土木工程施工(上)-第8章結構安裝工程

1、第8章 結構安裝工程 結構安裝工程將結構設計成許多單獨的構件，分別在施工現(xiàn)場或工廠預制成型，然后在現(xiàn)場用起重機械將各種預制構件吊起并安裝到設計位置上去的全部施工過程。用這種施工方式完成的結構，叫做裝配式結構。 結構安裝工程的主要施工特點：預制構件類型多構件類型多，易影響構件平面布置和安裝效率。預制質量影響大構件制作外形尺寸的正確與否、混凝土強度能否達到設計要求，都將直接影響安裝的質量與進度。結構受力變化復雜構件施工階段的受力狀態(tài)與使用階段不同，如：構件在運輸和起吊時，因吊點和支承點與使用階段不同，可能使結構構件內力的大小、性質有所改變。因此，必要時應對構件進行施工階段的承載力和穩(wěn)定性驗算，并采

2、取相應的措施。高空作業(yè)多預制構件量多、體大，工作面窄，高空作業(yè)多，施工時易發(fā)生工傷事故，因此必須加強安全技術措施。8.1 起重機械桅桿起重機獨腳桅桿、懸臂桅桿、人字桅桿和牽纜式自行桿式起重機履帶式、輪胎式和汽車式 回轉機構安裝位置上回轉式（塔頂回轉）和下回 轉式（塔身回轉） 變幅方式傾斜臂架式（改變起重機的俯仰角度） 和運行小車式塔 式 能否移動固定式和行走式（軌道式、輪胎式、汽起重機 車式和履帶式） 自升塔爬升部位內爬式（安裝在建筑物內部電梯 間的框筒上）和附著式（安裝在建筑物外側，塔身 通過連桿錨固在建筑物上）浮吊起重臂能否回轉固定式、半回轉式及全回轉式起重臂結構形式直臂架式與組合臂架式自

3、航能力自航式和非自航式起重機械起重設備索具 鋼絲繩、吊具（卡環(huán)、橫吊梁）、滑輪組、卷揚機及錨碇等設備千斤頂、提升機等。8.1.1 桅桿起重機用桅桿起重機起吊鋼構件桅桿起重機的特點：制作簡單，裝拆方便，能在比較狹窄的工地使用；起重能力較大（可達100T以上）； 能解決缺少其他大型起重機械或不能安裝其他起重機械的特殊工程和重大結構的困難；當無電源時可用人工絞磨起吊。缺點：服務半徑小，移動困難；需要設置較多的纜風繩；施工速度較慢。只適用于安裝工程量比較集中，工期較富裕的工程。8.1.2 自行桿式起重機履帶式起重機、輪胎式起重機和汽車式起重機（1）履帶式起重機W1-50履帶式起重機Max:1800t

4、1）特點機動靈活，穩(wěn)定性好，可負載行走，接地面積大，對地面的要求不高，可在現(xiàn)場簡易道路上行走； 履帶式起重機圖 1-底盤；2-機棚；3-起重臂；4-起重滑輪組；5-變幅滑輪組；6-履帶；L-起重臂長度；H-起升 高度；R-工作幅度 2）起重機性能曲線保證起重機的穩(wěn)定性問：當W1100型起重機起重臂長L=23m，起重量Q=56kN，起重高度H=13.3m時，最大工作幅度R？答：1、從右圖中先查左邊的縱坐標得： Q56kN；2、向右水平查到與“2”號曲線的交點，垂直向下查到橫坐標得： R10m；3、然后垂直向上查到與最上面的“1”號曲線的交點，再水平向右查到與右縱坐標（H）的交點得起重高度： H=

5、19m13.5m。H=80m,R=130m,Q=1250tDEMAG CC8800 1250t履帶吊3）履帶式起重機的穩(wěn)定性驗算起重機穩(wěn)定性指起重機在自重和外荷載作用下抵抗傾覆的能力。起重機的穩(wěn)定性指標穩(wěn)定性安全系數(shù)，即相對于傾覆中心的穩(wěn)定力矩與傾覆力矩之比值。穩(wěn)定性驗算的最不利工況車身與行駛方向垂直的位置，靠負重側履帶中點A為傾覆中心。起重機穩(wěn)定的原則必須使穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩。當考慮吊裝荷載以及所有附加荷載時，穩(wěn)定性安全系數(shù)： 穩(wěn)定力矩K1 = 傾覆力矩 G0 l 0 + G1l1 + G2 l 2 (G0 h0 + G1 h1 + G2 h2 + G3 h3 ) sin G3 l3 M

