鋼結(jié)構(gòu)吊裝機械及繩索的選擇(論文)講解

1、鋼結(jié)構(gòu)吊裝機械及繩索的選擇 編制人：張玉柱 編制日期：2006.4.25鋼結(jié)構(gòu)吊裝機械及繩索的選擇張玉柱 目前，鋼結(jié)構(gòu)憑借自重輕、韌性好、施工周期短等特點在廠房建筑及公共設施中得到廣泛的應用。二十冶金結(jié)分公司安裝處從1980年寶鋼初軋鋼結(jié)構(gòu)廠房至今，歷經(jīng)25載，施工的項目不計其數(shù)其中包括輕鋼結(jié)構(gòu)廠房、重型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房、球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體育場館等，積累了許多寶貴的吊裝經(jīng)驗，為以后進行鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工提供了技術(shù)保證。下面就鋼結(jié)構(gòu)吊裝中的大型機械及鋼絲繩的選擇做一個粗淺的分析。一、吊裝機械選擇1、吊裝機械選擇的原則：1）滿足吊裝要求。選擇吊裝機械必須能夠滿足吊裝的需要，這是鋼結(jié)構(gòu)安裝工程最基本的要求；2

2、）經(jīng)濟合理。因大型機械占鋼結(jié)構(gòu)安裝工程施工成40%50%以上，所以必須綜合考慮，盡量降低吊裝機械的使用成本。2、吊裝機械選擇的依據(jù)：1）合同文件，合同文本中有明確說明的，應首先遵從合同約定選擇吊車；2）設計圖紙，通過分析設計圖紙，考慮吊車站位點，為選擇吊車提供第一手技術(shù)資料；3）施工組織設計，一般施工組織設計中都有選擇吊車的噸位及站位點，但這只是在理論上可行的技術(shù)方案，還需要做進一步計算核實；4）構(gòu)件最大重量表，通過對設計圖紙進行二次轉(zhuǎn)化，計算構(gòu)件最終的重量，這是選擇吊車最重要的參數(shù)值；5）構(gòu)件安裝高度，準確計算安裝高度，可以更好的計算吊車主臂的長度；6）現(xiàn)場地理環(huán)境，由于吊車自重較大，對地面

3、的承載力有很高的要求，因此吊車站位點必須選擇在合適的位置；7）市場吊車租賃價格報表，俗話說“貨比三家”綜合考慮，選擇最適宜的吊車；8）吊車性能，這是吊車本身所固有的，吊車新舊程度，各項性能指標，都是在今后吊裝過程中所必須的。3、冷卻塔結(jié)構(gòu)吊裝：為了能夠更好的說明問題，現(xiàn)以廣州JFE鋼板有限公司40萬t/a熱鍍鋅主廠房工程中冷卻塔結(jié)構(gòu)吊裝舉例說明。1）結(jié)構(gòu)簡介：冷卻塔段（BC跨8線10線）廠房為全廠最高，檐口標高60.2m，最高點61m，安裝構(gòu)件集中，為廠房結(jié)構(gòu)安裝核心部位并起主導作用。2）冷卻塔柱子最大重量：冷卻塔鋼柱全高65.2m，分四段制作安裝，最大重量從下往上分別為33噸、30噸、38噸

4、、32噸。冷卻塔跨度32.3m，屋面梁分三段制作，現(xiàn)場采用二氧化碳氣體保護焊接整體吊裝，最大重量為20噸。3）吊裝平面站位布置圖：4）吊裝立面圖：4）施工現(xiàn)場環(huán)境：a、地質(zhì)條件惡劣，土質(zhì)松軟； b、天氣惡劣，3月5月份廣州地區(qū)屬多雨季節(jié)；c、廠房內(nèi)為設備基礎，必須采用跨外吊裝；d、各專業(yè)交叉作業(yè)，施工難度大。e、冷卻塔B列外側(cè)為寬20米的出口電氣操作室。5) 編制施工方案：a、考慮施工現(xiàn)場實際環(huán)境條件，采用跨外吊裝方案，即150噸履帶吊站位于出口電氣操作室外側(cè)。經(jīng)分析，構(gòu)件重量在35噸左右，再計算吊車回轉(zhuǎn)半徑，電氣室寬20米，車身長8.2米，故回轉(zhuǎn)半徑至少為26米，150噸履帶吊在回轉(zhuǎn)半徑為2

