资源描述
铆焊车间结构吊装施工方案
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编制:
二0一二年十二月
×××项目部
单层工业厂房吊装方案设计
单层工业厂房结构特点是:平面尺寸大、承重结构跨度和柱距大、构件类型少及重量大、厂房内还有设备基础等。装配式单层钢筋混凝土结构厂房关键由柱、吊车梁、联络梁、屋架、天窗架和屋面板等关键构件组成,而柱和屋架则组成一个承重骨架。这些构件就是结构吊装关键对象。
吊装方案是吊装施工指导性文件,依据建筑物结构形式、跨度、安装高度、吊装工程质量、构件重量、工期长短、现有起重设备、施工现场环境、土建工程施工方法等原因来编制,并应符合下述标准:
工期短,能按期或提前完成计划
能确保工程质量
能确保生产安全
机械化程度高,操作简便,劳动强度低
工程成本低
主动推广新技术、新工艺
使用现有起重运输机械和设备
有利于土建工程、设备安装等其它工序施工
吊装方案内容包含:吊装方法、起重机选择和开型、构件平面部署、吊装前准备工作、构件吊装工艺和吊装安全技术等等。
(一)工程概况
铆焊车间为两跨单层厂房,高低跨跨度均为18米,厂房长84米,柱距6米,共有14个车间单层厂房。
铆焊车间关键预制构件一览表
轴线
构件名称及型号
数量
构件重量(吨)
构件长度(米)
安装标高(米)
(A)①(15)(G)
基础梁YJL
40
1.4
5.97
(D)(G)
连系梁YLL
28
0.8
5.97
+8.20
(A)
(D)(G)
(B)(C)
(E)(F)
柱Z1
柱Z2
柱Z3
柱Z4
15
30
4
4
5.1
6.4
4.6
5.8
10.1
13.1
12.6
15.6
低跨屋架YGJ-18
高跨屋架YGJ-18
15
15
4.46
4.46
17.70
17.70
+8.70
+11.34
吊车梁DCL1
吊车梁DCL2
28
28
3.6
5.02
5.97
5.97
+5.60
+7.80
屋面板YWB
336
1.35
5.97
+14.34
单层厂房常见结构型式有排架结构和刚架结构。现在大多数单层厂房采取钢筋混凝土排架结构。这种结构刚度较大,耐久性和防火性很好,施工也较方便。依据厂房生产和建筑要求不一样,钢筋混凝土排架结构又可分为单跨、两跨或多跨等高和两跨或多跨不等高形式。按主体承重结构方向分,有横向承重结构和纵向承重结构。
单层厂房钢筋混凝土排架结构大多采取装配式,它空间高度大、跨度大;由屋架吊车梁、柱、基础等构件组成,除基础为现浇钢筋混凝土杯基础外(当中、重型单层工业厂房建于土质较差地域时,通常需采取桩基础),其它构件均需预制和吊装,外墙仅起围护作用。
单跨单层工业厂房,其跨度在24m以内,起重高度在18m以下,通常采取一台自行臂式起重机进行单机吊装;跨度在30-36m钢筋混凝土结构,在缺乏大型起重机械情况下,常采取双机台吊;跨度在60m以上大跨度,柱子常见自行臂式起重机或土拔杆吊装,屋盖常采取钢带提升设备等专用设备整体吊装;在起重机缺乏情况下,可采取拔杆吊装。
(二)结构吊装方法
单层工业厂房结构吊装方法,有分件吊装法、综合吊装法和混合吊装法三种:
(1)分件吊装法:指起重机在车间内每开行一次仅吊装一个或两种构件。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,并对柱子进行校正和最终固定;
第二次开行——吊装吊车梁、联络梁和柱间支撑等;
第三次开行——分节间吊装屋架、天窗架、屋面板、屋面支撑及抗风柱等。
在第一次开行(柱子吊装以后),起重机即进行屋架扶直排放和吊车梁、联络梁、屋面板摆放部署。
优点:因为每次基础安装同类构件,索具不需常常更换。操作程序基础相同,所以安装速度快。构件校正、接头焊接、灌缝、混凝土养护时间充足。构件供给、现场平面部署比较简单。
缺点:不能为后续工程及早提供工作面,起重机开行路线长,同时,也有柱子固定工作跟不上吊装速度问题。通常单层厂房多采取分件吊装法。
(2)综合吊装法:起重机在车间内一次开行中,分节间安装完多种类型构件,即先吊装4-6根柱,并立即加以校正和最终固定,接着吊装联络梁、吊车梁、屋架、天窗架、屋面板等构件。起重机在每一个停机点上,要求安装尽可能多构件。
