14-4 混凝土结构吊装

14-4混凝土结构吊装14-4-1柱子吊装14-4-1-1准备工作1．现场预制的钢筋混凝土柱，应用起重机将柱身翻转90°，使小面朝上，并移到吊装的位置堆放。现场预制位置应尽量在基础杯口附近，使吊装时吊车能直接吊起插入杯口而不必走车。2．检查厂房的轴线和跨距。3．在柱身上弹出中线，可弹三面，两个小面和一个大面。4．基础弹线。在基础杯口的上面、内壁及底面弹出房屋设计轴线（杯底弹线在抹找平层后进行），并在杯口内壁弹出供抹杯底找平层使用的标高线。5．抹杯底找平层。根据柱子牛腿面到柱脚的实际长度和第4条所述的标高线，用水泥砂浆或细石混凝土粉抹杯底，调整其标高，使柱安装后各牛腿面的标高基本一致。6．将杯口侧壁及柱脚在其安装后将埋入杯口部分的表面凿毛，并清除杯底垃圾。7．准备吊装索具及测量仪器。14-4-1-2绑扎柱的绑扎位置和绑扎点数，应根据柱的形状、断面、长度、配筋部位和起重机性能等情况确定。自重13t以下的中、小型柱，大多绑扎一点；重型或配筋少而细长的柱，则需绑扎两点，甚至三点。有牛腿的柱，一点绑扎的位置，常选在牛腿以下，如上部柱较长，也可绑在牛腿以上。工字形断面柱的绑扎点应选在矩形断面处，否则，应在绑扎位置用方木加固翼缘（图14-78）。双肢柱的绑扎点应选在平腹杆处。图14-78工字形柱绑扎点加固1-方木；2-吊索；3-工字形柱图14-79所示是垂直吊法绑扎示例。吊索从柱的两侧引出，上端通过卡环或滑车挂在横吊梁上。对于断面较大的柱，可用长短吊索各一根绑扎。一般情况下都需将柱翻身。图14-79垂直吊法绑扎示例（a）一点绑扎；（b）两点绑扎；（c）长短吊索绑扎1-第一支吊索；2-第二支吊索；3-活络卡环；4-横吊梁；5-滑车；6-长吊索；7-白棕绳；8-短吊索；9-普通卡环图14-80所示是斜吊法绑扎示例。吊索从柱的上面引出，不用横吊梁，柱不必翻身（只有不翻身起吊不会产生裂缝时才可用斜吊法）。图14-80斜吊法绑扎示例（a）一点绑扎；（b）两点绑扎1-吊索；2-活络卡环；3-柱；4-白棕绳；5-铅丝；6-滑车图14-81所示是双机或三机抬吊（垂直吊法）的绑扎示例。图14-81双机或三机抬吊（垂直吊法）绑扎示例1-主机长吊索；2-主机短吊索；3-副机吊索图14-82是双机抬吊（斜吊法）的绑扎示例。图14-82双机抬吊（斜吊法）绑扎示例1-主机吊索；2-副机吊索14-4-1-3起吊1．单机吊装单机吊装柱有旋转法和滑行法两种。（1）旋转法起重机边起钩边回转，使柱子绕柱脚旋转而吊起柱子的方法叫旋转法（图14-83）。用此法吊柱时，为提高吊装效率，在预制或堆放柱时，应使柱的绑扎点、柱脚中心和基础杯口中心三点共圆弧，该圆弧的圆心为起重机的停点，半径为停点至绑扎点的距离。图14-83用旋转法吊柱（a）旋转过程；（b）平面布置1-柱平放时，2-起吊中途；3-直立（2）滑行法起吊柱过程中，起重机只起吊钩，使柱脚滑行而吊起柱子的方法叫滑行法（图14-84）。用滑行法吊柱时，在预制或堆放柱时，应将起吊绑扎点（两点以上绑扎时为绑扎中点）布置在杯口附近，并使绑扎点和基础杯口中心两点共圆弧，以便将柱吊离地面后稍转动吊杆（或稍起落吊杆）即可就位。同时，为减少柱脚与地面的摩阻力，需在柱脚下设置托板、滚筒，并铺设滑行道。图14-84用滑行法吊柱（a）滑行过程；（b）平面布置1-柱平放时，2-起吊中途；3-直立2．双机抬吊双机抬吊有滑行法和递送法两种。（1）滑行法柱应斜向布置，并使起吊绑扎点尽量靠近基础杯口（图14-85）。图14-85双机抬吊滑行法（a）平面布置；（b）将柱吊离地面吊装步骤：1）柱翻身就位；2）在柱脚下设置托板、滚筒，并铺好滑行道；3）两机相对而立，同时起钩，直至柱被垂直吊离地面时为止；4）两机同时落钩，使柱插入基础杯口。（2）递送法柱应斜向布置，主机起吊绑扎点尽量靠近基础杯口（图14-86）。图14-86双机抬吊递送法（a）平面布置；（b）递送过程1-主机；2-柱；3-基础；4-副机主机起吊柱，副机起吊柱脚配合主机起钩，随着主机起吊，副机进行跑车和回转，将柱脚递送到基础杯口上面。