5、6米時根本無法起吊35噸構(gòu)件。b、為了減小吊車回轉(zhuǎn)半徑，必須將電氣室基坑回填至自然地面，并鋪碎石加固，確保地面承載力為127.5kpa(13噸/米2)。1、施工前提：主構(gòu)件已全部制作完畢，能夠保證大機連續(xù)作業(yè)；2、吊裝前準備工作：按照施工組織設計要求，選用7150型150噸履帶吊進行結(jié)構(gòu)安裝，吊裝場地保證平整以有利于吊車行走及站位吊裝，在構(gòu)件適當位置安裝臨時爬梯、安全繩及操作平臺；3、試吊工作：首先，吊車空載試吊，觀察起吊高度是否滿足要求，是否有其他障礙物阻擋，最后利用鋼卷尺測量吊裝回轉(zhuǎn)半徑，并記錄數(shù)據(jù)，再者，吊車負載試吊，在開闊的場地上吊車將構(gòu)件吊起至剛剛離開地面為準，指揮吊車盡力趴桿（減小

6、起吊仰角）達到滿足吊裝條件的回轉(zhuǎn)半徑為止（一般實際操作時都要稍大于所要求的回轉(zhuǎn)半徑），確認沒有任何問題，然后開始提升構(gòu)件至安裝高度，此時已具備安裝條件了；4、正式安裝：指揮吊車緩慢回轉(zhuǎn)至安裝位置，必須時刻注意吊車履帶板的變化，若履帶板翹起說明吊車已達到極限狀態(tài)，這時非常危險，必須采取有效措施，防止意外事故的發(fā)生，當構(gòu)件安裝就位后，高難工作已完成，下步就是找正、連接了；5、最后，構(gòu)件安裝牢固后，派專人負責將吊裝鋼絲繩的卡扣摘掉，進行吊裝下一個構(gòu)件的準備工作。c、冷卻塔吊裝平面布置圖：第四節(jié)鋼柱重量32噸，該段鋼柱底面標高為46.00米，長度為14.2 米。查閱吊車性能表知，吊車主臂長度只有在70

7、米以下才能滿足要求，但吊車試吊時發(fā)現(xiàn)主臂與第三節(jié)鋼柱及42.00米標高處水平支撐相碰，無法達到吊裝要求的回轉(zhuǎn)半徑。如圖所示：分析250噸履帶吊進場時間對成本的影響解決問題的措施初步確定有以下幾種：l 提高地面標高；l 將第四節(jié)鋼柱分解成兩段，減輕重量，增加主臂長度；l 采用大噸位吊裝機械。經(jīng)分析，第一種方案：必須利用堆沙袋的辦法搭設平臺，考慮能夠滿足吊車高度及受力特點的要求，高度必須大于5米左右，長度大于25米，寬度大于20米，工程量十分浩大，需要花費大量的時間、人力、物力，不可行；第二種方案：第四節(jié)柱子重35噸左右，分兩段每段重18噸左右，利用150噸吊車選用24米回轉(zhuǎn)半徑，76.2米主臂，

8、額定起重量為19.6噸，能夠滿足吊裝要求。但業(yè)主不同意認為鋼柱分五段安裝容易變形，并且高空對接熔透焊接質(zhì)量無法保證，不能確保等強焊接，故排除；只有采用大噸位吊裝機械這一種方案了，但施工機械費用增加了，兩臺大機同時工作構(gòu)件制作不及時嚴重浪費。我施工單位綜合考慮各種因素，以服務業(yè)主為第一宗旨，及時租賃一臺CKE2500型250噸履帶吊，主臂選用76米，能夠完全滿足吊裝需要，保證了施工正常有序進行。 經(jīng)過上述分析，吊裝機械回轉(zhuǎn)半徑的選擇是吊裝的核心問題，因此，吊裝對回轉(zhuǎn)半徑要嚴格控制，起吊前要用鋼卷尺仔細測量，精確計算，選擇合理的吊車站位點。吊裝前對吊車的性能檢查也非常重要，是確保工程安全施工的重要