优点:停机点少,开行路线短;每一节间安装完成后,即可为后续工作开辟工作面,使各工种能进行交叉平行流水作业,有利于加紧施工速度。而且能确保质量,吊装误差能立即发觉和纠正,同时吊完一个节间,全部构件已经校正和固定,这一节间已成为一个稳定整体,由利于确保工程质量。
缺点:因为要同时安装多种不一样类型构件,影响安装效率提升;使构件供给和平面部署复杂;构件校正和最终固定时间紧迫;构件校正工作较为复杂,混凝土柱和杯形基础接头混凝土结硬需要有一定时间,柱子固定跟不上吊装速度。
(3)混合吊装法:即分件吊装和综合吊装相结合方法。因为分件安装法和综合安装法各有优缺点,所以,现在有不少工地采取分件吊装法吊装柱,而用综合吊装法来吊装吊车梁、联络梁、屋架、屋面板等多种构件。
第一次开行将全部(或一个区段)柱子吊装完成并校正固定,杯口二次灌浆混凝土强度达成设计70%后,第二次开行吊装柱间支撑,吊车梁、联络梁,第三次开行分节间吊装屋架、天窗架、屋面板等其它全部构件。
(三)起重机具及其选择
起重机含有索具设备和起重机械。索具设备关键应用于吊装工程中构件绑扎、吊运。包含钢丝绳、吊索、卡环、横吊梁、卷扬机、铆碇等。
结构吊装工程中常见起重机械有自行杆式起重机、桅杆式起重机和塔式起重机等。前两种是单层厂房吊装中用得比较多。其中自行杆式起重机又包含履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机。
1.索具设备
(1)钢丝绳
钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物物件。它是由很多根直径为0.4~2mm、抗拉强度为1200~2200MPa钢丝按一定规则捻制成。根据捻制方法不一样,分为单绕、双绕和三绕,建筑施工中常见是双绕钢丝绳,它是由钢丝捻成股,再由多股围绕绳芯绕成绳。双绕钢丝绳根据捻制方向分为同向绕、交叉绕和混和绕三种,图所表示。
同向绕是钢丝绳捻成股方向和股捻成绳方向相同,这种绳挠性好、表面光滑磨损小,但易松散和扭转,不宜用来悬吊重物。交叉绕是指钢丝捻成股方向和股捻成绳方向相反,这种绳不易松散和扭转,宜作起吊绳,但挠性差。混合绕指相邻两股钢丝绕向相反,性能介于二者之间,制造复杂,用得较少。
钢丝绳表示方法如6x19+1指共有6股,每股由19根细钢丝拧成,另加一根油麻芯。每股内钢丝绳数量越多,每根钢丝直径就约细,钢丝绳越柔软。6x19+1钢丝绳,钢丝较粗,硬而耐磨,不易弯曲,宜用于拉索。6x37+1钢丝绳,比较柔软,易弯曲,通常见于滑车组,6x61+1钢丝绳更柔软,更易弯曲,用作起重机械吊索。
(2)吊索
吊索是一个用钢丝绳(6x37或6x61等)制成吊装索具。吊索关键用于绑扎构件方便起吊。
吊索关键有两种类型:环状吊索(万能吊索/闭式吊索)和轻便吊索(8股头吊索/开式吊索)。两种吊索图所表示。
吊索是用钢丝绳制作而成,钢丝绳吊索接头方法包含编接和卡接两种。吊索接头方法最好采取编接,立即钢丝绳分股拆股,并按一定方法编插在钢丝绳股内形成一个牢靠接头。当吊索采取钢丝绳夹头(钢丝绳卡)制作时长采取钢丝绳夹头来固定钢丝绳端,钢丝绳夹头关键有骑马式夹头、压板式夹头和拳握式夹头三种,其中,骑马式是最常采取。
(3)卡环
卡环(卸甲)用于吊索之间或吊索构件之间连接,固定和扣紧吊索。卡环由弯环和销子两部分组成。卡环能够分为直形卡环(螺栓式和活络式)两种类型,图所表示。
(4)横吊梁
横吊梁又称铁扁担,关键用于柱和屋架等吊装。常见横吊梁包含以下多个:
①滑轮横吊梁
用于8t以下柱子吊装,能够确保在起吊和直立柱子时,使吊索受力均匀,柱子易于垂直,便于就位。
②钢板横吊梁
用于10t以下柱子吊装。
③桁架横吊梁
用于双机台吊安装柱子,能够使吊索受力均匀,柱子吊直后能够绕转轴旋转,便于就位。
④钢管横吊梁
用于屋架吊装,能够降低起吊高度,减小吊索水平分力对屋架压力。
全部横吊梁全部应进行验算后方能使用。
(5)卷扬机
卷扬机又称绞车。按驱动方法可分为手动卷扬机和电动卷扬机。卷扬机在结构吊装中是最常见工具。
用于结构吊装卷扬机多为电动卷扬机。电动卷扬机关键由调动机、卷筒、电磁制动器和减速机构等组成。卷扬机分快速和慢速两种。快速电动卷扬机关键用于垂直运输和打桩等作业;慢速电动卷扬机关键用于结构吊装、钢筋冷拉、预应力筋张拉等作业。
选择卷扬机关键技术参数是卷筒牵引力、钢丝绳速度和卷筒容绳量。
