技術(shù)與計(jì)量(土建)---結(jié)構(gòu)吊裝工程施工

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第六節(jié)結(jié)構(gòu)吊裝工程施工
    結(jié)構(gòu)吊裝工程是裝配式結(jié)構(gòu)工程施工的主要分項(xiàng)工程之一,其施工特點(diǎn)如下:
    (1)受預(yù)制構(gòu)件的類型和質(zhì)量影響大。
    (2)正確選用起重機(jī)機(jī)具是順利完成吊裝任務(wù)的保障。
    (3)構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)變化復(fù)雜
    (4)高空作業(yè)多,容易發(fā)生工傷事故,因此必須加強(qiáng)安全技術(shù)措施。
    一、起重機(jī)具
    (一)索具設(shè)備
    索具設(shè)備包括鋼絲繩、吊索、卡環(huán)、橫吊梁、卷揚(yáng)機(jī)、錨碇等。
    鋼絲繩是起重機(jī)械中用于懸吊、牽引或捆縛重物的物件。吊索是一種用鋼絲繩制成的吊裝索具。吊索主要用于綁扎構(gòu)件以便起吊??ōh(huán)(卸甲)用于吊索之間或吊索與構(gòu)桿吊環(huán)之間的連接,固定和扣緊吊索。橫吊梁又稱鐵扁擔(dān),主要用于柱和屋架等的吊裝。
    常用的橫吊梁包括以下幾種:滑輪橫吊梁,用于8t以下的柱子吊裝;鋼板橫吊梁,用于10t 以下的柱子吊裝;桁架橫吊梁,用于雙機(jī)抬吊安裝柱子;鋼管橫吊梁,用于屋架吊裝。卷揚(yáng)機(jī)又稱絞車,是結(jié)構(gòu)吊裝中最常用的工具。錨碇又稱地錨,是用來固定纜風(fēng)繩和卷揚(yáng)機(jī)的,它是保證把桿穩(wěn)定的重要組成部分。
    例題:索具設(shè)備卡環(huán)(卸甲)用于[ ]
    A. 吊索之間的連接
    B. 吊索與構(gòu)桿吊環(huán)之間的連接。
    C. 固定和扣緊吊索
    D. 懸吊重物
    E. 牽引重物
    答案:A.B.C.
    分析:索具設(shè)備包括鋼絲繩、吊索、卡環(huán)、橫吊梁、卷揚(yáng)機(jī)、錨碇等,卡環(huán)(卸甲)用于吊索之間或吊索與構(gòu)桿吊環(huán)之間的連接,固定和扣緊吊索。鋼絲繩是起重機(jī)械中用于懸吊、牽引或捆縛重物的物件。
    (二)起重機(jī)械
    結(jié)構(gòu)吊裝工程中常用的起重機(jī)械有自行桿式起重機(jī)、塔式起重機(jī)和桅桿式起重機(jī)等。自行桿式起重機(jī)包括履帶式起重機(jī)、汽車式起重機(jī)和輪胎式起重機(jī)等。
    1.履帶式起重機(jī)
    履帶式起重機(jī)由行走裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)身及起重桿等組成。采用鏈?zhǔn)铰膸У男凶哐b置,對(duì)地面壓力大為減小,裝在底盤上的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使機(jī)身可回轉(zhuǎn)360º。機(jī)身內(nèi)部有動(dòng)力裝置、卷揚(yáng)機(jī)及操縱系統(tǒng)。它操作靈活,使用方便,起重桿可分節(jié)接長,在裝配式鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝中得到廣泛的使用。其缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差,未經(jīng)驗(yàn)算不宜超負(fù)荷吊裝。
    履帶式起重機(jī)的主要參數(shù)有三個(gè):起重量Q、起重高度H和起重半徑R。
    例題:履帶式起重機(jī)的主要參數(shù)有[ ]
    A. 起重半徑
    B. 起重量
    C. 起重力矩
    D. 起重高度
    E. 整機(jī)質(zhì)量
    答案:A.BD
    分析:履帶式起重機(jī)的主要參數(shù)有三個(gè):起重量Q、起重高度H和起重半徑R。
