•3.了解多层装配式框架结构的安装方案和安装方法；•4.掌握结构安装的质量要求及安全措施。•学习重点、难点•重点掌握履带式起重机三个主要参数(Q、H、R)之间的相互关系及技术性能曲线图的使用方法；在吊装前准备工作中的基础准备和构件弹线；主要构件吊装工艺中的柱的绑扎和吊升方法，吊车梁的吊装和校正，屋架的绑扎、翻身扶直排放；在结构安装方案中，起重机械的类型、型号选择、结构吊装方法，构件预制阶段和吊装前的平面布置及起重机械开行路线。难点是起重机三个主要参数之间的相互关系及技术性能曲线图；柱的绑扎和吊升方法；屋架的绑扎、翻身扶直排放；起重机械的类型、型号选择、结构吊装方法；构件预制阶段和吊装前的平面布置。•学习方法•在理论教学同时，结合图片、动画及视频等形式学习和理解起重机械的类型、型号、构造及工作原理，掌握单层工业厂房、多层装配式框架结构构件的安装工艺、安装方法；宜结合砖砌体施工现场教学。•建议学时数:•8学时第一节起重机械•一.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。这类起重机具有制作简单、装拆方便，起重量大，受施工场地限制小的特点。特别是吊装大型构件而又缺少大型起重机械时，这类起重设备更显它的优越性。但这类起重机需设较多的缆风绳，移动困难。另外，其起重半径小，灵活性差。因此，桅杆式起重机一般多用于构件较重、吊装工程比较集中、施工场地狭窄，而又缺乏其它合适的大型起重机械时。桅杆式起重机可分为：独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式桅杆起重机。•1.独脚把杆•独脚把杆分为：木独脚拔杆、钢管独脚拔杆和格构式独脚拔杆。独脚把杆是由拔杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳及锚碇等组成。其中缆风绳数量一般为6～12根，最少不得少于4根。起重时拔杆保持不大于10°的倾角。独脚拔杆的移动靠其底部的拖撬进行。•木独脚把杆起重量在100kN以内，起重高度一般为8～15m；钢管独脚拔杆起重量可达300kN，起重高度在20m以内；格构式独脚拔杆起重量可达1000kN，起重高度可达70m。如图7-1（a）所示。•2.人字把杆•人字拔杆一般是由两根圆木或两根钢管用钢丝绳绑扎或铁件铰接而成，两杆夹角一般为20°～30°，底部设有拉杆或拉绳，以平衡水平推力，拔杆下端两脚的距离约为高度的1/3～1/2，如图7-1（b）所示。•3.悬臂把杆•悬臂拔杆是在独脚拔杆的中部或2/3高度处装一根起重臂而成。其特点是起重高度和起重半径都较大，起重臂左右摆动的角度也较大，但起重量较小，多用于轻型构件的吊装，如图7-1（c）所示。•4.牵缆式桅杆起重机•牵缆式桅杆起重机是在独脚拔杆下端装一根起重臂而成。这种起重机的起重臂可以起伏，机身可回转360°，可以在起重机半径范围内把构件吊到任何位置。用角钢组成的格构式截面杆件的牵缆式起重机，桅杆高度可达80m，起重量可达60t左右。牵缆式桅杆起重机要设较的缆风绳，比较适用于构件多且集中的工程。如图7-1（d）所示。•二.自行式起重机•自行式起重机可分为履带式起重机、汽车式起重机与轮胎式起重机。•1.履带式起重机•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7-2所示。•（2）履带式起重机的稳定性验算在图7-3所示的情况下吊装构件，起重机的稳定性最差，此时以履带中心A点为倾覆点，分别按以下条件进行验算。当考虑吊装荷载及附加荷载时，稳定安全系数•（3）起重臂接长计算当起重机的起重高度或起重半径不足时，在起重臂的强度和稳定性能得到保证的前提下，可以将起重臂接长，接长后的起重量Q′按图7-4计算•2.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7-5所示。•3.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7-6所示。••三.塔式式起重机•塔式起重机的类型较多，按结构与性能特点分为两大类：一般式塔式起重机与自升式塔式起重机。•1.一般式塔式起重机•QT1-6型为上回转动臂变幅式塔式起重机，适用于结构吊装及材料装卸工作，如图7-7所示。QT-60/80型为上回转动臂变幅式塔式起重机，适于较高建筑的结构吊装。•2.自升式塔式起重机•自升式塔式起重机的型号较多，如QTZ50、QTZ60、QTZ100、QTZ120等。QT4-10型多功能（可附着、可固定、可行走、可爬升）自升塔式起重机，是一种上旋转、小车变幅自升式塔式起重机，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，如图7-8所示。QT4-10型自升式塔式起重机的主要技术性能见表7-5所示。•自升塔式起重机的液压顶升系统主要有：顶升套架、长行程液压千斤顶、支承座、顶升横梁、引渡小车、引渡轨道及定位销等。液压千斤顶的缸体装在塔吊上部结构的底端支承座上，活塞杆通过顶升横梁支承在塔身顶部，其顶升过程如图7-9所示。锚固装的附着杆布置形式如图7-10所示。•爬升式起重机其特点是：塔身短，起升高度大而且不占建筑物的外围空间；但司机作业时看不到起吊过程，全靠信号指挥，施工完成后拆塔工作处于高空作业等。图7-11为爬升式起重机的爬升示意图。主要型号有QT5-4/40型、QT5-4/60型、QT3-4型等四.索具设备及锚碇1.卷扬机建筑施工中常用的卷扬机分快速和慢速两种。快速卷扬机主要用于垂直、水平运输和打桩作业。慢速卷扬机主要用于结构吊装、钢筋冷拉等作业。