使用卷扬机应该主意:
①为使钢丝绳能自动在卷筒上往复缠绕,卷扬机安装位置应使距第一个导向滑轮距离l为卷筒长度a15倍,即当钢丝绳在卷筒边时,和卷筒中垂线夹角小于2℃,图所表示。
②钢丝绳引入卷筒时应靠近水平,并应从卷筒下面引入,以降低卷扬机倾覆力矩;
③卷扬机在使用时必需作可靠固定,如做基础固定、压重物固定、设锚碇固定或利用树木、构筑物等作固定。
(6)锚碇
锚碇又叫地锚,是用来固定缆风绳和卷扬机,它是确保把杆稳定关键组成部分,通常有桩式锚碇和水平锚碇两种。
桩式锚碇系用木桩或型钢打入土中而成。
水平锚碇可承受较大荷载,分无板栅水平锚碇和有板栅水平锚碇两种,见下图。
水平锚碇计算内容:在垂直分力作用下锚碇稳定性;在水平分力作用下侧向土壤强度;锚碇横梁计算。
① 锚碇稳定性计算
锚碇稳定性,按下列公式计算:
式中 K——安全系数,通常取2;
N——锚碇所受荷载垂直分力:
N=Ssin
其中 S——锚碇荷重;
G——土壤重量:
其中 l——横梁长度;
——土壤容重;
——有效压力区宽度,和土壤内摩擦角相关,即
b——横梁宽度;
其中 ——土壤内摩擦角,松土取15°~30°,坚硬土取30°~40°;
H——锚碇埋置深度;
T——摩擦力:T=fP;
其中 f——摩擦系数,对无板栅锚碇取0.5,对有板栅锚碇取0.4;
P——S水平分力:P=Scos 。
②侧向土壤强度
对于无板栅锚碇
对有板栅锚碇
式中 [ ]——深度H处土壤许可压应力;
n ——降低系数,可取0.5~0.7。
③锚碇横梁计算
A.使用一根吊索横梁计算
横梁为圆形截面时,按单向弯曲构件计算:
横梁为矩形截面时,按双向弯曲构件计算:
式中 Mx,My——对构件截面x,y轴弯矩;
Wnx,Wny——对x,y轴净截面抵御矩;
fm——木材抗弯设计强度。
B.使用两根吊索横梁按偏心双向受压构件计算
式中 N0——横梁轴向力;
A——横梁截面积。
2.起重机分类
自行杆式起重机时间长安装工程中用最多、最广泛起重机。它含有以下特点:
含有高度灵活性,不仅能有效地服务于架设安装多种工程对象,且可服务于整个工地现场。
起重高度大,起重臂长度从数十米乃至200m以上,所以可从一个停放点服务于很大工作区域。
工作快速,能将重物在空间内向任何一个方向,以很快速度自行移动。
起重机通常整机出厂,不需要在工地装拆,使用很方便。
起重机自重大,对道路和设定点要求较高。
起重机结构较复杂,维修不方便。
起重机成本高,使用费比较贵。
(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。采取链式履带行走装置,对地面压力大为降低,装在底盘上回转机构使机身可回转360°。机身内部有动力装置、卷扬机及操作系统。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厂房结构吊装中得到广泛使用。其缺点是稳定性较差,未经验算不宜超负荷吊装。
建筑工程中常见履带式起重机关键有W1-100型、W1-200型、W4型、QU25型等。
履带式起重机关键参数有三个:起重量Q、起重高度H和起重半径R。下图为W1-100型起重机工作性能曲线,可见起重量、起重高度和回转半径大小取决于起重臂长度和倾角。当起重臂长度一定时,伴随仰角增大,起重量和起重高度增加,而回转半径减小;当起重臂长度增加时,起重半径和起重高度增加而起重量减小。
履带式起重机在进行超负荷调子或接长吊杆时,需进行稳定性验算,以确保起重机在吊装中不会发生倾覆事故。
履带式起重机在车身和行驶方向垂直时稳定性最差,此时履带轨链中心为倾覆中心,故需按对应公式进行验算稳定性。
履带式起重机,含有越野性能好、爬坡能力大、牵引力大、可吊重行驶、可变换工作装置多个作业、对工作地面要求不高、对捣乱破坏大、不便长距离移运等特点。
履带式起重机稳定性验算:
履带式起重机在进行超负荷吊装或接长吊杆时,需进行稳定性验算,以确保起重机在吊装中不发生倾覆事故。
履带式起重机在如右图所表示情况下(即车身和行驶方向垂直)时稳定性最差,此时,履带轨链中心A为倾覆中心,起重机安全条件以下:
当考虑吊装荷载及附加荷载时:
稳定性安全系数
当仅考虑吊装荷载时:
稳定性安全系数
即
按K1验算十分复杂,现场施工中常见K2验算。
式中 G0——平衡重;