9、保證。二、吊裝索具選擇1、白棕繩選擇： 白棕繩是起吊輕型構(gòu)件和作為受力不大的纜風、溜繩等用的。白棕繩是由植物纖維搓成線，線繞成股，再股擰成繩。破斷拉力，是指在試驗中把繩索拉斷所需要的力。允許拉力，是指繩索在實際工作中允許承受的力，可用下列公式計算：允許拉力=破段拉力安全系數(shù)白棕繩的安全系數(shù)：當纜風用時采用6；作吊索用時不小于6；重要處采用10；舊繩子的允許拉力取新繩的4060%。2、鋼絲繩選擇： 1）鋼絲繩是吊裝中的主要繩索。具有強度高、韌性好、耐磨性好等優(yōu)點，并在磨損后外部產(chǎn)生許多毛刺，容易檢查，便于預防事故。 2）鋼絲繩分類：右交互捻、做交互捻、右同向捻、左同向捻。吊裝時一般采用交互捻鋼絲

10、繩，較更，強度較高，吊裝重物時不易扭結(jié)和旋轉(zhuǎn)。多層股（不旋轉(zhuǎn)）鋼絲繩主要用于各種起重機中。6股7絲、7股7絲、6股19絲、6股37絲和6股61絲等幾種。在吊裝中常用的有619+1，637+1和661+1（后面的1表示一根繩芯），在繩的直徑相同的情況下，619+1鋼絲繩的鋼絲較粗，比較耐磨，但較硬，不易彎曲，可作纜風和吊索；637+1鋼絲繩比較柔軟，常用來穿滑車組和作吊索用；6611鋼絲繩主要用于重型起重機械中。3)鋼絲繩的破斷拉力：鋼絲繩的破斷拉力與鋼絲繩的直徑、結(jié)構(gòu)（幾股幾絲）及鋼絲的強度有關(guān)，其數(shù)值按下式計算：鋼絲繩破斷拉力=換算系數(shù)鋼絲繩破斷拉力總和 式中換算系數(shù)619+1 鋼絲繩取0.

11、85，637+1鋼絲繩取0.82，661+1鋼絲繩取0.80。鋼絲的強度極限為155公斤/毫米2，鋼絲繩的破斷拉力，可近似取。破斷拉力50直徑直徑4）鋼絲繩的安全系數(shù)和允許拉力：用 途安全系數(shù)用 途安全系數(shù)作纜風3.5作吊索時彎曲67用于手動起重設備4.5作捆綁吊索810用于機動起重設備 56用于載人的升降機14允許拉力=破斷拉力/安全系數(shù)5）本工程吊裝繩索選擇：冷卻塔鋼柱其中最重一段為38噸，采用CKE2500型250噸履帶吊安裝時，確定鋼絲繩型號：采用新鋼絲繩，安全系數(shù)：取6 ；鋼絲繩直徑2=允許拉力安全系數(shù)/50 。構(gòu)件加繩索及其他輔助配件重量：約40噸，故允許拉力T=40噸。四股吊裝，

12、安全系數(shù)已經(jīng)考慮繩索角度對承載力的影響，由此簡化每根繩子承受允許拉力t=10噸，D=（100006/50）1/2=34.64mm考慮現(xiàn)場實際情況，我施工單位選擇鋼絲繩型號619+1，直徑36mm。鋼絲繩長度計算： L 鋼絲繩長度（m） S安全距離，一般取68米L=2/ctg 且 2tgS=8令=600時 ，L=2/cos600=4米 ，2tg600=3.5米S 故不可取當S=8 ,求解=760L=2/COS760=8.27米 ，鋼絲繩纏繞掛于吊車鉤頭所需長度0.5米，故最后鋼絲繩總長：（8.27+0.5）4=35.08米， 取L=35米綜上所述，冷卻塔柱子吊裝鋼絲繩：選用四股直徑 36mm，總長度 3