钢结构吊装讲解.docx

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钢结构吊装讲解

第六章结构安装工程

一、基本概念：

1、定义：

结构安装：

就是使用起重机械将预制构件或构件组合单元，安放到设计位置上去的工艺过程。

2、意义：

它是装配式结构施工中的一个主导分部工程。

它的工作好坏将直接影响到工程质量、施工进度、工程造价等各个方面。

3、结构安装工程施工特点

（1）受预制构件的类型和质量影响大；

（2）正确选用起重机具是完成吊装任务的主导因素；

（3）构件所处的应力状态变化多；

（4）高空作业多，容易发生事故，必须加强安全教育，并采取可靠措施。

§6.1起重机械

一、桅杆式起重机

 在建筑工程中常用的桅杆式起重机有：

独脚拔杆，悬臂拔杆，人字拔杆和牵缆式桅杆起重机等。

这类起重机适于在比较狭窄的工地上使用，受地形限制小。

桅杆式起重机具有制作简单，装拆方便，起重量大的特点，特别是大型构件吊装缺少大型起重机械时，这类起重设备更显示了它的优越性。

但这类起重机需设较多的缆风绳，移动较困难，灵活性也较差。

所以，桅杆式起重机一般多用于缺乏其他起重机械或安装工程量比较集中，而构件又较重的工程。

一般情况下用电源作动力，无电源时，可用人工绞盘。

（一）独脚拔杆

    独脚拔杆按制作的材料分类有：

木独脚拔杆，钢管独脚拔杆和格构式独脚拔杆。

    木独脚拔杆起重高度一般为8～15米，起重量在10吨（100kN）以内；钢管独脚拔杆起重高度在30米以内，起重量可达30吨（300kN）；格构式独脚拔杆起重高度可达70~80米，起重量可达100吨（1000kN）。

图6—1拔杆构造示意图

1—拔杆；2—缆风绳3—滑车组；4—导向滑轮；5—拉绳；6—卷扬机；7—锚碇

（二）人字拔杆

人字拔杆一般是由两根圆木或两根钢管用钢丝绳绑扎或铁件铰接而成，两杆夹角一般为20°～30°，底部设有拉杆或拉绳，以平衡水平推力，拔杆下端两脚的距离约为高度的1/3～1/2，