G1——起重机机身可转动部分重量;
G2——起重机机身不转动部分重量;
G3——吊杆重量;
Q——吊装荷载(包含构件和索具重量);
l1——G1重心至A点距离;
l2——G2重心至A点距离;
d——G3重心至A点距离;
l0——G0重心至A点距离;
h‘1——G1重心至地面距离;
h‘2——G2重心至地面距离;
h2——G3重心至地面距离;
h0——G0重心至地面距离;
——地面倾斜角度,应限制在3°以内;
R——起重机最小回转半径;
MF——风载引发倾覆力矩:
MF=W1h1+W2h2+W3h3
其中 W1——作用在起重机机身上风载;
W2——作用在吊件上风载,按荷载规范计算;
W3——作用在所吊构件上风载,按构件实际受风面积计算
H1——机棚后面中心至地面距离;
h3——吊杆顶端至地面距离;
MG——重物下降时忽然刹车惯性力所引发倾覆力矩:
其中 v——吊钩下降速度(m/s),取为吊钩速度1.5倍;
g——重力加速度(9.8m/s2);
t——从吊钩下降速度v变到0所需制动时间,取1s;
ML——起重机回转时离心力所引发倾覆力矩:
其中 n——起重机回转速度,取1r/min;
h——所吊构件于最低位置时,其重心至吊杆顶距离;
h3——同前。
(2)汽车式起重机
汽车式起重机是一个将起重作业部分安装在汽车通用或专用底盘上、含有载重汽车行驶性能轮式起重机。依据吊臂结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种,前两种多采取桁架结构臂,后一个采取箱形结构臂。依据动力传动方法,可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。因其机动灵活性好,能够快速移场地,广泛用于土木工程。
现在一般使用汽车起重机多为液压伸缩臂汽车起重机,液压伸缩臂通常有2-4节,最下(最外)一节为基础臂,吊臂内装有液压伸缩机构控其伸缩。
汽车起重机作业时,必需先打开支腿,以增大机械支撑面积,确保必需稳定性。所以,汽车起重机不能负荷行驶。
汽车起重机关键技术性能有最大起重量、整机质量、吊臂拳伸长度、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。
汽车式起重机含有机动性能好、便于长距离移运、越野性能差、对工作地面要求高等特点。
(3)轮胎式起重机
轮胎式起重机不采取汽车底盘,而另行设计轴距较小专门底盘。其结构和履带式起重基础相同,只是底盘上装有可伸缩支腿,起重时可使用支腿以增加机身稳定性,并保护轮胎。
轮胎起重机优点是行驶速度较高,越野性能好,能快速地转移工作地点或工地,对路面破坏小,而且可吊重行驶。但这种起重机不适合在松软或泥泞地面上工作。
国产轮胎起重机分为机械传动和液压传动两种。轮胎起重机关键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
塔式起重机含有高塔身,起重臂安装在塔身顶部,并有较高有效高度和较大工作半径。起重臂能够回转360°,所以,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。
塔式起重机类型,可按有没有行走机构、变幅方法、回转部位和爬升方法等划分。现在塔式起重机多为多功效,她经过改装能够成为另一个类型。下面分别介绍常见多个类型:
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一个起重机,它可带重行走,作业范围大,非生产时间少,生效效率高。
常见轨道式塔式起重机有QT1-2型、QT1-6型、QT-60/80型、QT1-15型、QT-25型等多个。轨道式塔式起重机关键性能有:吊臂长度、起重幅度、起重量、起升速度及行走速度等。
②爬升塔式起重机
爬升塔式起重机又称爬式塔式起重机,通常安装在建筑物电梯井或特设开间内,也可安装在筒形结构内,依靠爬升机构伴随结构升高而升高,通常每建造3-8m,起重机就爬升一次,塔身本身高度只有20m左右,起重高度随施工高度而定。
爬升式起重机优点是: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,通常需设辅助起重机拆卸。
③附着式起重机