一般情况下，副机递送柱脚到杯口后，即卸去吊钩，让主机单独将柱子就位。此时，主机承担了柱子的全部重量。如主机不能承担柱子全部重量，则需用主、副机同时将柱子落到设计位置后副机才能卸钩。此时，为防止吊在柱子下端的起重机减载，在抬吊过程中，应始终使柱子保持倾斜状态，直至将柱子落到设计位置后，再由吊于柱子上端的起重机徐徐旋转吊杆将柱子转直。双机抬吊柱子作业应注意：（1）尽量选用两台同类型的起重机。（2）根据两台起重机的类型和柱的特点，选择绑扎位置与方法，对两台起重机进行合理的载荷分配。为确保安全，各起重机的载荷不宜超过其额定起重量的80%。用递送法吊装时，如副机只起递送作用，应考虑主机满载。起吊时，如两机不是同时将柱吊离地面，则此时两机的实际载荷与理想载荷分配不同，这在进行载荷分配时必须考虑到。（3）在操作中，两台起重机的动作必须互相配合，两机的吊钩滑车组不可有较大倾斜，以防一台起重机失重而使另一台超载。14-4-1-4就位和临时固定柱子就位和临时固定要点：1．起重机落钩将柱子放到杯底后应进行对线工作；采用无缆风校正时，应使柱身中线对准杯底中线，并在对准线后用坚硬石块将柱脚卡死。2．一般柱子就位后，在基础杯口用8个硬木楔或钢楔（每面两个）做临时固定，楔子应逐步打紧，防止使对好线的柱脚走动；细长柱子的临时固定应增设缆风。3．起吊重柱当起重机吊杆仰角＞75°，在卸钩时应先落吊杆，防止吊钩拉斜柱子和吊杆后仰。14-4-1-5校正1．平面位置校正平面位置校正有以下两种方法：（1）钢钎校正法：将钢杆插入基础杯口下部，两边垫以旗形钢板，然后敲打钢钎移动柱脚（参见图14-88）。（2）反推法：假定柱偏左，需向右移，先在左边杯口与柱间空隙中部放一大锤，如柱脚卡了石子，应将右边的石子拨走或打碎，然后在右边杯口上放丝杠千斤顶推动柱，使之绕大锤旋转以移动柱脚（图14-87）。图14-87用反推法校正柱平面位置1-柱；2-丝杠千斤顶；3-大锤；4-木楔2．垂直度校正柱子垂直度校正一般均采用无缆风校正法。重量在20t以内的柱子采用敲打杯口楔子或敲打钢钎等专用工具校正（图14-88）；重量在20t以上的柱子则需采用丝扛千斤顶平顶或油压千斤顶立顶法校正，如图14-89~图14-91所示。图14-88敲打钢钎法校正柱垂直度（a）2-2剖视；（b）1-1剖视；（c）钢钎详图；（d）甲型旗形钢板；（e）乙型旗形钢板1-柱；2-钢纤；3-旗形钢板；4-钢楔；5-柱中线；6-垂直线；7-直尺图14-89丝杠千斤顶平顶法校正柱子垂直度1-丝杠千斤顶；2-楔子；3-石子；4-柱图14-90丝杠千斤顶构造1-丝杆；2-螺母；3-垫板；4-钢板；5-槽钢；6-擂撬杠（手柄）孔图14-91千斤顶立顶法校正双肢柱垂直度1-双肢柱；2-钢梁；3-千斤顶；4-垫木；5-基础柱子校正注意事项：（1）垂直度校正后应复查平面位置，如其偏差超过5mm，应予复校。（2）校正柱垂直度需用两台经纬仪观测。上测点应设在柱顶。经纬仪的架设位置，应使其望远镜视线面与观测面尽量垂直（夹角应大于75°）。观测变截面柱时，经纬仪必须架设在轴线上，使经纬仪视线面与观测面相垂直，以防止因上、下测点不在一个垂直面而产生测量差错。（3）采用无缆风校正法校正柱子，当在柱倾斜一面敲打楔子或顶动柱时，可同时配合松动对面楔子，但绝不可将楔子拔出，以防柱倾倒。（4）在阳光照射下校正柱的垂直度，要考虑温差影响。由于温差影响，柱向阴面弯曲，使柱顶有一个水平位移，其数值与温差、柱长度及厚度等有关。长度小于10m的柱可不考虑温差影响。细长柱可利用早晨、阴天校正；或当日初校，次日晨复校；也可采取预留偏差的办法解决（预留偏差值可通过计算或现场试验确定）。14-4-1-6最后固定钢筋混凝土柱是在柱与杯口的空隙内浇灌细石混凝土作最后固定的。灌缝工作应在校正后立即进行。灌缝前，应将杯口空隙内的木屑等垃圾清除干净，并用水湿润柱和杯口壁。对于因柱底不平或柱脚底面倾斜而造成柱脚与杯底间有较大空隙的情况，应先灌一层稀水泥砂浆，填满空隙后，再灌细石混凝土。