技术与计量（土建）--结构吊装工程施工

第六节结构吊装工程施工
结构吊装工程是装配式结构工程施工的主要分项工程之一，其施工特点如下：
(1)受预制构件的类型和质量影响大。
(2)正确选用起重机机具是顺利完成吊装任务的保障。
(3)构件的应力状态变化复杂
(4)高空作业多，容易发生工伤事故，因此必须加强安全技术措施。
一、起重机具
(一)索具设备
索具设备包括钢丝绳、吊索、卡环、横吊梁、卷扬机、锚碇等。
钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物的物件。吊索是一种用钢丝绳制成的吊装索具。吊索主要用于绑扎构件以便起吊。卡环(卸甲)用于吊索之间或吊索与构杆吊环之间的连接，固定和扣紧吊索。横吊梁又称铁扁担，主要用于柱和屋架等的吊装。
常用的横吊梁包括以下几种：滑轮横吊梁，用于8t以下的柱子吊装；钢板横吊梁，用于10t 以下的柱子吊装；桁架横吊梁，用于双机抬吊安装柱子；钢管横吊梁，用于屋架吊装。卷扬机又称绞车，是结构吊装中最常用的工具。锚碇又称地锚，是用来固定缆风绳和卷扬机的，它是保证把杆稳定的重要组成部分。
例题：索具设备卡环(卸甲)用于[ ]
A. 吊索之间的连接
B. 吊索与构杆吊环之间的连接。
C. 固定和扣紧吊索
D. 悬吊重物
E. 牵引重物
答案：A.B.C.
分析：索具设备包括钢丝绳、吊索、卡环、横吊梁、卷扬机、锚碇等，卡环(卸甲)用于吊索之间或吊索与构杆吊环之间的连接，固定和扣紧吊索。钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物的物件。
(二)起重机械
结构吊装工程中常用的起重机械有自行杆式起重机、塔式起重机和桅杆式起重机等。自行杆式起重机包括履带式起重机、汽车式起重机和轮胎式起重机等。
1．履带式起重机
履带式起重机由行走装置、回转机构、机身及起重杆等组成。采用链式履带的行走装置，对地面压力大为减小，装在底盘上的回转机构使机身可回转360º。机身内部有动力装置、卷扬机及操纵系统。它操作灵活，使用方便，起重杆可分节接长，在装配式钢筋混凝土单层工业厂房结构吊装中得到广泛的使用。其缺点是稳定性较差，未经验算不宜超负荷吊装。
履带式起重机的主要参数有三个：起重量Q、起重高度H和起重半径R。
例题：履带式起重机的主要参数有[ ]
A. 起重半径
B. 起重量
C. 起重力矩
D. 起重高度
E. 整机质量
答案：A.BD
分析：履带式起重机的主要参数有三个：起重量Q、起重高度H和起重半径R。
2．汽车起重机
汽车起重机是一种将起重作业部分安装在通用或专用汽车底盘上，具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。汽车起重机的主要技术性能有最大起重量、整机质量、吊臂全伸长度、吊臂全缩长度、最大起重高度、最小工作半径、起升速度、最大行驶速度等。汽车起重机作业时，必须先打开支腿，以增大机械的支承面积，保证必要的稳定性。因此，汽车起重机不能负荷行驶。汽车起重机机动灵活性好，能够迅速转移场地，广泛用于土木工程。
3．轮胎起重机
轮胎起重机不采用汽车底盘，而另行设计轴距较小的专门底盘。其构造与履带式起重机基本相同，只是底盘上装有可伸缩的支腿，起重时可使用支腿以增加机身的稳定性，并保护轮胎。轮胎起重机的优点是行驶速度较高，能迅速地转移工作地点或工地，对路面破坏小。但这种起重机不适合在松软或泥泞的地面上工作。轮胎起重机的主要技术性能有额定起重量、整机质量、最大起重高度、最小回转半径、起升速度等。
4．塔式起重机
塔式起重机在多层及高层结构吊装和垂直运输中得到广泛应用。下面简要介绍常用的轨道式、爬升式、附着式塔式起重机。
(1)轨道式塔式起重机。轨道式塔式起重机是土木工程中使用最广泛的一种起重机。它可带重行走，作业范围大，非生产时间少，生产效率高。轨道式塔式起重机的主要性能有：吊臂长度、起重幅度、起重量、起升速度及行走速度等。
(2)爬升式塔式起重机。爬升式起重机的优点是：起重机以建筑物作支承，塔身短，起重高度大，而且不占建筑物外围空间。缺点是：司机作业往往不能看到起吊全过程，需靠信号指挥，施工结束后拆卸复杂，一般需设辅助起重机拆卸。
(3)附着式塔式起重机。附着式塔式起重机多为小车变幅，因起重机械在结构近旁，司机能看到吊装的全过程，自身的安装与拆卸不妨碍施工过程。
二、混凝土结构吊装
混凝土结构吊装分为构件吊装和结构吊装两大类。其中，构件的吊装包括构件的制作、运输、堆放、吊装；结构吊装分为单层工业厂房结构吊装和多层装配式框架结构吊装。