    2.汽車起重機(jī)
    汽車起重機(jī)是一種將起重作業(yè)部分安裝在通用或?qū)S闷嚨妆P上,具有載重汽車行駛性能的輪式起重機(jī)。汽車起重機(jī)的主要技術(shù)性能有起重量、整機(jī)質(zhì)量、吊臂全伸長度、吊臂全縮長度、起重高度、最小工作半徑、起升速度、行駛速度等。汽車起重機(jī)作業(yè)時(shí),必須先打開支腿,以增大機(jī)械的支承面積,保證必要的穩(wěn)定性。因此,汽車起重機(jī)不能負(fù)荷行駛。汽車起重機(jī)機(jī)動(dòng)靈活性好,能夠迅速轉(zhuǎn)移場(chǎng)地,廣泛用于土木工程。
    3.輪胎起重機(jī)
    輪胎起重機(jī)不采用汽車底盤,而另行設(shè)計(jì)軸距較小的專門底盤。其構(gòu)造與履帶式起重機(jī)基本相同,只是底盤上裝有可伸縮的支腿,起重時(shí)可使用支腿以增加機(jī)身的穩(wěn)定性,并保護(hù)輪胎。輪胎起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是行駛速度較高,能迅速地轉(zhuǎn)移工作地點(diǎn)或工地,對(duì)路面破壞小。但這種起重機(jī)不適合在松軟或泥濘的地面上工作。輪胎起重機(jī)的主要技術(shù)性能有額定起重量、整機(jī)質(zhì)量、起重高度、最小回轉(zhuǎn)半徑、起升速度等。
    4.塔式起重機(jī)
    塔式起重機(jī)在多層及高層結(jié)構(gòu)吊裝和垂直運(yùn)輸中得到廣泛應(yīng)用。下面簡(jiǎn)要介紹常用的軌道式、爬升式、附著式塔式起重機(jī)。
    (1)軌道式塔式起重機(jī)。軌道式塔式起重機(jī)是土木工程中使用最廣泛的一種起重機(jī)。它可帶重行走,作業(yè)范圍大,非生產(chǎn)時(shí)間少,生產(chǎn)效率高。軌道式塔式起重機(jī)的主要性能有:吊臂長度、起重幅度、起重量、起升速度及行走速度等。
    (2)爬升式塔式起重機(jī)。爬升式起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:起重機(jī)以建筑物作支承,塔身短,起重高度大,而且不占建筑物外圍空間。缺點(diǎn)是:司機(jī)作業(yè)往往不能看到起吊全過程,需靠信號(hào)指揮,施工結(jié)束后拆卸復(fù)雜,一般需設(shè)輔助起重機(jī)拆卸。
    (3)附著式塔式起重機(jī)。附著式塔式起重機(jī)多為小車變幅,因起重機(jī)械在結(jié)構(gòu)近旁,司機(jī)能看到吊裝的全過程,自身的安裝與拆卸不妨礙施工過程。
    二、混凝土結(jié)構(gòu)吊裝
    混凝土結(jié)構(gòu)吊裝分為構(gòu)件吊裝和結(jié)構(gòu)吊裝兩大類。其中,構(gòu)件的吊裝包括構(gòu)件的制作、運(yùn)輸、堆放、吊裝;結(jié)構(gòu)吊裝分為單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝和多層裝配式框架結(jié)構(gòu)吊裝。
    (一)預(yù)制構(gòu)件吊裝工藝
    1.預(yù)制構(gòu)件的制作和運(yùn)輸
    預(yù)制構(gòu)件如柱、屋架、梁、橋面板等一般在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制或工廠預(yù)制。在許可的條件下,預(yù)制時(shí)盡可能采用疊澆法,重疊層數(shù)一般不超過4層,上、下層間應(yīng)做好隔離層,上層構(gòu)件的澆筑應(yīng)等到下層構(gòu)件混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以后才可進(jìn)行。
    對(duì)構(gòu)件運(yùn)輸時(shí)的混凝土強(qiáng)度要求是:如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí),不應(yīng)低于設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。
