1H412020起重技术

1H412020起重技术在机电设备安装工程中，起重技术是一项极为重要的技术，随着我国工程建设向标准化、工厂化、模块化、大型化、集成化方向发展，设备吊装的重量越来越重，高度越来越高，体积越来越大，难度也越来越大。一台大型设备的吊装，往往是制约整个工程的进度、成本和安全的关键因素，风险较大；同时也是工程或装置的关键节点和施工全面开展的形象体现，也是最先展示安装企业的技术能力、管理能力和装备能力。本目重点是：起重机械的使用要求；吊具的选用原则；常用吊装方案的选用原则；吊装的稳定性。1H412021起重机械的使用要求起重技术的基础是起重机械，科学、合理选择和使用起重机械是保证设备安装工程安全顺利进行的前提。本条主要知识点是：起重机械的分类、适用范围及基本参数；流动式起重机的选用（包括使用特点、起重机的特性曲线及选用步骤）。一、起重机械的分类、适用范围、基本参数（一）起重机械的分类按照国家标准《起重机械分类》GB/T20776—2006，机电工程常使用的起重机械可分为轻小型起重设备、起重机等。1．轻小型起重设备分类（1）千斤顶：可分为机械千斤顶（包括螺旋千斤顶、齿条千斤顶）、油压千斤顶等；（2）滑车（或称起重滑车、起重滑轮组）：可分为吊钩型滑车、链环型滑车、吊环型滑车；（3）起重葫芦：可分为手拉葫芦、手扳葫芦、电动葫芦、气动葫芦、液动葫芦等；（4）卷扬机：可分为卷绕式卷扬机（包括单卷筒、双卷筒、多卷筒卷扬机）、摩擦式卷扬机。2．起重机的分类起重机可分为：桥架型起重机、臂架型起重机、缆索型起重机三大类。（1）桥架型起重机类别主要有：梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、半门式起重机等。（2）臂架型起重机类别臂架型起重机共分十一个类别，主要有：门座起重机和半门座起重机、塔式起重机、流动式起軍机、铁路起重机、桅杆起重机、悬臂起重机等。（3）缆索起重机类别包括缆索起重机、门式缆索起重机。（二）常用起重机的特点及适用范围机电工程常用的起重机有流动式起重机、塔式起重机、桅杆起重机。它们的特点和适用范围各不相同。1．流动式起重机流动式起重机主要有履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机、全地面起重机、随车起重机。（1）特点：适用范围广，机动性好，可以方便地转移场地，但对道路、场地要求较高，台班费较高。（2）适用范围：适用于单件重量大的大、中型设备、构件的吊装，作业周期短。2．塔式起重机（1）特点：吊装速度快，台班费低。但起重量一般不大，并需要安装和拆卸。（2）适用范围：适用于在某一范围内数量多，而每一单件重量较小的设备、构件吊装，作业周期长。3．桅杆起重机（1）特点：属于非标准起重机，其结构简单，起重量大，对场地要求不高，使用成本低，但效率不高。（2）适用范围：主要适用于某些特重、特高和场地受到特殊限制的吊装。（三）起重机选用的基本参数主要有吊装载荷、额定起重量、最大幅度、最大起升高度等，这些参数是制定吊装技术方案的重要依据。1．吊装载荷吊装载荷的组成：被吊物（设备或构件）在吊装状态下的重量和吊、索具重量（流动式起重机一般还应包括吊钩重量和从臂架头部垂下至吊钩的起升钢丝绳重量）。例如，履带起重机的吊装载荷为被吊设备（包括加固、吊耳等）和吊索（绳扣）重量、吊钩滑轮组重量和从臂架头部垂下的起升钢丝绳重量的总和。2．吊装计算载荷（1）动载荷系数起重机在吊装重物的运动过程中所产生的对起吊机具负载的影响而计入的系数。在起重吊装工程计算中，以动载系数计入其影响。一般取动载系数k1=1.1。（2）不均衡载荷系数在多分支（多台起重机、多套滑轮组等）共同抬吊一个重物时，由于起重机械之间的相互运动可能产生作用于起重机械、重物和吊索上的附加载荷，或者由于工作不同步，各分支往往不能完全按设定比例承担载荷，在起重工程中，以不均衡载荷系数计入其影响。