灌缝工作一般分两次进行。第一次灌至楔子底面，待混凝土强度达到设计强度的25%后，拔出楔子，全部灌满。捣混凝土时，不要碰动楔子。倘灌捣细石混凝土时发现碰动了楔子，可能影响柱子的垂直，必须及时对柱的垂直度进行复查。14-4-1-7混凝土柱子吊装验算1．确定吊点位置钢筋混凝土柱子是按轴心受压或偏心受压构件设计的，一般均为对称配筋。在运输和吊装过程中，柱子处于受弯状态，为此，需确定合理的吊点位置，即柱子在此吊点吊装时，由自重力产生的最大正弯矩等于最大负弯矩。对整根柱子说来，这种情况下产生的弯矩绝对值最小。对等截面柱，经过推导知道，在一点起吊时，当吊点至柱顶距离为0.293l（l为柱子长度）时，柱身的最大正弯矩等于最大负弯矩，即柱子的起吊弯矩最小。当两点起吊或平移时，此距离为0.207l（图14-92）。图14-92柱子吊装由自重产生的弯矩（a）一点起吊时；（b）两点起吊或平移时对非等截面柱，此结论需修正。如按弯矩相等原则用数学方法推导较繁杂，用换算长度方法虽有一定误差但简便易行。换算方法如下（图14-93）：图14-93柱子的长度换算（a）柱子原有长度；（b）柱子换算后长度KlAal22'（14-40）式中a——柱子换算断面的截面积（m2）；A——柱子标准断面的截面积（m2）；l1——柱子标准断面的长度（m）；l2——柱子换算断面的长度（m）；l'2——柱子换算断面的换算长度（m）；K——考虑换算后力臂变化的系数：当a/A＜1时，K取1.10~1.30，当a/A＞1时，K取0.90~0.70，a/A比值大时取小值。2．吊装验算（1）强度验算吊点确定后，用力学方法计算柱子的吊装弯矩。荷载即柱子自重力，但应考虑吊装动力系数（一般取1.5。必要时根据吊装实际情况酌减）。弯矩算出后，按受弯构件的计算方法验算各控制截面的强度，控制截面取弯矩最大及柱子断面改变处的截面。强度验算近似按下列公式进行：)''('')2(001ssyckahAfxhbxfMM（14-41）式中Mk——吊装时柱子承受的弯矩（N·mm）；M——弯矩设计值（N·mm）；α1——系数，当混凝土强度等级不超过C50时，α1＝1.0，当混凝土强度等级为C80时，α1＝0.94，其间按线性内插法确定；fc——混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2）；b——柱子截面宽度（mm）；x——混凝土受压区高度，近似取x＝2a's；h0——柱子截面有效高度（mm）；f'y——钢筋的抗压强度设计值（N/mm2）；A's——受压区纵向钢筋截面面积（mm2）；a's——受压区纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离（mm）。应当注意，当柱子从预制时的平卧位置不经翻身而直接吊装，则平卧柱子的截面及宽面内的配筋均应满足吊装要求。（2）裂缝宽度验算柱子吊装中的裂缝宽度应控制在0.2mm内。柱子吊装时裂缝宽度的验算，可用下述公式计算柱内纵向受拉钢筋的应力σsk，并由此近似判断其是否满足要求：skskAhM087.0（14-42）式中As——受拉区钢筋的截面面积（mm2）。按上述公式计算的钢筋应力σsk如果小于或等于160N/mm2（光面钢筋）或200N/mm2（变形钢筋）时，可认为满足裂缝宽度要求。否则，可按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第8.1节详细计算裂缝宽度，或采取措施，如改变吊点、增加吊点数量等，以减小吊装时柱子承受的弯矩（Mk）。14-4-1-8柱子无缆风校正的稳定性验算柱子无缆风校正的稳定性按以下方法验算（图14-94）：图14-94柱子无缆风校正的稳定性计算图柱子在风载W作用下产生的倾覆力矩：Mov＝Wl柱子用木（钢）楔临时固定抵抗倾覆的力矩：GheebGMr)'2(抗倾覆稳定系数K按公式（14-43）计算：WlGheebGMMKovr)'2(（14-4