6、F M G M L= (Q + q )( R l 2 ) 1.15當只考慮吊裝荷載，不考慮附加荷載時，穩(wěn)定性安全系數(shù)： 穩(wěn)定力矩 G0 l 0 + G1l1 + G 2 l 2 G3 l3 = 1.4K2 = (Q + q )( R l 2 ) 傾覆力矩注：上兩式中“傾覆力矩”系指僅由吊重一項所產(chǎn)生的傾覆力矩；“穩(wěn)定力矩”則指全部穩(wěn)定力矩與其他傾覆力矩之差。4）履帶式起重機的起重臂接長計算當要求的起升高度或工作幅度，大于起重機允許的起升當要求的起升高度或工作幅度，大于起重機允許的起升高度或工作幅度時，在起重臂的承載力和穩(wěn)定性得到保證的前提下，可根據(jù)力矩相等的原則，計算起重臂接長后的最大起升載荷

7、Q。由MA=0，可得： M N M N R + R M N Q R Q R + G 2 2 2 2即： 1Q(2 R M + N ) G (R+ R M + N )Q 2 R M + N接長起重臂受力圖（2）汽車式起重機汽車式起重機最大優(yōu)點是轉移迅速，對路面破壞性小。但它起吊時，必須將支腿落地，不能負載行走。自重較大，對工作場地要求較高，起吊前必須將場地平整、壓實，以保證操作平穩(wěn)，安全。起重機工作時的穩(wěn)定性主要依靠支腿，故支腿落地必須嚴格按操作規(guī)程進行。（3）輪胎式起重機介于兩者之間，僅能在工地上移動。18t汽車式起重機8.1.3 塔式起重機 附著式塔式起重機 1-撐桿；2-建筑物；3-標準節(jié)

8、；4-操縱室；5-起重小車；6-頂升套架 附著式自升塔式起重機的頂升過程 (a)準備狀態(tài)；(b)頂升塔頂；(c)推入塔身標準節(jié)； (d)安裝塔身標準節(jié)；(e)塔頂與塔身聯(lián)成整體1-項升套架；2-液壓千斤頂；3-支承座；4-頂升橫梁； 5-定位銷；6-過渡節(jié)；7-標準節(jié)；8-擺渡小車傾斜臂架式塔式起重機 內爬塔式起重機的爬升過程(a)準備狀態(tài)；(b)提升套架；(c)提升起重機塔式起重機的特點：（1）塔式起重機的行走機構多為軌道式，安裝在標準的鐵路軌道上。但也有輪胎式或履帶式起重機。任何塔式起重機均由塔身、行走機構、回轉機構、帶起重裝置的懸臂架等構成。一般都采用多電機驅動，行走速度可調、能轉彎，吊

9、裝作業(yè)范圍大。（2）自身平衡穩(wěn)定性，不需牽纜，占有場地也不大。（3）起重塔身高，起重臂安裝高度高，有效作業(yè)空間大，可將重物吊到有效空間的任何位置上，而自升式塔吊的塔身還可隨時加高，所以起升高度也比其他起重機械都大。（4）軌道式塔式起重機需預先鋪設路基和軌道，安裝和拆卸都較為復雜，工地轉移和調動也不靈活。8.2 混凝土結構安裝8.2.1 結構安裝前的準備工作結構吊裝準備工作包括兩大內容：室內技術準備工作：如熟悉圖紙、圖紙會審、計算工程量、編制施工組織設計、繪制工序圖表等；室外現(xiàn)場準備工作：包括清理場地和修筑吊機行走道路，對被吊構件進行必要的檢查，對構件安裝位置進行必要的彈線、編號，對吊點、吊具與

10、索具進行承載力復核和安全性檢查。8.2.2 構件安裝工藝預制構件吊裝過程，一般包括：綁扎、吊升、對位、臨時固定、校正、最后固定等工序。8.2.2.1 柱的吊裝（1）綁扎斜吊綁扎法條件大面抗彎強度足夠時采用；特點起重量和起重高度較大， 柱呈斜狀，安裝就位時稍有困難。 柱的斜吊綁扎法1吊索；2活絡卡環(huán)； 3活絡卡環(huán)插銷拉繩直吊綁扎法條件大面抗彎強度不夠時，采用“翻身”方法特點起重量和起重高相對要小些柱呈直狀，安裝就位 較方便。 直吊綁扎法(a)柱的直吊綁扎法；(b)柱的翻身綁扎法兩點綁扎法條件當柱較長，一點綁扎受彎承載力不足時，可用兩點綁扎起吊；特點綁扎點位置，應使下綁扎點距柱重心距離小于上綁扎點