附着式起重机又称自升式塔式起重机,直接固定在建筑物或构筑物近旁混凝土基础上,伴随结构升高,不停自行接高塔身,使起重高度不停增大。为了塔身稳定,塔身每隔20m高度左右用系杆和结构锚固。
附着式塔式起重机多为小车变幅,因起重机械在结构近旁,司机能看到吊装全过程,本身安装和拆卸不妨碍施工过程。
(5)桅杆式起重机
桅杆式起重机含有制作简单、装拆方便、起重量大(可达1000KN以上)、受地形限制小等特点。但它灵活性较差,工作半径小,移动较困难,并需要拉设较多缆风绳,故通常只适适用于安装工程量比较集中工程。
桅杆式起重机可分为:独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式桅杆起重机。
①独脚把杆
独脚把杆由把杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。使用时,把杆应保持小于10°倾角,方便吊装构件时不致撞击把杆。把杆底部要设置拖子方便移动。把杆稳定关键依靠缆风绳,绳一端固定在桅杆顶端,另一端固定在锚碇上,缆风绳通常设4-8根。依据制作材料不一样,把杆类型有:
木独脚把杆,常见独根圆木做成,圆木梢径20-32cm,起重高度通常为8-15m,其重量为30-100KN。
钢管独脚把杆,常见钢管直径200-400mm,壁厚8-12mm,起重高度可达30m,其重量可达450KN。
金属格构式独脚把杆,起重高度可达75m,起重量可达1000KN以上。格构式独脚把杆通常见四个角钢作主肢,并由横向和斜向缀条联络而成,截面多呈正方形,常见截面为450mm×450mm~1200mm×1200mm不等,整个把杆由多段拼成。
②人字把杆
人字把杆是由两根圆木或两根钢管以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成。两杆在顶部相交成20°-30°角,底部设有拉杆或拉绳,以平衡把杆本身水平推力。其中一根把杆地步装有一导向滑轮组,起重索经过它连到卷扬机,另用一钢丝绳连接到锚碇,以确保在起重时底部稳固。人字把杆是前倾,但倾斜度不宜超出1/10,并在前、后各用两根缆风绳拉结。
人字把杆优点是侧向稳定性好,缆风绳较少;缺点是起吊构件活动范围小,故通常仅用于安装重型柱或其它重型构件。
③悬臂把杆
在独脚把杆中部或2/3高度处装上一根起重臂,即成悬臂把杆。起重杆能够回转和起伏变幅。
悬臂把杆特点是能够取得较大起重高度,起重杆能左右摆动120°-270°,宜于吊装高度较大构件。
④牵缆式桅杆起重
在独脚把杆下端装上一根能够360°回转和起伏起重杆。它含有较大起重半径,能把构件吊送到有效起重半径内任何位置。格构式截面桅杆起重机起重量可达60kN,起重高度可达80m,其缺点是缆风绳较多。
3. 起重机选择标准
在选择起重机时,大致上能够根据以下多个原因来考虑:
建筑物外形尺寸,比如建筑物面积、高度、形状等。
安装构件外形、尺寸、重量和安装标高,比如屋架有多重,实拱形还是梯形,跨度是多少,屋架高度和安装标高为多少等等。
安装工作面、工程质量和施工进度等。
安装现场情况,比如道路、地面、能源等。
起重机技术性能,比如起重量、工作半径和起吊高度等。
综合考虑上述及其它原因,就能够选择一个比较适合于工程起重机。在实际工作中,更多是对现有起重机验算。
4. 起重机关键工作参数
起重机关键工作参数为起重量、工作半径和起重高度。下面以自行臂式起重机为例具体介绍怎样选择起重机械。
(1) 起重机起重量
起重量通常见Q表示。起重量应包含起重构件重量和绑扎构件吊具重量。起重量大小随起重半径大小而改变,起重半径增大时,起重量变小。
起重量是依据安装最大重量构件来决定,而且还要依据起重机工作半径和起重机停放位置不一样作最终核定。在确定起重量时,应考虑起重加速力、叠层粘结力和索具重量等,通常取1.5倍构件自重,即Q(起重量)≥1.5Q1(构件自重)。
(2)起重机工作半径
起重半径通常见R表示。起重半径是指起重吊钩中心和起重机回转中心距离。应注意,起重杆根部并不在起重机回转中心线上。
起重半径是依据建筑物尺寸、不一样重量构件在建筑物中位置、运输道路和起重机能够靠近建筑物距离等来考虑。图为起重机工作半径计算简图,即可用下面公式求得:
R≥a+b+c+d
式中 R——起重机工作半径;
a——起重机旋转轴至起重臂下轴中心距;
