吊机选型与吊装验算

下午12时47分1建筑工程技术学院《钢结构工程施工》课程教学团队《钢结构工程施工》教学课件学习单元1轻钢门式刚架结构工程施工下午12时47分建筑工程技术学院2项目3轻钢门式刚架的施工安装垂直运输设备的施工设计垂直运输设施是指担负垂直输送材料和施工人员上下的机械设备和设施。在砌筑施工过程中，各种材料(砖、砂浆)、工具(脚手架、脚手板)及各层楼板安装时，垂直运输量较大，都需要用垂直运输机具来完成。目前，钢结构工程中常用的垂直运输设施有塔式起重机、汽车起重机、履带式起重机、独杆提升机等。施工中应根据工程规模、工程特点、工作性质、施工工期等选用相应的运输设备。正确地使用和保养设备应按照已经制订好的相应操作规程进行操作和维护保养。操作人员应具有操作证。1.4.1起重设备[目的要求]了解:拔杆、牵缆式拔杆起重机的构造，履带式起重机的稳定性验算，履带式起重机起重臂接长的计算，汽车式起重机，轮胎式起重机，爬升式塔式起重机，附着式塔式起重机。熟悉：独脚拔杆、悬臂拔杆的构造，独脚拔杆的竖立方法，轨道式塔式起重机。掌握：履带式起重机构造、技术性能表及工作性能曲线使用方法。[讲授重点]履带式起重机构造、技术性能表及工作性能曲线使用方法。[讲授难点]爬升式塔式起重机，附着式塔式起重机。1.4垂直运输设备1、桅杆式起重机在建筑工程中常用的桅杆式起重机有：独脚拔杆，悬臂拔杆，人字拔杆和牵缆式桅杆起重机等。这类起重机适于在比较狭窄的工地上使用，受地形限制小。桅杆式起重机具有制作简单，装拆方便，起重量大的特点，特别是大型构件吊装缺少大型起重机械时，这类起重设备更显示了它的优越性。但这类起重机需设较多的缆风绳，移动较困难，灵活性也较差。所以，桅杆式起重机一般多用于缺乏其他起重机械或安装工程量比较集中，而构件又较重的工程。一般情况下用电源作动力，无电源时，可用人工绞盘。(一)独脚拔杆独脚拔杆按制作的材料分类有：木独脚拔杆，钢管独脚拔杆和格构式独脚拔杆。木独脚拔杆起重高度一般为8～15米，起重量在10吨(100kN)以内；钢管独脚拔杆起重高度在30米以内，起重量可达30吨(300kN)；格构式独脚拔杆起重高度可达70～80米，起重量可达100吨(1000kN)。图5—1拔杆构造示意图1—拔杆；2—缆风绳3—滑车组；4—导向滑轮；5—拉绳；6—卷扬机；7—锚碇1、组成独脚拔杆是由拔杆、起重滑车组、卷扬机、缆风绳和锚碇组成，如图5—1。在使用时，拔杆应保持一定的倾角，以便在吊装时，构件不致撞碰拔杆。拔杆的稳定，土要依靠缆风绳。缆风绳一般为6～12根，依起重量、起重高度和绳索的强度而定，但不能少于4根。缆风绳与地面的夹角，一般取30°～45°，角度过大则对拔杆将产生较大的压力。缆风绳多采用钢丝绳，起重量小的木拔杆也可用白棕绳，但需做防腐处理和拉力试验，以确保施工安全；2、分类根据制作材料不同，拔杆分以下几种：木独脚拔杆、钢管独脚拔杆、金属格构式独脚拔杆(1)木独脚拔杆通常采用一根圆木做成，起重高度为8～15m，起重量在3～10t之间，起重量大时，也可将2～3根圆木绑扎在一起，作为一根拔杆使用。为避免吊装时构件碰击拔杆，在拔杆顶设置枕头木(图5—2)。独脚拔杆移动时，是用卷扬机拖动拔杆根部。为减少地面摩阻力，拔杆底设有拖子构造见(图5—2)。图5—2木拔杆细部构造(a)杆顶(b)杆脚1-拔杆；2-缆风绳；3-枕头木；4-定滑车；5-通向锚碇的拉绳；6-起重绳；7-拖子动画（2)钢管独脚拔杆适用于起重量不超过30t、起重高度小于20m的情况。（3）金属格构式独脚拔杆是由四根角钢和横向，斜向缀条(角钢或扁钢)联系而成。截面一般为方形，整根拔杆由多段拼成，可根据需要调整拔杆高度。构造见图5—3。金属格构式拔杆，起重量可达100t以上，起重高度达70—80m，拔杆所受的轴向力往往很大，因此，对支座及地基要求较高，一般要经过计算。这种拔杆的缆风绳，滑车组与拔杆的连接，采用在拔杆顶焊接吊环，并用卡环连接。缆风绳必须经过计算，一般要穿滑车组，用卷扬机或倒链施加初拉力。