一般取不均衡载荷系数k2=1.1〜1.25（注意：对于多台起重机共同抬吊设备，由于存在工作不同步而超载的现象，单纯考虑不均衡载荷系数k2是不够的，还必须根据工艺过程进行具体分析，采取相应措施）。（3）吊装计算载荷吊装计算载荷（简称计算载荷）：等于动载系数乘以吊装载荷。起重吊装工程中常以吊装计算载荷作为计算依据。在起重工程的设计中，多台起重机联合起吊设备，其中一台起重机承担的计算载荷，在计入载荷运动和载荷不均衡的影响，计算载荷的一般公式为：Qj=k1•k2•Q（1H412021-1）式中Qj——计算载荷；Q——分配到一台起重机的吊装载荷，包括设备及索吊具重量。3．额定起重量在确定回转半径和起升高度后，起重机能安全起吊的重量。额定起重量应大于计算载荷。4．最大幅度最大幅度即起重机的最大吊装回转半径，即额定起重量条件下的吊装回转半径。5．最大起升高度起重机最大起重高度应满足下式要求：Hh1+h2+h3+h4（1H412021-2）式中H——起重机吊臂顶端滑轮的起重高度（m）；h1——设备高度（m）；h2——索具高度（包括钢丝绳、平衡梁、卸扣等的高度）（m）；h3——设备吊装到位后底部高出地脚螺栓高的高度（m）；h4——基础和地脚螺栓高（m）。二、流动式起重机的选用流动式起重机是工程建设中最常用的起重机之一，掌握其特点、性能和要求，正确地使用和维护，对安全的吊装具有重要意义。（一）流动式起重机的使用特点1．汽车起重机吊装时，靠支腿将起重机支撑在地面上。该起重机具有较大的机动性，其行走速度快，可达到60km/h，不破坏公路路面。但不可在360°范围内进行吊装作业，其吊装区域受到限制，对基础要求也更高。2．履带起重机一般大吨位起重机较多采用履带起重机，其对基础的要求也相对较低。并可在一定程度上带载行走，但其行走速度较慢，履带会破坏公路路面。转移场地需要用平板拖车运输。较大的履带起重机，转移场地时需拆卸、运输、组装。3．轮胎起重机起重机装于专用底盘上，其行走机构为轮胎，吊装作业的支撑为支腿，其特点介于前二者之间，近年来已用得较少。（二）流动式起重机的特性曲线反映流动式起重机的起重能力随臂长、幅度的变化而变化的规律和反映流动式起重机的最大起升高度随臂长、幅度变化而变化的规律的曲线称为起重机的特性曲线。目前一些大型起重机，为了更方便，其特性曲线已被量化成表格形式，称为特性曲线表。例如，起重机各种工况下的作业范围（或起升高度一工作范围）图和载荷（起重能力）表等。它是选用流动式起重机的依据。（三）流动式起重机的选用步骤流动式起重机的选用必须依照其特性曲线图、表进行，选择步骤是：1．根据被吊装设备或构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置，站车位置一旦确定，其幅度也就确定了。2．根据被吊装设备或构件的就位高度、设备尺寸、吊索高度等和站车位置（幅度），由起重机的起重特性曲线，确定其臂长。3．根据上述已确定的幅度（回转半径）、臂长，由起重机的起重性能表或起重特性曲线，确定起重机的额定起重量。4．如果起重机的额定起重量大于计算载荷，则起重机选择合格，否则重新选择。5．计算吊臂与设备之间、吊钩与设备及吊臂之间的安全距离，若符合规范要求，选择合格，否则重选。（四）流动式起重机的基础处理流动式起重机必须在水平坚硬地面上进行吊装作业。吊车的工作位置（包括吊装站位置和行走路线）的地基应进行处理。应根据其地质情况或测定的地面耐压力为依据，采用合适的方法（一般施工场地的土质地面可采用开挖回填夯实的方法）进行处理。处理后的地面应做耐压力测试，地面耐压力应满足吊车对地基的要求，在复杂地基上吊装重型设备，应请专业人员对基础进行专门设计。吊装前必须对基础验收。1H412022吊具的选用原则吊装机具是起重吊装作业的重要组成部分，正确、合理选择吊装机具是确保起重吊装作业安全的重要环节。掌握吊装机具的结构、特点，以便合理的选择吊具，正确维护和使用吊具。本条主要知识点是：钢丝绳、滑轮组、卷扬机、平衡梁的结构、性能特点及选择参数或步骤。一、钢丝绳起重吊装作业的中常用钢丝绳为多股钢丝绳，由多个绳股围绕一根绳芯捻制而成。