（三）悬臂拔杆

悬臂拔杆是在独脚拔杆的中部或2/3高度处装一根起重臂而成。

其特点是起重高度和起重半径都较大，起重臂左右摆动的角度也较大，但起重量较小，多用于轻型构件的吊装，

（四）牵缆式桅杆起重机

牵缆式桅杆起重机是在独脚拔杆下端装一根起重臂而成。

这种起重机的起重臂可以起伏，机身可回转360°，可以在起重机半径范围内把构件吊到任何位置。

用角钢组成的格构式截面杆件的牵缆式起重机，桅杆高度可达80m，起重量可达60t左右。

牵缆式桅杆起重机要设较的缆风绳，比较适用于构件多且集中的工程。

二、自行式起重机

自行式起重机可分为履带式起重机、汽车式起重机与轮胎式起重机。

（一）履带式起重机

履带式起重机是一种具有履带行走装置的全回转起重机，它利用两条面积较大的履带着地行走，由行走装置、回转机构、机身及起重臂等部分组成，如图6.2所示。

1、履带式起重机的常用型号及性能

在结构安装工程中，常用的履带式起重机有W1-50型、W1-100型、W1-200型及一些进口机型。

履带式起重机的主要技术性能包括三个主要参数：

起重量Q、起重半径R、起重高度H。

常用履带式起重机的外形尺寸及技术性能见表6.1、表6.2、表6.3、表6.4所示。

2、履带式起重机的稳定性验算

    履带式起重机超载吊装时或由于施工需要而接长起重臂时，为保证起重机的稳定性，保证在吊装中不发生倾覆事故需进行整个机身在作业时的稳定性验算。

验算后，若不能满足要求，则应采用增加配重等措施。

    在图6—13所示的情况下（起重臀与行驶方向垂直），起重机的稳定性最差。

此时，以履带中心点为倾覆中心，验算起重机的稳定性。

图6—13履带式起重机的稳定性验算

    ①当仅考虑吊装荷载，不考虑附加荷载时起重机的稳定性应满足：

    稳定力矩G1L1+G2L2+G0L0—G3L3

    K1=————=——————————≥1.4

    倾覆力矩（Q+q）+（R—L2）

    ②考虑吊装荷载及所有附加荷载时，应满足下式要求

    G1L1+G2L2+G0L0—G3L3—MF—MG—ML

    K2=——————————————————≥1.15

    （Q+q）+（R—L2）

    以上两式中，K1、K2为稳定性安全系数。

为计算方便，“倾覆力矩”取由吊重一项所产生的倾覆力矩；而“稳定力矩”则取全部稳定力矩与其它倾覆力矩之差。

在施工现场中，为计算简单，常采用K1验算。

    式中：

G0——平衡重；由于机身长，行驶时的转弯半径较大。

    G1——机身可转动部分的重量：

    G2——机身不转动部分的重量；

    G3——起重臂重量（起重臂接长时，为接长后重量）；

    Q——吊装荷载（构件及索具重量），

    q——起重滑轮组及吊钩重量；

    L1——G1重心至A点的距离；

    L2——G2重心至A点的距离；

    L3——G3重心至A点的距离；

    L0——G0重心至A点的距离；

    MF——风载引起的倾覆力矩。

一般在6级风以上时不进行高空作业，6级风以下时，臂长L＜25m可不考虑MF。

MF可按下式计算

    MF＝W1h1十W2h2十W3h3

    W1、W2、W3——作用于相应部位的风荷载；

    MG——构件下降时刹车惯性力引起的倾覆力矩，可按下式计算

    MG=PG（R—L2）=Q.v（R—L2）/g.t

    PG——惯性力，

    v——吊钩下降速度（m／s），取吊钩起重速度的1．5倍；

    g——重力加速度，9．8m／s2；

    t——从吊钩下降速度v变到0所需的制动时间（取1s）。

    ML——起重机回转时的离心力引起的倾覆力矩，可按下式计算

    PL——离心力

    n——起重机回转速度，取1r／min，

    h——所吊构件于最低位置时，其重心至起重臂顶端的距离。

    h3——停机面至起重臂顶端的距离。

   3、履带式起重机起重臂接长的计算

    当起重机的起重高度或工作半径不能满足构件安装要求时，在起重臂强度和稳定得到保证的前提下，可将起重臂接长。

接长后起重量Q/可根据图6-14，按照接长前后力矩相等的原则进行计算。

由∑MA=0可列出：

简化后得

    式中：

R/——接长起重臂长度后最小工作半径；

    G——起重臂接长部分的重量；

    Q/、R/——起重机原有最大起重臂长时的最小起重量和最小工作半径。

图6-14接长起重臂受力图

（二）汽车式起重机

    汽车式起重机是把起重机构安装在普通载重汽车或专用汽车底盘上的一种自行式起重机。

起重臂的构造形式有桁架臂和伸缩臂两种。

其行驶的驾驶室与起重操纵室是分开的。

见图6—15。

汽车式起重机的优点是行驶速度快，转移迅速，对路面破坏性小。

因此，特别适用于流动性大，经常变换地点的作业。

其缺点是安装作业时稳定性差，为增加其稳定性，设有可伸缩的支腿，起重时支腿落地。

这种起重机不能负荷行驶。

由于机身长，行驶时的转弯半径较大。

图6—15QY16型汽车式起重机

（三）轮胎式起重机

    轮胎式起重机是把起重机构安装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的一种全回转式起重机，其上部构造与履带式起重机基本相同，为了保证安装作业时机身的稳定性，起重机设有四个可伸缩的支腿。