缆风绳的另一端均用水平锚碇固定。图5—3(a)全貌(b)杆顶(c)基座(d)中间段（二）人字拔杆是用两根圆木或钢管以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成（图5—4）。它的优点是：侧向稳定性比独脚拔杆好，缆风绳比独脚拔杆少。它的缺点是：构件起吊后，活动范围小。人字拔杆上部两杆的绑扎点，离杆顶至少600mm，并用8字结捆牢。起重滑车组和缆风绳均应固定在交叉点处。拔杆的前倾度，每高1m不得超过10mm，两杆下端要用钢丝绳或钢杆拉住，长度约为主杆长度的1／2～1／3，以平衡拔杆本身的水平推力。缆风绳的数量，根据起重量和起重高度决定，直立的人字拔杆，前后各一根，向前倾斜的，可在后面用两根(左右各一根)，必要时，前面再增加一根，吊重较大时，可在后面设置滑车组缆风绳。人字拔杆的起重绳是通过一根杆底的导向滑车的，为保持稳定，另一根杆底，要用钢丝绳扣牢。吊装过程中严禁调整拔杆的前倾度或挪动拔杆，以免发生事故。图5—4人字拔杆1—人字拔杆；2—缆风绳；3—起重滑车组；4—导向滑车；5—拉索（拉杆）；6—主缆风绳；（三）悬臂拔杆在独脚拔杆的中部或2／3高处，装上一根起重杆，即成悬臂拔杆，悬臂起重杆可以回转和起伏，可以固定在某一部位，也可以根据需要沿杆升降。悬臂拔杆的类型和节点构造如图5—5，悬臂拔杆的特点是：有较大的起重高度和相应的起重半径，悬臂起重杆能左右摆动(120°～270°)，这给安装工作带来较大的方便。图5—5悬臂拔杆和节点构造(a)一般形式(b)带有加劲杆(c)起重杆可升降1-拔杆；2-悬臂起重杆；3-缆风绳；4-槽钢；5-销子；6-升降悬臂杆的滑车组；（四）牵缆式拔杆起重机是在独脚拔杆的根部装一可以回转和起伏的吊杆而成，如图5—6，它比独脚拔杆工作范围大，而且机动灵活。起重量在5T以下时，大多用圆木做成，用来吊装一般小型构件，起重量在10t左右时，用无缝钢管做成，拔杆高度可达25m，用于一般工业厂房构件的吊装，图5—6牵缆式拔杆起重机1—拔杆；2—转盘；3—底座；4—缆风绳；5—起伏滑轮组；6—吊杆；7—起重滑轮组；动画大型牵缆式拔杆起重机，起重量可达80t，起重高度达80m，拔杆和吊杆均系角钢组成的格构式截面，这种拔杆用于重型工业厂房的吊装或高炉安装。吊杆和拔杆的连接有两种形式：一种是吊杆直接连在底盘上，吊杆转动时，拔杆不动，由设在吊杆顶两侧的拉绳牵动吊杆旋转，另一种是将吊杆与拔杆连接在一个转盘上，由卷扬机牵动转盘转动，带动拔杆和吊杆同时旋转，这时，缆风绳必须通过活动装置连接在拔杆顶上，当拔杆转动时，缆风绳保持不动。这种起重机需要较多的缆风绳，至少要有六根。(五)独脚拔杆的竖立独脚拔杆的竖立之前，先做好各项准备工作如拨杆的拼接，钢丝绳的穿绕、缆风绳的绑扎、锚碇及卷扬机的设置等。并经过仔细检查，才能着手竖立。工地常用的拔杆竖立方法，有以下几种：1、拖拉法高度不大、重量较轻的拔杆，可用缆风绳作为拖拉绳，用卷扬机直接将杆竖立起来(图5—7a)。图5—7拖拉法1一拔杆；2一缆风绳；3一卷扬机；4一拉绳；5一支座；6一起重滑车组；7一木锚桩高度较高、重量较大的拔杆，可用滑车组的起重绳作为拖拉绳，将动滑车绑在距拔杆脚约6～10m处的地锚上，用卷扬机将拔杆竖起(图5—7b)。拔杆在竖立过程中，会向拖拉方向滑移，必须在相反的方向设置拉绳(小拔杆用绳索，较大拔杆用滑车组），将拔杆底脚拉住。拔杆头应尽量垫高，以减少开始竖立时的起扳力。2、滑行法拔杆高、重量大时，可用一根轻型辅助拔杆将大拔杆滑行起吊。先在安装地点竖立一根辅助拔杆a，其长度为大拔杆b的一半加3～3．5m。将拔杆b平置于地面，使其重心靠近a，并在底部安好拖子，a的起重滑车组连于b的重心上1～1．5m，开动卷扬机，并相应放松缆风绳，拔杆b随拖子沿地面滑至安装位置，最后，再收紧缆风绳。滑行法示意见图5—8。图5—8滑行法动画3、旋转法将大拔杆b的下端固定于辅助拔杆a的附近，顶端略加垫高。