    2.構(gòu)件的平面布置
    預(yù)制構(gòu)件的堆放應(yīng)考慮便于吊升及吊升后的就位,特別是大型構(gòu)件,應(yīng)做好構(gòu)件堆放的布置圖,以便一次吊升就位,減少起重設(shè)備負(fù)荷開行。對(duì)于小型構(gòu)件,常采用隨吊隨運(yùn)的方法。
    3.預(yù)制構(gòu)件的吊裝
    (1)柱的吊裝。
    1)柱的綁扎。柱身綁扎點(diǎn)數(shù)和綁扎位置,要保證柱在吊裝過程中受力合理,不發(fā)生變形或裂縫而折斷。一般中、小型柱綁扎一點(diǎn);重型柱或配筋少而細(xì)長的柱常綁扎兩點(diǎn)甚至兩點(diǎn)以上以減少柱的吊裝彎矩。必要時(shí),需經(jīng)吊裝應(yīng)力和裂縫控制計(jì)算后確定。一點(diǎn)綁扎時(shí),綁扎位置在牛腿下面。
    按柱吊起后柱身是否能保持垂直狀態(tài),分為斜吊法和直吊法,相應(yīng)的綁扎方法有:斜吊綁扎法和直吊綁扎法。斜吊綁扎法用于柱的寬面抗彎能力滿足吊裝要求時(shí),此法無須將預(yù)制柱翻身,但因起吊后柱身與杯底不垂直,對(duì)線就位較難;直吊綁扎法用于柱寬面抗彎能力不足,必需將預(yù)制柱翻身后窄面向上,剛度增大,再綁扎起吊。它需要較長的起重桿。
    2)柱的起吊。柱的起吊方法,按柱在吊升過程中柱身運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分為旋轉(zhuǎn)法和滑行法;按使用起重機(jī)的數(shù)量,有單機(jī)起吊和雙機(jī)抬吊。單機(jī)起吊的工藝如下:
    ① 旋轉(zhuǎn)法。起重機(jī)邊起鉤、邊旋轉(zhuǎn),使柱身繞柱腳旋轉(zhuǎn)而逐漸吊起的方法稱為旋轉(zhuǎn)法。其要點(diǎn)是保持柱腳位置不動(dòng),并使柱的吊點(diǎn)、柱腳中心和杯口中心三點(diǎn)共圓。其特點(diǎn)是柱吊升中所受需動(dòng)較小,但對(duì)起重機(jī)的機(jī)動(dòng)性要求高。一般采用自行式起重機(jī)。
    ②滑行法。起吊時(shí)起重機(jī)不旋轉(zhuǎn),只起升吊鉤,使柱腳在吊鉤上升過程中沿著地面逐漸向前滑行,直至柱身直立的方法稱為滑行法。其要點(diǎn)是柱的吊點(diǎn)要布置在杯口旁,并與杯口中心兩點(diǎn)共圓弧。其特點(diǎn)是起重機(jī)只須轉(zhuǎn)動(dòng)吊桿,即可將柱子吊裝就位,較安全,但滑行過程中柱子受震動(dòng)。故只有起重機(jī)場(chǎng)地受才采用此法。
    3)柱的就位和臨時(shí)固定。柱腳插入杯口后,使柱的安裝中心線對(duì)準(zhǔn)杯口的安裝中心線(吊裝準(zhǔn)線),然后用八個(gè)楔塊從柱四周插入杯口,打緊將柱臨時(shí)固定。吊裝重型、細(xì)長柱時(shí),除采用以上措施進(jìn)行臨時(shí)固定外,必要時(shí)增設(shè)纜風(fēng)繩拉錨。
    4)柱的校正。柱的校正包括平面定位軸線、標(biāo)高和垂直度的校正。
    5)柱的最后固定。柱底部四周與基礎(chǔ)杯口的空隙之間,澆筑細(xì)石混凝土,搗固密實(shí),使柱的底腳完全嵌固在基礎(chǔ)內(nèi)作為最后固定。灌筑工作分兩次進(jìn)行,第一次先澆至楔塊底面,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到25%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,拔去楔塊再第二次灌筑混凝土至杯口頂面。
    (2)吊車梁的吊裝。吊車梁的吊裝須在柱子最后固定好,接頭混凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。吊車梁的綁扎應(yīng)使吊鉤對(duì)準(zhǔn)吊車梁的重心,起吊后使構(gòu)件保持水平。吊車梁就位時(shí)應(yīng)緩慢落下,爭(zhēng)取使吊車梁中心線與支承面的中心線能一次對(duì)準(zhǔn),并使兩端擱置長度相等。吊車梁的校正,應(yīng)在屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件校正和最后固定后進(jìn)行。校正的內(nèi)容有:中心線對(duì)定位軸線的位移、標(biāo)高、垂直度。