11、至柱重心距離，柱吊起后即可自行回轉為直立狀態(tài)。柱的兩點綁扎法（2）吊升旋轉法和滑行法 1）旋轉法柱腳宜靠近基礎；三點共弧：柱的綁扎點、柱腳與柱基中心。起吊時，起重機的起重臂邊升鉤、邊回轉，柱頂隨起重機的運動邊升起、邊回轉，而柱腳的位置在柱的旋轉過程中是不移動的。當柱由水平轉為直立后，起重機將柱吊離地面，旋轉至基礎上方，將柱插入杯口。柱在吊裝過程中所受震動較小，生產(chǎn)率高，但對起重機的機動性要求較高。采用自行桿式起重機吊裝時，宜采用此法。 旋轉法吊裝柱(a)旋轉過程；(b)平面布置2）滑行法柱的綁扎點宜靠近基礎；兩點共?。褐慕壴c與柱基中心。起吊時，起重臂不動，僅起重鉤上升，柱頂也隨之上升，而柱

12、腳則沿地面滑向基礎，直至柱身轉為直立狀態(tài)。起重鉤將柱提離地面，對準基礎杯口中心，將柱腳插入杯口。柱在滑行過程中受到震動，對構件不利，因此宜在柱腳處采取加滑撬（托木）等措施，以減少柱腳與地面的磨擦。但滑行法對起重機械的機動性要求較低，只需要起重鉤上升一個動作。當采用獨腳桅桿、人字桅桿吊裝時，常采用此法。此外，對一些長而重的柱，為便于構件布置及吊升，也常采用此法。 滑行法吊裝柱(a)滑行過程；(b)平面布置 （3）對位和臨時固定 對位柱和基礎兩者的吊裝準線應基本對準； 臨時固定用八只鋼楔塊敲緊即可。 （4）校準 儀器經(jīng)緯儀或線錘，常用經(jīng)緯儀；并采用千斤頂或撐桿糾偏 （5）最后固定 方法在柱腳與杯口

13、的空隙中澆筑細石混凝土，分兩次進行：第一次澆筑至楔塊下端；當已澆筑的混凝土達到設計強度25%時，拔去楔塊，將杯口灌滿。 材料比原構件混凝 土強度等級要提高一級。柱的對位與臨時固定柱的對位與臨時固定 柱的最后固定(a)第一次澆筑混凝土(b)第二次澆筑混凝土柱子對位安裝基準線臨時固定和校準最后固定8.2.2.2 吊車梁的吊裝 待柱子與杯口第二次澆筑的混凝土強度達到75%設計強度等 級之后，吊裝吊車梁。 1）綁扎、吊升、對位與臨時固定采用兩點綁扎，綁扎點應對稱設在梁兩端，吊鉤應對準梁的重心 。吊車梁對位時應緩慢降鉤，使吊車梁端與柱牛腿面的橫軸線對準。在吊車梁安裝過程中，應用經(jīng)緯儀或線錘校正柱子的垂直

14、度。 2）校正與最后固定校正標高、平面位置和垂直度標高在杯形基礎杯底抄平時對牛腿面標高作測量和調整，并可在吊車梁面上抹一層砂漿找平層加以調整。平面位置檢查吊車梁縱軸線以及兩列吊車梁之間跨距，偏差不得大于5mm。垂直度可用靠尺、線垂球檢查，加斜墊鐵糾正。最后固定電焊，并澆筑細石混凝土。吊車梁的吊裝8.2.2.3 屋架吊裝包括：扶直、排放 、吊升、對位、臨時固定 、校正與最后固定。 1）扶直起重機吊鉤應對準屋架中心，吊索應左右對稱，吊索與水平面夾角不小于45o。為使各吊索受力均勻，吊索可用滑輪串通。在屋架接近扶直時，吊鉤應對準下弦中點，防止屋架擺動。當屋架數(shù)榀在一起疊澆時，應在屋架兩端搭設枕木垛，

15、其高度與被扶直屋架的底面齊平。疊澆的屋架之間若粘結嚴重時，應采用鑿、撬棒、倒鏈等工具，進行消除粘結后再行扶直。如扶直屋架時采用的綁扎點或綁扎方法與設計規(guī)定不同，應按實際采用的綁扎方法驗算屋架扶直應力。若承載力不足，在澆筑屋架時應補加鋼筋或采取其他加強措施。（注：扶直時屋架受力狀態(tài)與使用階段不同。）屋梁的扶直(a)正向扶直(b)反向扶直（虛線表示屋架就位的 位置）2）綁扎綁扎點應選在上弦節(jié)點處或附近500mm區(qū)域內，左右對稱，高于屋架重心。吊索與水平線的夾角不宜小于 o，以免屋架承受過大的橫向45壓力。屋架跨度小于或等于18m時綁扎兩點；當跨度大于18m時需綁扎4點；當跨度大于30m時，應考慮采

