土木工程施工工程常用起重機械的類型、型號、構造及工作原理

1、土木工程施工工程常用起重機械的類型、型號、構造及工作原理主要內容： 結構安裝工程常用起重機械及其性能和適用范圍； 單層工業(yè)廠房結構的構件安裝工藝、安裝方法及安裝方案； 結構安裝工程的質量要求及安全措施。 學習要求： 了解結構安裝工程常用起重機械的類型、型號、構造及工作原理，重點掌握履帶式起重機的構造、特點，起重參數及相互關系，能正確地選擇其型號； 熟悉單層工業(yè)廠房結構安裝的全過程，掌握單層工業(yè)廠房結構構件的安裝工藝、安裝方法； 掌握結構安裝的質量要求及安全措施。 土木工程施工*概述*1、若干基本概念混凝土結構鋼結構現澆結構裝配式結構裝配整體式結構預制、安裝而成。*結構安裝工程利用機械設備將裝配

2、式結構的各類構件安裝至設計位置的整個施工過程。 區(qū)別于現場施工中的“運輸體系”現場支模并整體澆筑混凝土而成；以預制構件為主要受力構件，經裝配、連接而成；土木工程施工*2、裝配式結構房屋基本構造*1）、裝配式框架結構房屋基本構造 基礎、柱、主梁、次梁、樓板等*2）、單層工業(yè)廠房基本構造基礎柱吊車梁屋架屋面板其它基礎梁（上砌圍護結構）、圈梁及連系梁（增強結構整體剛度及墻體的整體性）、天窗架、支撐（增強房屋整體性和總體剛度、改善傳力途徑）等多為現澆混凝土杯形基礎多為混凝土柱，有牛腿土木工程施工單層工業(yè)廠房構造示意基礎梁柱基礎抗風柱屋架吊車梁天窗架屋面板*3、單層工業(yè)廠房主體結構施工工藝程序* 場地平

3、整、布置構件制作位置 （柱、吊車梁、屋架、天窗架）構件制作 確定起重機開行路線 機械進場 構件就位 柱吊裝 基礎梁、吊車梁、連系梁吊裝 屋架、天窗架、屋面板吊裝 圍護墻體砌筑 土木工程施工 起重機械與設備桅桿式起重機自行桿式起重機塔式起重機獨腳把桿人字把桿懸臂把桿牽纜式把桿履帶式起重機汽車式起重機輪胎式起重機軌道式塔式起重機爬升式塔式起重機附著式塔式起重機土木工程施工1、桅桿式起重機獨腳把桿牽纜式把桿人字把桿懸臂把桿土木工程施工2、自行桿式起重機土木工程施工*1）、履帶式起重機起重量起重高度回轉半徑 履帶式起重機起重性能曲線 履帶式起重機起重性能參數及相互關系： 起重量、起重高度和回轉半徑。

4、當回轉半徑增加時，起重量減小、起重高度減少?；剞D半徑起重高度起重量土木工程施工 汽車式起重機是將起重機構安裝在通用或專用汽車底盤上的全回轉起重機。 該機轉移迅速，對路面損傷小，但吊重時需使用支腿，因此不能負重行駛，也不適合在松軟或泥濘的地面上工作。 汽車式起重機適用于構件運輸裝卸作業(yè)和結構吊裝作業(yè)。*2）、汽車式起重機土木工程施工*3）、輪胎式起重機 輪胎式起重機在構造上與履帶式起重機基本相似，其行走裝置采用輪胎。起重機構及機身裝在特制的底盤上，能全回轉，有可伸縮的支腿，起重時，利用支腿增加機身的穩(wěn)定，并保護輪胎。必要時，支腿下可家墊塊，以擴大支承面。 輪胎式起重機的特點與汽車式起重機相同。均