在平坦地面上可不用支腿进行小起重量吊装及吊物低速行驶，见图6一16。

    与汽车式起重机相比其优点有：

轮距较宽、稳定性好、车身短、转弯半径小，可在3600范围内工作。

    但其行驶时对路面要求较高，行驶速度较汽车式慢，不适于在松软泥泞的地面上工作。

图6—16轮胎式起重机

三、塔式起重机

    塔式起重机具有竖直的塔身。

其起置臂安装在塔身顶部与塔身组成“Г”形，使塔式起重机具有较大的工作空间。

它的安装位置能靠近施工的建筑物，有效工作半径较其它类型起重机大。

塔式起重机种类繁多，广泛应用于多层及高层建筑工程施工中。

    塔式起重机按其行走机构、旋转方式、变幅方式、起重量大小分为多种类型，各类型起重机的特点参见表6—4。

常用的塔式起重机的类型有：

轨道式塔式起重机，型号QT；爬升式塔式起重机，型号QTP；附着式塔式起重机，型号QTF。

表6—4塔式起重机的分类和特点

分类方法

类型

特点

按行走机构分类

行走式塔式起重机

能靠近工作地点，转移方便、机动性强，常用的有轨道行走式，轮胎行走式，履带行走式三种。

自升式塔式起重机

没有行走机构，安装在靠近修建物的基础上，可随施工的建筑物升高而升高。

按起重臂变幅方式分类

起重臂变幅塔式起重机

起重臂与塔身铰接，边幅时调整起重臂的仰角，边幅机构有电动和手动两种。

起重小车变幅塔式起重机

起重臂是不变（或可变）的横梁，下弦装有起重小车，这种起重机变幅简单，操作方便，并能带载变幅。

按回转方式分类

塔顶回转式起重机

结构简单，安装方便，但起重机重心高，塔身下部要加配重，操作室位置低，不利于高层建筑施工。

塔身回转式起重机

塔身与起重臂同时旋转，回转机构在塔身下部，便于维修操作室位置较高，便于施工观察，但回转机构较复杂。

按起重能力分类

轻型塔式起重机

起重能力5~30KN

中型塔式起重机

起重能力30~50KN

重型塔式起重机

起重能力150~400KN

（一）轨道式塔式起重机

    轨道式塔式起重机是一种能在轨道上行驶的起重机，又称自性式塔式起重机。

这种起重机可负荷行驶，有的只能在直线轨道上行驶，有的可沿“L”形或“U”形轨道上行驶。

常用的轨道式塔式起重机有：

QT1—2型塔式起重机QT1—2型塔式起重机QT1—2型塔式起重机

    1、QT1—2型塔式起重机

    QT1—2型塔式起重机是一种塔身回转式轻型塔式起重机，主要由塔身，起重臂和底盘组成（图6—16）。

    这种起重机塔身可以折叠，能整体运输，见图6—17。

起重力矩16吨·米（160kN·m），起重量1—2吨（10一20kN），轨距2．8米。

适用于五层以下民用建筑结构安装和预制构件厂装卸作业。

图6—17

图6—16QT1—2型塔式起重机

    2、QT1—6型塔式起重机

    QT1—6型塔式起重机是一种中型塔顶旋转式塔式起重机，由底座、塔身，起重臂，塔顶及平衡重等组成图6—18。

塔顶有齿式回转机构，塔顶通过它围绕塔身回转3600。

起重机底座有两种，一种有4个行走轮，只能直线行驶；另一种有8个行走轮能转弯行驶，内轨半径不小于5米。

QT1—6型塔式起重机的最大起重力矩为400kN·m），起重量20~60kN），其主要性能见起重机性能规格教材表6—9。

    适用于一般工业与民用建筑的安装和材料仓库的装卸作业。

图6—18QT1—6型塔式起重机

    3、QT—60／80型塔式起重机

    QT—60／80型塔式起重机是一种塔顶旋转式塔式起重机，起重力矩60~80吨·米（600~800kN·m），最大起重量10吨（100kN）。

这种起重机适用于多层装配式工业与民用建筑结构安装，尤其适合装配式大板房屋施工，其