大型吊装应采用《重要用途钢丝绳》GB8918—2006标准的钢丝绳。钢丝绳的选用主要考虑以下几点：1．钢丝绳钢丝的强度极限：起重工程中常用的钢丝绳钢丝的公称抗拉强度有1570MPa（相当于1570N/mm2）、1670MPa、1770MPa、1870MPa、1960MPa等数种。2．钢丝绳的规格：钢丝绳是由高碳钢丝制成。钢丝绳的规格较多，起重吊装常用6×19+FC（IWR）、6×37+FC（IWR）、6×61+FC（IWR）三种规格的钢丝绳。其中6代表钢丝绳的股数，19（37、61）代表每股中的钢丝数，“+”后面为绳股中间的绳芯，其中FC为纤维芯、IWR为钢芯。3．钢丝绳的直径：在同等直径下，6×19钢丝绳中的钢丝直径较大，强度较高，但柔性差，常用作缆风绳。6×61钢丝绳中的钢丝最细，柔性好，但强度较低，常用来做吊索。6×37钢丝绳的性能介于上述二者之间。后两种规格钢丝绳常用作穿过滑轮组牵引运行的跑绳和吊索。吊索俗称千斤绳或绳扣，用于连接起重机吊钩和被吊装设备。例如，《重要用途钢丝绳》GB8918—2006标准中6×37S+FC（IWR）钢丝绳为点线接触型，绳股为1+6+15+15结构，直径范围为20〜60mm，性能较好，在大型吊装中使用最为普遍。4．安全系数钢丝绳安全系数为标准规定的钢丝绳在使用中允许承受拉力的储备拉力，即钢丝绳在使用中破断的安全裕度。钢丝绳做缆风绳的安全系数不小于3.5，做滑轮组跑绳的安全系数一般不小于5，做吊索的安全系数一般不小于8，如果用于载人，则安全系数不小于12〜14。5．钢丝绳的许用拉力了计算公式T=P/K（1H412022）式中P——钢丝绳破断拉力（MPa）；按国家标准或生产厂提供的数据为准；K——安全系数。二、滑轮组1．滑轮组的规格、型号较多，起重工程中常用的是H系列滑轮组。它有11种直径、14种额定载荷、17种结构形式，共计103种规格。其规格的表示为：H×××××××。第一个字母H表示该滑轮组是H系列，第二部分是三位数字，表示该滑轮组的额定载荷，第三部分（乘号后的第一部分）也是两位数字，表示门数，最后一部分是英文字母，表示结构形式。结构形式代号：G—吊钩；D—吊环；W—吊梁；L—链环；K—开口（导向轮），闭口不加K。例如，H80×7D表示；H系列起重滑轮组，额定载荷为80t，7门，吊环型闭口。2．跑绳拉力的计算滑轮组在工作时因摩擦和钢丝绳的刚性的原因，使每一分支跑绳的拉力不同，最小在固定端，最大在拉出端。跑绳拉力的计算，必须按拉力最大的拉出端按公式或查表进行。穿绕滑轮组时，必须考虑动、定滑轮承受跑绳拉力的均匀；穿绕方法不正确，会引起滑轮组倾斜而发生事故。3．根据滑轮组的门数确定其穿绕方法，常用的穿绕方法有：顺穿、花穿和双跑头顺穿。一般3门及以下，宜采用顺穿；4〜6门宜釆用花穿；7门以上，宜采用双跑头顺穿。4．滑轮组的选用按以下步骤进行：（1）根据受力分析与计算确定的滑轮组载荷Q选择滑轮组的额定载荷和门数。（2）计算滑轮组跑绳拉力S0并选择跑绳直径。（3）注意所选跑绳直径必须与滑轮组相配。（4）根据跑绳的最大拉力S0和导向角度计算导向轮的载荷并选择导向轮。三、卷扬机卷扬机是标准产品，它在起重工程中应用较为广泛。卷扬机可按不同方式分类：1．按动力方式可分为：手动卷扬机、电动卷扬机和液压卷扬机。起重工程中常用电动卷扬机。2．按传动形式可分为：电动可逆式（闸瓦制动式）和电动摩擦式（摩擦离合器式）。3．按卷筒个数可分为：单筒卷扬机和双筒卷扬机。起重工程中常用单筒卷扬机。4．按转动速度可分为：慢速卷扬机和快速卷扬机。起重工程中，一般采用慢速卷扬机。5．卷扬机的基本参数（1）额定牵引拉力：国家标准《建筑卷扬机》GB/T1955—2008列出的标准系列，额定拉力从0.5t到50t（5〜500kN）的慢速卷扬机（额定速度小于20m/min）共有20种规格。（2）工作速度：即卷筒卷入钢丝绳的速度。（3）容绳量：即卷扬机的卷筒允许容纳的钢丝绳工作长度的最大值。每台卷扬机的铭牌上都标有对某种直径钢丝绳的容绳量，选择时必须注意，如果实际使用的钢丝绳