    (3)屋蓋的吊裝。屋蓋構(gòu)件包括屋架(或屋面梁)、屋架上下弦水平支撐和垂直支撐、天溝板和屋面板、天窗架和天窗側(cè)板等。屋蓋的吊裝一般都按節(jié)間逐一依次采用綜合吊裝法。吊裝的施工順序是:綁扎、扶直堆放、吊升、就位、臨時(shí)固定、校正和最后固定。
    (2)吊車梁的吊裝。吊車梁的吊裝須在柱子最后固定好,接頭混凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。
    (3)屋蓋的吊裝。屋蓋的吊裝一般都按節(jié)間逐一依次采用綜合吊裝法。吊裝的施工順序是:綁扎、扶直堆放、吊升、就位、臨時(shí)固定、校正和最后固定。
    (二)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝
    1.起重機(jī)械選擇與布置
    (1)起重機(jī)械選擇。可選擇的機(jī)械有履帶式起重機(jī)、塔式起重機(jī)或自升式塔式起重機(jī)等。履帶式起重機(jī)適于安裝4層以下結(jié)構(gòu),塔式起重機(jī)適于4~10層結(jié)構(gòu),自升式塔式起重機(jī)適于10層以上結(jié)構(gòu)。因此,要保證所選擇的起重機(jī)的三個(gè)工作參數(shù):起重量Q、起重高度H和起重幅度R均應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)吊裝的要求。
    例題:起重機(jī)械選擇正確的是[ ]
    A. 塔式起重機(jī)適于4~12層結(jié)構(gòu)
    B. 塔式起重機(jī)適于4~10層結(jié)構(gòu)
    C. 自升式塔式起重機(jī)適于12層以上結(jié)構(gòu)。
    D. 自升式塔式起重機(jī)適于10層以上結(jié)構(gòu)。
    E. 要保證所選擇的起重機(jī)的三個(gè)工作參數(shù):起重量Q、起重高度H和起重幅度R均應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)吊裝的要求
    答案:B. .D.E
    分析:履帶式起重機(jī)適于安裝4層以下結(jié)構(gòu),塔式起重機(jī)適于4~10層結(jié)構(gòu),自升式塔式起重機(jī)適于10層以上結(jié)構(gòu)。因此,要保證所選擇的起重機(jī)的三個(gè)工作參數(shù):起重量Q、起重高度H和起重幅度R均應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)吊裝的要求。
    (2)起重機(jī)的平面布置。起重機(jī)的布置方案主要根據(jù)房屋平面形狀、構(gòu)件重量、起重機(jī)性能及施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等確定。一般有四種布置方案單側(cè)布置、雙側(cè)或環(huán)形布置、跨內(nèi)單行布置和跨內(nèi)環(huán)形布置。
    (1)單側(cè)布置。當(dāng)房屋平面寬度較小,構(gòu)件也較輕時(shí),塔式起重機(jī)可單側(cè)布置。
    (2)雙側(cè)布置。當(dāng)建筑物平面寬度較大或構(gòu)件較大,單側(cè)布置起重力矩滿足不了構(gòu)件的吊裝要求時(shí),起重機(jī)可雙側(cè)布置,每側(cè)各布置一臺(tái)起重機(jī)。
    (3)跨內(nèi)單行和跨內(nèi)環(huán)形布置。如果工程不大,工期不緊,兩側(cè)各布置一臺(tái)塔吊將造成機(jī)械上的浪費(fèi)。因此可環(huán)形布置,僅布置一臺(tái)塔吊就可兼顧兩側(cè)的運(yùn)輸.