5、用于一般工業(yè)廠房結構吊裝。土木工程施工3、塔式起重機*2)、軌道式塔式起重機*3)、附著式塔式起重機*1)、爬升式塔式起重機土木工程施工4、起重設備設備卷揚機滑輪組橫吊梁提升機土木工程施工 在圖所示的情況下吊裝構件，起重機的穩(wěn)定性最差，此時以履帶中心A點為傾覆點，分別按以下條件進行驗算。履帶式起重機的穩(wěn)定性驗算 土木工程施工5.2 混凝土結構安裝工程 混凝土構件的制作分為工廠制作和現場制作。 中小型構件，如屋面板、吊車梁等，多采用工廠制作； 大型構件或尺寸較大不便運輸的構件，如屋架、梁、柱等，則采用現場制作。 盡可能采用疊澆法制作，疊層數量由地基承載能力和施工條件確定，一般不超過4層，上下層之

6、間應做好隔離層，上層構件的澆筑應待下層構件混凝土達到設計強度的30%后才可進行。 混凝土構件的制作，可采用臺座、鋼平模和成組立模等方法。1、構件的制作土木工程施工2、構件的運輸和堆放 多為汽車運輸，也可采用鐵路和水路運輸。 高寬比過大的構件或多層疊放運輸的構件，應采用設置工具或支承框架、固定架、支撐等予以固定。 運輸道路應堅實平整，有足夠的轉彎半徑和寬度，運速適當，行駛平穩(wěn)，構件運輸時混凝土強度應滿足設計要求，若設計無要求時，則不應低于設計強度等級的75。 構件應按照施工組織設計的平面布置圖進行堆放，避免出現二次搬運。堆放構件時，應使構件堆放狀態(tài)符合設計受力狀態(tài)。土木工程施工構件的運輸土木工程

7、施工* 主要構件： 單層廠房柱、框架柱、吊車梁、屋架、天窗架及屋面板3、構件安裝*1）、構件安裝一般工藝： 綁扎起吊對位臨時固定校正最后固定土木工程施工*2）、單層廠房柱子安裝 柱的綁扎方法、綁扎位置和綁扎點數應視柱的形狀、長度、截面、配筋、起吊方法及起重機性能等因素而定。 綁扎點的確定：柱起吊時吊離地面的瞬問由自重產生時彎矩最大，其最合理的綁扎點位置，應按柱產生的正負彎矩絕對值相等的原則來確定。一般中小型柱(自重13t以下)大多采用一點綁扎；重柱或配筋少而細長的柱(如抗風柱)為防止在起吊過程中柱身斷裂，常采用兩點甚至三點綁扎。對于有牛腿的柱，其綁扎點應選在牛腿以下200mm處。工字形斷面和雙

8、肢柱，應選在矩形斷面處 。*（1）柱的綁扎土木工程施工 當柱平臥起吊的抗彎能力滿足要求時，可采用斜吊綁扎。該方法的特點是柱不需翻身，起重鉤可低于柱頂，當柱身較長，起重機臂長不夠時，用此法較方便，但因柱身傾斜，就位時對中較困難。*斜吊綁扎法 土木工程施工當柱平臥起吊的抗彎能力不足時，吊裝前需先將柱翻身后再綁扎起吊，這時就要采取直吊綁扎法。吊索從柱的兩側引出，上端通過卡環(huán)或滑輪掛在鐵扁擔上；起吊時，鐵扁擔位于柱頂上，柱身呈垂直狀態(tài)，便于柱垂直插入杯口和對中、校正。但由于鐵扁擔高于校頂，須用較長的起重臂。*直吊綁扎法土木工程施工 當柱身較長，一點綁扎和抗彎能力不足時可采用兩 點綁扎起吊。*兩點綁扎法

9、 土木工程施工*（2）、柱的起吊 起重機邊升鉤，邊回轉起重臂，使柱繞柱腳旋轉而呈直立狀態(tài)，然后將其插入杯口中。其特點是；柱在平面布置時，柱腳靠近基礎，為使其在吊升過程中保持一定的回轉半徑(起重臂不起伏)，應使柱的綁扎點、柱腳中心和杯口中心點三點共弧。*旋轉法 土木工程施工 柱起吊時，起重機只升鉤，起重臂不轉動，使柱腳沿地面滑升逐漸直立，然后插入基礎杯口。其特點是：起吊時，柱的綁扎點布置在杯口附近，并與杯口中心位于起重機的同一工作半徑的圓孤上，以便將柱子吊離地面后，稍轉動起重臂桿，就可就位。*滑行法土木工程施工*雙機抬吊旋轉法 當柱子體型、重量較大，一臺起重機為性能所限，不能滿足吊裝要求時，可采