(一)预制构件吊装工艺
1.预制构件的制作和运输
预制构件如柱、屋架、梁、桥面板等一般在现场预制或工厂预制。在许可的条件下，预制时尽可能采用叠浇法，重叠层数一般不超过4层，上、下层间应做好隔离层，上层构件的浇筑应等到下层构件混凝土达到设计强度的30％以后才可进行。
对构件运输时的混凝土强度要求是：如设计无规定时，不应低于设计的混凝土强度标准值的75％。
2．构件的平面布置
预制构件的堆放应考虑便于吊升及吊升后的就位，特别是大型构件，应做好构件堆放的布置图，以便一次吊升就位，减少起重设备负荷开行。对于小型构件，常采用随吊随运的方法。
3．预制构件的吊装
(1)柱的吊装。
1)柱的绑扎。柱身绑扎点数和绑扎位置，要保证柱在吊装过程中受力合理，不发生变形或裂缝而折断。一般中、小型柱绑扎一点；重型柱或配筋少而细长的柱常绑扎两点甚至两点以上以减少柱的吊装弯矩。必要时，需经吊装应力和裂缝控制计算后确定。一点绑扎时，绑扎位置在牛腿下面。
按柱吊起后柱身是否能保持垂直状态，分为斜吊法和直吊法，相应的绑扎方法有：斜吊绑扎法和直吊绑扎法。斜吊绑扎法用于柱的宽面抗弯能力满足吊装要求时，此法无须将预制柱翻身，但因起吊后柱身与杯底不垂直，对线就位较难；直吊绑扎法用于柱宽面抗弯能力不足，必需将预制柱翻身后窄面向上，刚度增大，再绑扎起吊。它需要较长的起重杆。
2)柱的起吊。柱的起吊方法，按柱在吊升过程中柱身运动的特点分为旋转法和滑行法；按使用起重机的数量，有单机起吊和双机抬吊。单机起吊的工艺如下：
① 旋转法。起重机边起钩、边旋转，使柱身绕柱脚旋转而逐渐吊起的方法称为旋转法。其要点是保持柱脚位置不动，并使柱的吊点、柱脚中心和杯口中心三点共圆。其特点是柱吊升中所受需动较小，但对起重机的机动性要求高。一般采用自行式起重机。
②滑行法。起吊时起重机不旋转，只起升吊钩，使柱脚在吊钩上升过程中沿着地面逐渐向前滑行，直至柱身直立的方法称为滑行法。其要点是柱的吊点要布置在杯口旁，并与杯口中心两点共圆弧。其特点是起重机只须转动吊杆，即可将柱子吊装就位，较安全，但滑行过程中柱子受震动。故只有起重机场地受限时才采用此法。
3)柱的就位和临时固定。柱脚插入杯口后，使柱的安装中心线对准杯口的安装中心线(吊装准线)，然后用八个楔块从柱四周插入杯口，打紧将柱临时固定。吊装重型、细长柱时，除采用以上措施进行临时固定外，必要时增设缆风绳拉锚。
4)柱的校正。柱的校正包括平面定位轴线、标高和垂直度的校正。
5)柱的最后固定。柱底部四周与基础杯口的空隙之间，浇筑细石混凝土，捣固密实，使柱的底脚完全嵌固在基础内作为最后固定。灌筑工作分两次进行，第一次先浇至楔块底面，待混凝土强度达到25％设计强度后，拔去楔块再第二次灌筑混凝土至杯口顶面。
(2)吊车梁的吊装。吊车梁的吊装须在柱子最后固定好，接头混凝土达到70％设计强度后进行。吊车梁的绑扎应使吊钩对准吊车梁的重心，起吊后使构件保持水平。吊车梁就位时应缓慢落下，争取使吊车梁中心线与支承面的中心线能一次对准，并使两端搁置长度相等。吊车梁的校正，应在屋盖结构构件校正和最后固定后进行。校正的内容有：中心线对定位轴线的位移、标高、垂直度。
(3)屋盖的吊装。屋盖构件包括屋架(或屋面梁)、屋架上下弦水平支撑和垂直支撑、天沟板和屋面板、天窗架和天窗侧板等。屋盖的吊装一般都按节间逐一依次采用综合吊装法。吊装的施工顺序是：绑扎、扶直堆放、吊升、就位、临时固定、校正和最后固定。
(2)吊车梁的吊装。吊车梁的吊装须在柱子最后固定好，接头混凝土达到70％设计强度后进行。
(3)屋盖的吊装。屋盖的吊装一般都按节间逐一依次采用综合吊装法。吊装的施工顺序是：绑扎、扶直堆放、吊升、就位、临时固定、校正和最后固定。
(二)单层工业厂房结构吊装
1．起重机械选择与布置
(1)起重机械选择。可选择的机械有履带式起重机、塔式起重机或自升式塔式起重机等。履带式起重机适于安装4层以下结构，塔式起重机适于4～10层结构，自升式塔式起重机适于10层以上结构。因此，要保证所选择的起重机的三个工作参数：起重量Q、起重高度H和起重幅度R均应满足结构吊装的要求。
例题：起重机械选择正确的是[ ]
A. 塔式起重机适于4～12层结构
B. 塔式起重机适于4～10层结构
C. 自升式塔式起重机适于12层以上结构。
D. 自升式塔式起重机适于10层以上结构。
E. 要保证所选择的起重机的三个工作参数：起重量Q、起重高度H和起重幅度R均应满足结构吊装的要求
答案：B. .D.E