b——起重臂下轴中心至构件端顶面水平线和起重臂中心线交点距离,用图解法求(起吊后安装时gon工作空隙应大于30cm);
c——构件端顶至起重臂中心线最短距离(通常大于1m);
d——构件起吊中心线至构件边缘距离。
(3)起重机起吊高度
起重高度用H表示。起重高度是指由停机面算起,吊钩可起升最大高度。起吊高度是依据起吊构件高度(或是构件安装标高)来决定。图为起吊高度计算简图,即可用下面公式求得:
H≥h1+h2+h3+h4
式中 H——起重机起掉高度;
h1——安装支座表面高度;
h2——安装间隙,视情况而定,但大于30cm
h3——绑扎点至构件吊起后底面距离;
h4——索具高度,自绑扎点至吊钩中心,视具体情况定。
在求得起重机所需起吊高度以后,就能够用图解法求得要满足这一起吊高度起重机起重臂需要多长。吊钩中心至起重臂顶最小高度,通常取2.5m。
三个起重参数Q、R、H不是相互孤立,它们全部随起重杆仰俯角α而改变。当α变大即起重杆端部抬起时,R变小,H变大;当α减小即起重杆端部下落时,R变大,H和Q全部变小。
为了增大起重高度和起重半径,有些型号起重机可在起重杆杆顶端加装一根2m长水平杆,俗称鸟嘴。
以起重半径R为水平坐标,分别以起重高度和起重量为纵坐标,反应它们之间关系曲线称为起重机性能曲线,是选择起重机依据。起重杆接长或加装鸟嘴后,性能曲线发生改变。
因为起重机起重量、工作半径和起吊高度是相互影响,所以在选择时必需综合地加以考虑,才能选择最适宜起重机。
下面分别介绍用数解法和图解法确定最小杆长:
当起重机起重杆须跨过已安装好结构去吊装构件,比如跨过屋架安装屋面板时,为了不和屋架相碰,必需求出起重机最小杆长。
①图解法
可知:
式中 L——起重杆长度(m);
h——起重杆底铰至构件吊装支座高度(m);
h=h1-E
h1为停机面至屋架顶距离;
a——起重钩需跨过已吊装结构距离(m);
g——起重杆轴线和已吊装屋架间水平距离,最少取1m;
E——起重杆底铰至停机面距离(m);
—— 起重杆仰角。
为了求得最小杆长,可对上式进行微分,并令得将值代人第一个式子中,即可得出所需起重杆最小长度。据此,选择合适起重杆长,然后依据实际采取L及值,计算出起重半径R:
R=F+Lcos
依据起重半径R和起重杆长L,查起重机性能表或曲线,复核重量Q及起重高度H,即可依据R值确定起重机吊装屋面板时停机位置。
②图解法
按一定百分比绘出施工厂房一个节间总剖面图,并画出起重机吊装屋面板时起重钩应到位置垂线V-V;
依据初步选择起重机型号,从起重机外形尺寸表可查得起重杆底铰至停机面距离E,于是可画出水平H-H;
自屋架顶水平方向量出一距离g(g最少取1m),可得P点。过P点可画出若干条斜直线,斜直线被V-V垂线及H-H水平线所截,得线段S1G1,S2G2 ,S3G3等,取其中最短一根即为所求最小杆长。用量角器量出 角,即为吊装时起重杆仰角。量出起重杆水平投影,再加上起重杆下铰点至起重机回转中心距离F,即得起重半径R。
因为图解法较为实用,被普遍采取。
在确定最小起重杆长时,除对屋架上面中间一块屋面板进行验算外,尚应同时满足吊装屋架两端边缘一边屋面板要求。但必需指出,在吊装屋架边缘一块屋面板时,起重机停放点是能够向前移动,在移动后,起重机最小杆长不和屋架相碰而能满足吊装,即为满足要求。
(四)起重机开行路线
起重机开行路线和停机位置、起重机性能、构件尺寸及重量、构件平面部署、构件供给方法、吊装方法等很多问题相关,应视具体情况来确定。
当吊装屋架、屋面板等屋面系统构件时,起重机大多沿跨中开行。每一节间停机一次。如跨度较大,则要视具体情况来定。
当吊装柱实,视跨度大小、柱尺寸和重量、起重机性能等,可沿跨中或跨边开行,可采取每个停机点吊一根或两根或四根。如上图可知:
当R≥L/2时,起重机可沿跨中开行,每个停机位置可吊装两根柱子,
当R≥ 时,可吊装四根柱子,
当R﹤L/2时,起重机需沿跨边开行,每个停机位置吊装一根柱子,
当R≥ 时,可吊装两根柱子,
式中 R——起重机起重半径;
L——厂房跨度;
b——柱间距;
a——起重机开行路线到跨边距离。
当柱部署在跨外时,起重机通常沿跨外开行。停机位置和跨边开行相同,停一点吊一根或两根柱。
在制订起重机开行路线方案时,尽可能使起重机开行路线最短,在安装各类构件过程中,相互衔接,不跑空车。同时,开行路线要能数次反复利用,以降低铺设路基、枕木设施费用。要充足利用周围永久性道路作为起重机开行路线。