16、用橫吊梁，以減小綁扎高度。對三角組合屋架等剛性較差屋架，下弦不能承受壓力，故綁扎時也應采用橫吊梁。 屋架的綁扎(a)屋架小于或等于18m時；(b)屋架跨度18m時；(c)屋架跨度大于30m時；(d)三角形組織屋架 3）吊升、對位和臨時固定對位應以建筑物的定位軸線為準。在屋架吊裝前，應當用經(jīng)緯儀或其他工具，在柱頂放出建筑物的定位軸線。第一榀屋架臨時固定通常是用4根纜風繩，從兩邊將屋架拉牢，也可將屋架與抗風柱連接作為臨時固定。第二榀屋架臨時固定用工具式支撐撐牢在第一榀屋架上。以后各榀屋架的臨時固定，也都是用工具式支撐撐牢在前一榀屋架上。 工具式的支撐的構造1鋼管；2撐腳；3屋架上弦4）校正與最后固

17、定校正屋架豎向偏差可用垂球、經(jīng)緯儀或全站儀檢查。最后固定屋架校至垂直后，立即用電焊固定。焊接時，先焊接屋架兩端成對角線的兩側邊，再焊另外兩邊，避免兩端同側施焊而影響屋架的垂直度。 屋架的臨時固定與校正1工具式支援；2卡尺； 3經(jīng)緯儀8.2.2.4 天窗架與屋面板的吊裝 天窗架可在地面組裝后，吊裝就位；或分件吊裝，高空組裝。屋面板重量小，安裝高度大，為加快安裝速度，一般可一次吊裝多塊。8.2.3 結構安裝方案8.2.3.1 單層工業(yè)廠房結構安裝方案結構吊裝方案應著重解決起重機的選擇、結構吊裝方法、起重機開行路線與構件平面布置等問題。（1）起重機的選擇1）起重機類型的選擇一般高度較低的建筑物，如單

18、層中小型廠房結構，選用自行桿式起重機吊裝是比較合理的。當廠房結構的高度和長度較大時，可選用塔式起重機吊裝屋蓋結構。在缺乏自行桿式起重機的地方，可采用獨腳桅桿、人字桅桿、懸臂桅桿、井架起重機等吊裝。大跨度的重型工業(yè)廠房，可以選用大型自行桿式起重機、牽纜桅桿式起重機、重型塔式起重機和塔桅起重機吊裝，也可以用雙機抬吊等辦法來解決重型構件的吊裝問題。 2）起重機型號及起重臂長度的選擇 確定工作參數(shù)：起升載荷、起升高度、工作幅度和最小起 重桿長度。A、起升載荷起重機的起升載荷+構件的重量B、起升高度：Hh1+h2+h3+h4C、工作幅度和最小起重臂長 hf +g +L l1 + l2 = sin cos

19、 （h30.30m ） = arctg 3R=F+Lcos hf +gD、查起重機技術性能曲線，確定工作幅度R和起重臂長L，復核起升載荷Q及起升高度H。（2）結構吊裝方法分件吊裝法和綜合吊裝法 1）分件吊裝法指起重機在廠房內每開行一次僅吊裝一種或兩種構件。吊裝順序第一次開行 吊裝全部柱子（可以留一端抗風柱，待最后同屋蓋結構一起吊完），并對柱子進行校正和最后固定。第二次開行 吊裝吊車梁、連系梁及柱間支撐等。第三次開行 分節(jié)間吊裝屋架、天窗架、屋面板及屋面支撐等。此外，在屋架吊裝之前還要進行屋架的扶直就位、屋面板的運輸堆放，以及起重臂接長等工作。 2）綜合吊裝法指起重機在廠房內的一次開行中，分節(jié)間吊裝完所有各種類型的構件。吊裝順序起重機在每一停機位置，吊裝盡可能多的構件 先開始吊裝4根6根柱子，立即加以校正和灌漿固定； 然后吊裝吊車梁、連系梁、屋架、屋面板等構件。綜合吊裝法起重機的開行路線較短，停機位置較少，能為后續(xù)工序及早提供作業(yè)面。但綜合吊裝法要同時吊裝各種類型的構件，影響起重機生產(chǎn)率的提高，不能充分發(fā)揮起重機的工作能力，且使構件的供應、平面布置復雜化，構件的校正也較困難。在某種結構（如門架式結構）必須采用綜合吊裝法時，或當采用移動比較困難的起重機（如牽纜桅桿式）來吊裝一