分析：履带式起重机适于安装4层以下结构，塔式起重机适于4～10层结构，自升式塔式起重机适于10层以上结构。因此，要保证所选择的起重机的三个工作参数：起重量Q、起重高度H和起重幅度R均应满足结构吊装的要求。
（2）起重机的平面布置。起重机的布置方案主要根据房屋平面形状、构件重量、起重机性能及施工现场环境条件等确定。一般有四种布置方案单侧布置、双侧或环形布置、跨内单行布置和跨内环形布置。
(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。
(2)双侧布置。当建筑物平面宽度较大或构件较大，单侧布置起重力矩满足不了构件的吊装要求时，起重机可双侧布置，每侧各布置一台起重机。
(3)跨内单行和跨内环形布置。如果工程不大，工期不紧，两侧各布置一台塔吊将造成机械上的浪费。因此可环形布置，仅布置一台塔吊就可兼顾两侧的运输．
当建筑物四周场地狭窄，起重机不能布置在建筑物外侧，或者由于构件较重、房屋较宽，起重机布置在外侧满足不了吊装所需要的力矩时，可将起重机布置在跨内，其布置方式有跨内单行布置和跨内环行布置两种。
2、结构吊装方法与吊装顺序
(1)分件吊装法。起重机在车间内或沿着间外每开行一次，仅吊装一种或两种构件。通常分三次开行吊装完全部构件：第一次开行，吊装全部柱子，并加以校正及最后固定；第二次开行，吊装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑；第三次开行，分节间吊装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。吊装的顺序见图3．6．5。
这种方法的优点是：由于每次均吊装同类型构件，可减少起重机变幅和索具的更换次数，从而提高吊装效率，能充分发挥起重机的工作能力，构件供应与现场平面布置比较简单，也能给构件校正、接头焊接、灌筑混凝土和养护提供充分的时间。缺点是：不能为后继工序及早提供工作面，起重机的开行路线较长。分件吊装法是目前单层工业厂房结构吊装中采用较多的一种方法。
(2)综合吊装法。起重机在车间内每开行一次(移动一次)，就分节间吊装完节间内所有各种类型的构件。目前较少采用。
例题：分件吊装法的优点是[ ]
A. 提高吊装效率
B. 可减少起重机变幅和索具的更换次数，
C. 增加起重机变幅和索具的更换次数，
D. 能为后继工序及早提供工作面
E. 起重机的开行路线较长
答案：A.B .E
分析：分件吊装法的优点是：由于每次均吊装同类型构件，可减少起重机变幅和索具的更换次数，从而提高吊装效率，能充分发挥起重机的工作能力，构件供应与现场平面布置比较简单，也能给构件校正、接头焊接、灌筑混凝土和养护提供充分的时间。缺点是：不能为后继工序及早提供工作面，起重机的开行路线较长。分件吊装法是目前单层工业厂房结构吊装中采用较多的一种方法。
2006考题：与采用综合吊装法相比，采用分件法吊装的优点是（d）。
A.起重机开行路线短，停机点少
B.能为后续工序提供工作面
C.有利于各工种交叉平行流水作业
D.起重机变幅和索具更换次数少，吊装效率高
三、大跨度屋盖结构吊装
工程中常用的吊装方法有整体吊装法、平移法、顶升法及提升法四种。
(一)大跨度屋盖结构整体吊装法施工
起重设备可用自行式起重机或桅杆式起重机。相对应的吊装方法有多机抬吊法和桅杆吊升法两种。
1．多机抬吊法
一般适用于重量不大和高度较低的屋盖结构，特别是中小型网架结构。
2．桅杆吊升法
(二)大跨度屋盖结构平移法施工
采用平移法可以使屋盖结构吊装与室内施工同时进行，从而加快施工速度，特别是场地狭窄，起重机械无法出入时更为有效。根据平移方式的不同，平移法可分为滚动平移和滑动平移两种。
(三)顶升法及提升法施工
顶升法和提升法的共同特点是：网架在地面进行总拼，然后用起重设备垂直地安装到设计标高；区别是：顶升法的千斤顶位于网架之下，提升法的起重设备位于网架之上。
由于提升法和顶升法所采用的提升或顶升的设备较小，用小设备安装大型结构，故是结构吊装的一种有效施工方法。提升法适用于周边支承的网架，顶升法适宜于点支承网架。
四、升板法施工
升板结构及其施工特点：柱网布置灵活，设计结构单一；各层板叠浇制作，节约大量模板；提升设备简单，不用大型机械；高空作业减少，施工较为安全；劳动强度减轻，机械化程度提高；节省施工用地，适宜狭地施工；但用钢量较大，造价偏高。
2001.升板法施工的特点是（D　）。
A.需大型起重设备
B.高空作业多
C.用钢量少
D.减少模板用量



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