(五)吊装前准备工作
在构件吊装前,必需切实做好各项准备工作。准备工作内容包含:场地检验、基础准备、构件准备和机具准备等。
1.场地检验
场地检验包含比如起重机开行道路是否平整坚实,构件堆放场地是否平整坚实,起重机回转范围内无障碍物,电源是否接通等等。
2.基础准备
装配式钢筋混凝土柱基础通常设计成杯形基础,且在施工现场就地浇注。在浇注杯形基础时,应保持定位轴线及杯口尺寸正确。在吊装前要在基础杯口面上弹出建筑物纵、横定位线和柱吊装准线,作为柱对位、校正依据。如吊装时发生有不便于下道工序较大误差,应进行纠正。基础杯底标高,在吊装前应依据柱子制作实际长度(从牛腿面或柱顶至柱脚尺寸),进行一次调整。调整方法是测出杯底原有标高(小柱测中间一点,大柱测四个角点),再量出柱实际长度,结合柱脚底面制误差情况,计算出标底标高调整值,并在杯口内标出,然后用1:2水泥砂浆或细石混凝土(调整值大于20mm)将杯底垫平至标志处。
3.构件准备
构件准备包含检验和清理、弹线和编号、运输和堆放、拼装和加固等。
4.机具准备
机具准备包含起重机选择和用具准备。起重机选择已在前面对应处讲述,常见多个安装
(六)构件吊装工艺
1.柱吊装
柱安装过程包含绑扎、起吊、就位、临时固定、校正和最终固定等工序。
(1)绑扎:通常13t以下中小型柱绑扎一点,细长柱或重型柱应两点绑扎。常见索含有吊索、卡环、柱销、横吊梁等。
①一点绑扎法:
绑扎位置通常在牛腿下;工字形截面和双肢柱,绑扎点应选在实心处,不然,应在绑扎位置用方木垫平。
常见绑扎法有:
A:斜吊绑扎法:这种方法是将柱置于平卧状态下,不需翻身即可直接绑扎起吊。柱起吊后呈倾斜状态,吊索在柱宽面上,起重钩可低于柱顶。当柱身长、平放时柱抗弯刚度能满足要求,或起重杆长度不足时可采取此法进行绑扎。柱绑扎工具可用两端带环绳索及卡环绑扎,也可用专用工具柱销绑扎。
B:直吊绑扎法:经验算当柱平放起吊抗弯强度不足时,需将柱翻身,然后起吊。这种绑扎方法是用吊索绑穿柱身,从柱子宽面两侧分别扎住卡环,再和横吊梁相连。它优点是,柱翻身后刚度大,抗弯能力强,起吊后柱和基础杯底垂直,轻易对位。因为吊钩需在柱顶之上,所以需要较大起吊高度。
②两点绑扎法:当柱较长、一点绑扎抗弯刚度不足时,可采取两点绑扎起吊。在确定绑扎位置时,应使两根吊索协力作用线高于柱子重心处,即下吊点到柱重心距离大于上吊点到柱重心距离。这么,柱在起吊过程中,柱身能够自行转为直立状态。另外,下吊点还应满足解除吊索方便要求,所以下吊点位置必需大于柱底部插入杯口深度。
(2)起吊:柱起吊方法应依据柱重量、长度、起重机性能和现场情况而定。
①旋转法:采取旋转法吊装柱时,柱绑扎点、柱脚中心和柱基础中心三者宜在起重机同一工作幅度圆弧上。起吊时,起重臂边升钩边回转,柱顶随起重钩运动,也边升起边回转,而柱脚位置 在柱旋转过程中是不移动。当柱由水平转为直立后,起重机将柱吊离地面,旋转至基础上方,将柱插入杯口。用旋转法吊装时,柱在吊装过程中所受震动较小,生产率较高,但对起重机机动性能要求较高。采取自行式起重机吊装时,宜采取此法。
柱绑扎点、柱脚、柱基中心三者在同一工作幅度圆弧上,称三点共弧。当场地受限制时,也可采取两点共弧,即绑扎点和杯基中心,或柱脚中心和杯基中心共弧。
②滑行法:采取滑行法吊装时,柱绑扎点宜靠近基础。起吊时,起重臂不动,仅起重钩上升,柱顶也随之上升,而柱脚则沿地面滑向基础,直至柱身转为直立状态,起重钩将柱提离地面,对准基础中心,将柱脚插入杯口。
用滑行法吊装时,柱在滑行过程中受到振动,对构件不利,但滑行法对起重机械机动性要求较低,只需要起重钩上升一个动作。所以,当采取独立拔杆、人字拔杆吊装柱时,常采取此法。另外对部分长而重柱,为便于构件部署及吊升,也常采取此法。
③双机台吊:当柱重量较大,一台起重机吊不动时,可采取双机(或多机)台吊。这是用小机械吊大柱一个有效方法。
(3)对位和临时固定:柱脚插入杯口后,并不立即降至杯底,而是停在离杯底30-50mm处进行对位,对位方法,使用八只木楔或刚楔从柱四边放入杯口,并用撬棍撬动柱脚,使柱安装中心线对准杯基口上安装中心线,并使柱基础保持垂直。
对位后将八只楔块略打紧,放松吊钩,让柱靠自重沉至杯底,再检验一下安装中心线对准情况,若已符合要求,立即楔块打紧,将柱临时固定。