10、用兩臺起重機聯合起吊。其起吊方法可采用旋轉法(兩點抬吊)和滑行法(一點抬吊)。 雙機抬吊旋轉法是用一臺起重機抬柱的上吊點，另一臺抬柱的下吊點，柱的布置應使兩個吊點與基礎中心分別處于起重半徑的圓弧上；兩臺起重機并立于柱的一側。土木工程施工*雙機抬吊滑行法 雙機抬吊滑行法柱的平面布置與單機起吊滑行法基本相同。兩臺起重機相對而立，其吊鉤均應位于基礎上方(圖1-5-34)。起吊時、兩臺起重機以相同的升鉤、降鉤、旋轉速度工作。故宜選擇型號相同的起重機。土木工程施工*雙機抬吊負荷分配式中 ：Q柱的重量(t)； Pl第一臺起重機的負荷(t)； P2第二臺起重視的負荷(t)； dl、d2分別為起重機吊點至柱重

11、心的距離(m)； 1.25雙機抬吊可能引起的超負荷系數，若有不超荷的保證措施，可不乘此系數 采用雙機抬吊，為使各機的負荷均不超過該機的起重能力，應進行負荷分配： P1 = 1.25 Qd2 / (d1+d2) P2 = 1.25 Qd1 / (d1+d2) 土木工程施工*（3）、柱的對位與臨時固定 柱腳插入杯口后，應懸離杯底3050mm處進行對位。對位時。應先沿柱子四周向杯口放入8只楔塊，并用撬棍撥動柱腳，使柱子安裝中心線對準杯口上的安裝中心線，保持柱子基本垂直。當對位完成后點，即可落鉤將柱腳放入杯底，并復查中線，待符合要求后，即可將楔子打緊，使之臨時固定。當柱基的杯口深度與柱長之比小于l20

12、，或具有較大牛腿的重型柱，還應增設帶花籃螺絲的纜風繩或加斜撐等措施加強柱臨時固定的穩(wěn)定。土木工程施工*（4）、柱的校正 柱的校正包括平面位置校正、垂直度校正和標高校正。 平面位置的校正，在柱臨時固定前進行對位時就已完成； 柱標高則在吊裝前已通過按實際校長調整杯底標高的方法進行了校正。 垂直度的校正，則應在柱臨時固定后進行。 柱垂直度的校正方法、對中小型柱或垂直偏差值較小時，可用敲打楔塊法；對重型柱則可用千斤頂法、鋼管撐桿法、纜風繩校正法。土木工程施工柱子垂直度校正土木工程施工*（5）、柱的最后固定 二次澆筑混凝土 柱校正后，應將楔塊以每兩個一組對稱、均勻、分次打緊，并立即進行最后固定。其方法是

13、在柱腳與杯口的空隙中澆筑比柱混凝土強度等級高一級的細石混凝土。混凝土的澆筑分兩次進行。第一次澆至楔塊底面，待混凝土達到25的強度后，拔去楔塊，再澆筑第2次混凝土至杯口頂面，并進行養(yǎng)護；待第二次澆筑的混凝土強度達到75設計強度后，方能安裝上部構件。土木工程施工*3）、裝配式框架柱的安裝 裝配式框架結構由柱、主梁、次梁、樓板等組成。 結構柱截面一般為方形或矩形。為了便于預制和吊裝，各層柱的截面應盡量保持不變，而以改變混凝土強度等級來適應荷載變化。當采用塔式起重機進行吊裝時，柱長以12層樓高為宜；對于45層框架結構，若采用履帶式起重機吊裝，則柱長通常采用一節(jié)到頂的方案，柱與柱的接頭宜設在彎矩較小的地