用a的起重滑车组将b绕着下端支点c旋转上升，同时，用缆风绳稳住拔杆b，以免倾倒。当b升起与地面成600～700角时，制动卷扬机，调整缆风绳，将杆顶拉至安装位置即可。辅助拔杆a的高度，约为b的1／3～1／4。拔杆竖起后，即收紧缆风绳，并固定于锚碇上。如图5—9。图5—9旋转法动画4、倒杆法用拉杆或滑车组将辅助拔杆上端与大拔杆上部相连，形成直角三角形，辅助拔杆的另一面用滑车组与锚碇和卷扬机相连。开动卷扬机，在扳倒拔杆a的同时，拔杆b自水平位置上升起。当转动600～700时，制动卷扬机，用缆风绳将大拔杆拉至安装位置。辅助拔杆a的高度，约为b的1／3～1／4。为防止竖立过程中向后滑移，拔杆b的底部要系好绳索，并连接到锚碇上。拔杆b升起时，升起的另一面，要用缆风绳控制，以防起板过快，使拔杆b向升起的方向倾倒。如图5—10所示。图5—10倒杆法动画履带式起重机是由行走装置、回转机构、机身及起重臂等部分组成，见图5—11。行走装置为链式履带，以减少对地面的压力。回转机构为装在底盘上的转盘，使机身可回转360°。机身内部有动力装置、卷扬机及操纵系统。起重臂为是用角钢组成的格构式杆件，下端铰接在机身的前面，随机身回转。起重臂可分节接长，设有两套滑轮组(起重滑轮组及变幅滑轮组)，其钢丝绳通过起置臂顶端连到机身内的卷扬机上。若变换起重臂端的工作装置，将构成单斗挖土机。2、履带式起重机图5—11履带式起重机外形图1-行走装置；2-回转机构；3-机身；4-起重臂；A、B、C-外形尺寸；L-起重臂长；H-起重高度；R-起重半径履带式起重机的特点是操纵灵活，本身能回转360°，在平坦坚实的地面上能负荷行驶。由于履带的作用，可在松软、泥拧的地面上作业，且可以在崎坦不平的场地行驶。目前，在装配式结构施工中，特别是单层工业厂房结构安装中，履带式起重机得到广泛的使用。履带式起重机的缺点是稳定性较差，不应超负荷吊装，行驶速度慢且履带易损坏路面，因而，转移时多用平板拖车装运。目前，在结构安装工程中常用的国产履带式起重机，主要有以下几种型号：W1－50、W1－100、W1－100、西北78D等。此外，还有一些进口机型。履带式起重机的外形尺寸见图5－11及表5－1。其技术规格见表5—2。表5—1履带式起重机的外形尺寸符号名称型号W1-50W1-100W1-200З-1252西北78D（80D）A机身尾部到回转中心的距离29003300450035403450B机身宽度27003120320031203500C机身顶部到地面高度3220367541253675-D机身底部距地面高度10001045119010951220E起重臂下铰点中心距地面高度15551700210017001850F起重臂下铰点中心距回转中心高度10001300160013001340G履带长度34204005495040054500（4450）M履带架宽度28503200405032003250（3500）N履带板宽度550675800675680（760）J行走架距地面高度300275390270310K机身34804170630039304720（5270）表5—2履带式起重机技术规格简表参数单位型号W1-50W1-100W1-200З-1252起重臂长度m101818带鸟嘴132315304012.52025最大起重半径m10171012.517.015.522.53010.115.519.0最小起重半径m3.74.56.04.236.54.58.010.04.05.656.5起重量最小起重半径时KN100752015080500200802009070最大起重半径时KN2610103517824315552517起重高度最小起重半径时m9.217.217.211.019.012.026.836.010.717.922.8最大起重半径度时m3.77.614.05.816.03.019.025.08.112.717.01、W1一50型最大起重量为100KN（10t），液压