当柱较高,杯口深度和柱长之比小于1/20时,或柱有较大牛腿时,除采取八只楔块临时固定外,必需时应增设缆风绳拉锚或用斜撑来加强临时固定。
(4)校正:柱校正包含三方面内容:即平面位置、标高及垂直度。柱标高校正在杯基杯底抄平时已经完成,而柱平面位置校正则在柱对位时也已完成。所以,在柱临时固定后,仅需对柱进行垂直度校正。
对柱垂直偏差检验方法,是用两架经纬仪从柱相邻两边(视线应基础和柱面垂直)去检验柱吊装准线垂直度,在没有经纬仪情况下,也可用垂球进行检验。如偏差超出要求值则应对柱垂直度进行校正。校正除常见楔子配合钢纤校正法外,还可采取撑杆校正法和螺旋千斤顶校正法,
(5)最终固定:柱校正后,应立即进行最终固定。最终固定方法,是在柱脚和杯口空隙中灌注细石混凝土。所用混凝土强度等级可比原构件混凝土强度等级提升一级。
混凝土灌注分两次进行。
第一次:灌注混凝土至楔块下端。
第二次:当第一次灌注混凝土达成设计强度等级25%时,即可拔除楔块,将杯口灌满混凝土。
第一次灌注后,柱可能出现新偏差,其原因可能是捣混凝土时碰动了楔块,或木楔因受潮变形膨胀程度不一样引发,故在第二次灌注前,必需对柱垂直度进行复查。
2.梁吊装
吊车梁类型有T型、鱼腹型和组合型,长度通常为6-12m,重量约3-5t。当杯口内二次浇筑混凝土强度达要求强度75%时,即可进行吊车梁安装,其安装内容包含绑扎、起吊、就位、校正和最终固定。和其它构件比较,梁吊装较简单。
(1)绑扎、起吊和就位:绑扎点可设在离两端约1/5梁跨处,绑扎两点对称位置,两根起重索应等长,这么吊车梁起吊后能基础保持水平。对位时不宜用撬杠在纵轴方向撬动吊车梁,因柱在此方向刚度较差。通常吊车梁不需采取临时固定方法。但当梁高宽比大于4时,除用铁块垫平外,可用铁丝临时绑在柱上,以防倾倒。
(2)校正和最终固定:吊车梁校正工作可在屋盖结构吊装前进行,但最好在屋盖吊装后进行,并应考虑屋架、支撑等构件安装时可能引发柱变位,而使吊车梁移动。
吊车梁吊装是否正确,应从其平面位置、垂直度和标高进行检验。吊车梁标高关键取决牛腿面标高,这在杯底抄平时已进行调整,如仍有误差,可在安装轨道时进行调整。吊车梁垂直度通常可用靠尺、线锤进行测量,如偏差超出要求值,可在支座处加铁片垫平。
吊车梁平面位置校正,包含轴线和跨距两项,实际上就是对吊车梁吊装中心线校正。
吊车梁吊装中心线校正,首先应依据车间定位轴线,定出吊车梁吊装中心线在地面上位置,并检验两列吊车梁跨距是否和设计相符。其次,用经纬仪自车间两端将地面上吊车梁吊装中心线投影到两端柱上,据此检验、校正两端吊车梁吊装偏差。然后再在已校正两端吊车梁上架设经纬仪或拉通线,逐根校正中间各根吊车梁吊装中心线偏差。
吊车梁吊装中心线校正,也可在厂房结构吊装完成后,将每一根柱子吊装中心线投影到吊车梁顶面处柱身上,按设计要求吊车梁吊装中心线距离来逐根校正。纠正吊车梁吊装中心线偏差措施,可用撬杠来拨动吊车梁。
吊车梁校正后,应立即用电焊将其最终固定。
3.屋架吊装
单层工业厂房钢筋混凝土结构屋架,通常是在现场平卧叠浇。屋架跨度大,厚度较薄,平面外刚度差,所以吊装过程和其它构件不太一样。屋架吊装过程包含绑扎,、扶直(翻身)、就位,吊升、对位、临时固定、校正和最终固定等。
(1)绑扎:屋架绑扎点应选在上弦节点处或其周围,对称于屋架中心,各吊索拉力协力作用点高于屋架重心,绑扎时吊索和水平夹角不宜小于45°,以免屋架承受过大横向压力。必需时,为降低屋架起吊高度及所受横向压力,可采取横吊梁。屋架绑扎方法图,另外为预防屋架在空中任意转动,屋架两端应加拉绳。
吊点数目、位置和屋架跨度和形式相关。通常当屋架跨度小于18m时,采取两点绑扎;跨度大于18m时,采取四点绑扎;跨度大于30m时,应考虑采取横吊梁以降低轴向压力;对刚度较差组合屋架,因下弦不能承受压力,也宜采取横吊梁四点绑扎。
(2)扶直和就位:屋架通常是在现场平卧叠浇预制,吊装前先要翻身扶直,然后才能吊放至指定地点就位。按起重机和屋架相对位置不一样,扶直屋架有两种方法。
①正向扶直:扶直时起重机在屋架下弦一边,将钓钩对准上弦中点,钩好吊索,收紧吊钩,再略抬起吊臂,使上下榀屋架分
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