14、方或梁柱節(jié)點處。土木工程施工*4）、吊車梁的安裝* 綁扎、起吊：兩點綁扎、對稱起吊* 對位、校正：校正內容標高、平面位置、垂直度* 最后固定：吊車梁吊裝吊車梁垂直度校正吊車梁平面位置校正直線度、跨距 根據柱的定位軸線用經緯儀和鋼尺準確地校好一跨內兩端的四根吊車梁的縱軸線和軌距，再依據校正好的端部吊車梁，沿其軸線拉上鋼絲通線，兩端墊高200mm左右，并懸掛重物拉緊，逐根撥正吊車梁。*（1）、通線法：土木工程施工 根據柱和吊車梁的定位軸線間的距離(一般為750mm)，逐根撥正吊車梁的安裝中心線。 吊車梁校正后，應立即焊接牢固，并在吊車梁與柱接頭的空隙處澆筑細石混凝土進行最后固定。*（2）、平行移軸

15、法土木工程施工*5）、屋架的安裝 鋼筋混凝土屋架一般在施工現場平臥重疊預制，吊裝前尚應將屋架扶直和就位。屋架是平面受力構件，扶直時在自重作用下屋架承受平面外力：部分改變了構件的受力性質，特別是*（1）、扶直上弦桿易撓曲開裂。因此，需事先進行吊裝應力驗算，如截面強度不夠，則應采取加固措施。土木工程施工*、正向扶直 起重機位于屋架下弦一側，首先以吊鉤中心對準屋架上弦中點，收緊吊鉤，然后略略起臂使屋架脫模，接著起重機升鉤并升臂使屋架以下弦為軸緩慢轉為直立狀態(tài)。土木工程施工*、反向扶直 起重機位于屋架上弦一側，首先以吊鉤對準屋架上弦中點；接著升鉤并降臂。使屋架以下弦為軸緩慢轉為直立狀態(tài)。 正向扶直與反

16、向扶直的區(qū)別在于扶直過程中，一升臂，一降臂，以保持吊鉤始終在上弦中點的垂直上方。升臂比降臂易于操作且比較安全，應盡可能采用正向扶直。土木工程施工*（2）、綁扎 屋架的綁扎點應選在上弦節(jié)點處，左右對稱，并高于屋架重心，以免屋架起吊后晃動和傾翻。吊索與水平線的夾角不宜小于45，以免屋架承受過大的橫向壓力。必要時，為了減小綁扎高度及所受的橫向壓力可采用橫吊梁。 吊點的數目及位置與屋架的型式和跨度有關，一般應經吊裝驗算確定。 當屋架跨度小于或等于18m時，采用兩點綁扎(圖a)；當跨度為1824m時，采用四點綁扎(圖b)；當跨度為3036m時，采用9m橫吊梁，四點綁扎(圖c)；側向剛度較差的屋架，必要時

17、應進行臨時加固(圖d)。 土木工程施工*（3）、起吊、臨時固定 屋架的起吊是先將屋架吊離地面約500mm，然后將屋架轉至吊裝位置下方，再將屋架吊升超過往頂約300mm，然后將屋架緩饅放至柱頂，對準建筑物的定位軸線。該軸線在屋架吊裝前已用經緯儀放到了柱頂。 屋架的臨時固定方法是：第一榀屋架用四根纜風繩從兩邊將屋架拉牢，亦可將屋架臨時支撐在抗風柱上。其他各榀屋架的臨時固定是用兩根工具式支撐(屋架校正器)撐在前一榀屋架上。土木工程施工*（4）、校正與最后固定 屋架的校正一般可采用校正器校正，第一榀屋架則可用纜風繩進行校正。 屋架的垂直度可用經緯儀或線錘進行檢查。 屋架校正完畢后，立即用電焊最后固定。

18、焊接時，應先焊接屋架兩端成對角線的兩側邊，避免兩端同側施焊，以免因焊縫收縮使屋架傾斜。土木工程施工*6）、天窗架的安裝 天窗架可與屋架組合一次安裝，亦可單獨安裝，視起重機的起重能力和起吊高度而定。前者高空作業(yè)少，但對起重機要求較高，后者為常用方式，安裝時需待天窗架兩側屋面板安裝后進行。 鋼筋混凝土天窗架一般可采用兩點或四點綁扎。其校正、臨時固定亦可用纜風、木撐或臨時固定器(校正器)進行。土木工程施工*7）、屋面板的安裝 屋面板、橋面板等均預埋有吊環(huán)，為充分發(fā)揮起重機效率，一般采用一鉤多吊。板的安裝應自兩邊檐口左右對稱地逐塊安向屋脊或兩邊左右對稱地逐塊吊向中央，以免支承結構不對稱受荷，有利于下部