    當(dāng)建筑物四周場(chǎng)地狹窄,起重機(jī)不能布置在建筑物外側(cè),或者由于構(gòu)件較重、房屋較寬,起重機(jī)布置在外側(cè)滿足不了吊裝所需要的力矩時(shí),可將起重機(jī)布置在跨內(nèi),其布置方式有跨內(nèi)單行布置和跨內(nèi)環(huán)行布置兩種。
    2、結(jié)構(gòu)吊裝方法與吊裝順序
    (1)分件吊裝法。起重機(jī)在車間內(nèi)或沿著間外每開行一次,僅吊裝一種或兩種構(gòu)件。通常分三次開行吊裝完全部構(gòu)件:第一次開行,吊裝全部柱子,并加以校正及最后固定;第二次開行,吊裝全部吊車梁、連系梁及柱間支撐;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。吊裝的順序見圖3.6.5。
    這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:由于每次均吊裝同類型構(gòu)件,可減少起重機(jī)變幅和索具的更換次數(shù),從而提高吊裝效率,能充分發(fā)揮起重機(jī)的工作能力,構(gòu)件供應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)平面布置比較簡(jiǎn)單,也能給構(gòu)件校正、接頭焊接、灌筑混凝土和養(yǎng)護(hù)提供充分的時(shí)間。缺點(diǎn)是:不能為后繼工序及早提供工作面,起重機(jī)的開行路線較長。分件吊裝法是目前單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝中采用較多的一種方法。
    (2)綜合吊裝法。起重機(jī)在車間內(nèi)每開行一次(移動(dòng)一次),就分節(jié)間吊裝完節(jié)間內(nèi)所有各種類型的構(gòu)件。目前較少采用。
    例題:分件吊裝法的優(yōu)點(diǎn)是[ ]
    A. 提高吊裝效率
    B. 可減少起重機(jī)變幅和索具的更換次數(shù),
    C. 增加起重機(jī)變幅和索具的更換次數(shù),
    D. 能為后繼工序及早提供工作面
    E. 起重機(jī)的開行路線較長
    答案:A.B .E
    分析:分件吊裝法的優(yōu)點(diǎn)是:由于每次均吊裝同類型構(gòu)件,可減少起重機(jī)變幅和索具的更換次數(shù),從而提高吊裝效率,能充分發(fā)揮起重機(jī)的工作能力,構(gòu)件供應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)平面布置比較簡(jiǎn)單,也能給構(gòu)件校正、接頭焊接、灌筑混凝土和養(yǎng)護(hù)提供充分的時(shí)間。缺點(diǎn)是:不能為后繼工序及早提供工作面,起重機(jī)的開行路線較長。分件吊裝法是目前單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝中采用較多的一種方法。
    2006考題:與采用綜合吊裝法相比,采用分件法吊裝的優(yōu)點(diǎn)是(d)。
    A.起重機(jī)開行路線短,停機(jī)點(diǎn)少
    B.能為后續(xù)工序提供工作面
    C.有利于各工種交叉平行流水作業(yè)
    D.起重機(jī)變幅和索具更換次數(shù)少,吊裝效率高
    三、大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)吊裝
    工程中常用的吊裝方法有整體吊裝法、平移法、頂升法及提升法四種。
    (一)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)整體吊裝法施工
    起重設(shè)備可用自行式起重機(jī)或桅桿式起重機(jī)。相對(duì)應(yīng)的吊裝方法有多機(jī)抬吊法和桅桿吊升法兩種。
    1.多機(jī)抬吊法
    一般適用于重量不大和高度較低的屋蓋結(jié)構(gòu),特別是中小型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
    2.桅桿吊升法
    (二)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)平移法施工
    采用平移法可以使屋蓋結(jié)構(gòu)吊裝與室內(nèi)施工同時(shí)進(jìn)行,從而加快施工速度,特別是場(chǎng)地狹窄,起重機(jī)械無法出入時(shí)更為有效。根據(jù)平移方式的不同,平移法可分為滾動(dòng)平移和滑動(dòng)平移兩種。
    (三)頂升法及提升法施工
    頂升法和提升法的共同特點(diǎn)是:網(wǎng)架在地面進(jìn)行總拼,然后用起重設(shè)備垂直地安裝到設(shè)計(jì)標(biāo)高;區(qū)別是:頂升法的千斤頂位于網(wǎng)架之下,提升法的起重設(shè)備位于網(wǎng)架之上。
    由于提升法和頂升法所采用的提升或頂升的設(shè)備較小,用小設(shè)備安裝大型結(jié)構(gòu),故是結(jié)構(gòu)吊裝的一種有效施工方法。提升法適用于周邊支承的網(wǎng)架,頂升法適宜于點(diǎn)支承網(wǎng)架。
    四、升板法施工
    升板結(jié)構(gòu)及其施工特點(diǎn):柱網(wǎng)布置靈活,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)單一;各層板疊澆制作,節(jié)約大量模板;提升設(shè)備簡(jiǎn)單,不用大型機(jī)械;高空作業(yè)減少,施工較為安全;勞動(dòng)強(qiáng)度減輕,機(jī)械化程度提高;節(jié)省施工用地,適宜狹地施工;但用鋼量較大,造價(jià)偏高。
    2001.升板法施工的特點(diǎn)是(D?。?。
    A.需大型起重設(shè)備
    B.高空作業(yè)多
    C.用鋼量少
    D.減少模板用量