2.滑轮组及钢丝绳滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮组成，具有省力和改变力的方向的功能，是起重机的重要组成部分。钢丝绳是先由若干根钢丝绕成股，再由若干股绕绳芯捻成绳。3.吊具及锚碇吊具有吊钩、钢丝夹头、卡环、吊索、横吊梁等，是吊装时的重要辅助工具。横吊梁又称铁扁担，用于承受吊索对构件的轴向压力并能减小起吊高度，如图7-12所示。常用的锚碇有桩式锚碇和水平锚碇两种。表7-6为木桩锚碇尺寸和承载力表。水平锚碇如图7-13所示。水平锚碇的承载力较大，常用规格尺寸及允许承载力见表7-7所示。图7-13水平锚锭构造示意图(a)拉力在30KN以下；(b)拉力为100～400KN1—回填土逐层夯实；2—地龙木1根；3—钢丝绳或钢筋4—柱木；5—挡木；6—地龙木3根；7—压板；8—钢丝绳圈或钢筋环第二节单层工业厂房结构安装•一.准备工作•准备工作主要有场地清理，道路修筑，基础准备，构件运输、排放，构件拼装加固、检查清理、弹线编号，以及机械、机具的准备工作等。•1.构件的检查与清理•检查构件截面尺寸。检查构件外观质量（变形、缺陷、损伤等）。检查构件的型号与数量。检查构件的混凝土强度。检查预埋件、预留孔的位置及质量等，并作相应清理工作。•2.构件的弹线与编号•柱子在柱身三面弹出中心线（可弹两小面、一个大面），对工字形柱除在矩形截面部分弹出中心线外，为便于观察及避免视差，还需要在翼缘部分弹一条与中心线平行的线。屋架屋架上弦顶面上应弹出几何中心线，并将中心线延至屋架两端下部，再从跨度中央向两端分别弹出天窗架、屋面板的安装定位线。吊车梁在吊车梁的两端及顶面弹出安装中心线。•3.混凝土杯形基础的准备工作•先检查杯口的尺寸，再在基础顶面弹出十字交叉的安装中心线，用红油漆画上三角形标志。为保证柱子安装之后牛腿面的标高符合设计要求，调整方法是先测出杯底实际标高（小柱测中间一点，大柱测四个角点）并求出牛腿面标高与杯底实际标高的差值A，再量出柱子牛腿面至柱脚的实际长度B，两者相减便可得出杯底标高调整值C（C=A-B），然后根据得出的杯底标高调整值用水泥砂浆或细石混凝土抹平至所需标高。杯底标高调整后要加以保护。•4.构件运输一些质量不大而数量较多的定型构件，如屋面板、连系梁、轻型吊车梁等，宜在预制厂预制，用汽车将构件运至施工现场。起吊运输时，必须保证构件的强度符合要求，吊点位置符合设计规定；构件支垫的位置要正确，数量要适当，每一构件的支垫数量一般不超过2个支承处，且上下层支垫应在同一垂线上。运输过程中，要确保构件不倾倒、不损坏、不变形。构件的运输顺序、堆放位置应按施工组织设计的要求和规定进行，以免增加构件的二次搬运。•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。•1.柱子吊装•(1)弹线柱应在柱身的三个面弹出安装中心线、基础顶面线、地坪标高线。矩形截面柱安装中心线按几何中心线；工字形截面柱除在矩形部分弹出中心线外，为便于观测和避免视差，还应在翼缘部位弹一条与中心线平行的线。此外，在柱顶和牛腿顶面还要弹出屋架及吊车梁的安装中心线。基础杯口顶面弹线要根据厂房的定位轴线测出，并应与柱的安装中心线相对应，以作为柱安装、对位和校正时的依据。•(2)杯底抄平是对杯底标高进行的一次检查和调整，以保证柱吊装后牛腿顶面标高的准确。调整方法是：首先，测出杯底的实际标高h1，量出柱底至牛腿顶面的实际长度h2；然后，根据牛腿顶面的设计标高h与杯底实际标高h1之差，可得柱底至牛腿顶面应有的长度h3(h3=h-h1)；其次，将其(h3)与量得的实际长度(h2)相比，得到施工误差即杯底标高应有的调整值Δh(Δh=h3-h2=h-h1-h2)，并在杯口内标出；最后，施工时，用1∶2水泥砂浆或细石混凝土将杯底抹平至标志处。为使杯底标高调整值(Δh)为正值，柱基施工时，杯底标高控制值一般均要低于设计值50mm。例如，柱牛腿顶面设计标高+7.80，杯底设计标高-1.20，柱基施工时，杯底标高控制值取-1.25，施工后，实测杯底标高为-1.23，量得柱底至牛腿面的实际长度为9.01m，则杯底标高调整值为Δh=h-h1-h2=7.80+1.23-9.01=+0.02m。•(3)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7-14(a)所示一点绑扎直吊法如图7-14(b)所示两点绑扎斜吊法如图7-15(a)所示两点绑扎直吊法如图7-15(b)所示•(4)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，如图7-16所示。•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,如图7-17所示。•(5)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。如图7-18所示。•(6)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，如图7-19所示。•(7)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。细石混凝土浇筑分两次进行，如图7-20所示。•2.吊车梁的吊装•(1)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7-21所示。•(2)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