19、結構的穩(wěn)定。板就位、校正后，應立即與屋架上弦或支承梁焊牢。土木工程施工4、結構吊裝方案 結構吊裝方案的內容主要包括：結構吊裝方法的選擇，起重機械的選擇、起重機的開行路線及構件的平面布置等。 起重機每開行一次，僅吊裝一種或一類種構件。*1）、結構吊裝方法 *（1）、分件吊裝法 特點：索具不需經常更換，操作熟練、吊裝效率高，能充分發(fā)揮起重機的工作性能，平面布置也比較容易。因此，一般單層工業(yè)廠房的結構安裝多采用此法。 但起重機開行路線長，不能迅速形成穩(wěn)定的空間結構，這在吊裝時要加以注意。 土木工程施工起重機僅開行一次就安裝完所有的結構構件。*（2）、綜合吊裝法 特點：起重機開行路線短，停機次數少，能

20、及早為下道工序交出工作面。 但索具更換頻繁，影響吊裝效率。 校正及固定的時間緊，誤差積累后不易糾正；構件供應種類多變，平面布置雜亂，不利文明施工。 土木工程施工 選擇起重機的起重量，必須大于所吊裝構件的重量與索具重量之和： QQ1Q2式中：Q 起重機的起重量（kN）； Q1 構件的重量（kN）； Q2 索具的重量（kN）。 *2）、起重機的選擇*（1）、起重機類型的選擇選擇起重機的類型主要考慮其可行性、合理性和經濟性。 *（2）、起重機型號的選擇*起重量土木工程施工必須滿足所吊裝的構件的安裝高度要求，即： H = h1 h2 h3 h4 *起重高度土木工程施工式中：H起重高度h1構件的安裝高度

21、h2安裝間隙(0.3m)h3綁扎點至構件底面的距離h4索具高度土木工程施工 L l1+l2 = + 式中 L 起重臂的長度（m）； h 起重臂底鉸至構件吊裝支座的高度（m）， h = h1 E ； q起重鉤需跨過已吊裝好的構件的水平距離（m）； g起重臂軸線與已安裝好的構件的水平距離，至少取1m； 吊裝時的起重仰角。*起重半徑 土木工程施工為求最小桿長，對上式進行微分，并令 = 0 = h / (a+g) 1/ 3 然后根據實際選定的L及 值可計算出起重半徑R R = F + Lcos 土木工程施工1、起重機的選擇及工作參數計算 根據廠房基本概況及現有起重設備條件，初步選用W1-100型履帶式

22、起重機進行結構吊裝。主要構件吊裝的參數計算如下： 某車間為單層、單跨18m的工業(yè)廠房，柱距6m，共13個節(jié)間，廠房平面圖、剖面圖如圖所示，主要構件尺寸如圖所示，車間主要構件一覽表見表所示?！纠繂螌庸I(yè)廠房結構吊裝實例土木工程施工廠房軸線 構件名稱及編號 構件數量 構件質量 (t)構件長度(m) 安裝標高(m) (A).(B).(1).(14)基礎梁JL 321.515.95(A).(B)連系梁LL 261.755.95+6.60(A).(B)(A).(B)(A/1).(B/2)柱Z1柱Z2柱Z3 42447.037.035.812.2012.2013.89-1.40-1.40-1.20(1)

23、(14)屋架YWJ18 -1144.9517.70+10.80(A).(B)(A).(B)吊車梁 DL-8Z DL-8B2243.953.955.955.95+6.60+6.60屋面板YWB1561.305.97+13.80(A).(B)天溝板TGB261.075.97+11.40表 車間主要構件一覽表 土木工程施工（1） 柱 柱子采用一點綁扎斜吊法吊裝。 柱Z1、Z2要求起重量：Q=Q1+Q2=7.03+0.2=7.23（t） 柱Z1、Z2要求起升高度（如圖 所示）： H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+7.05+2.0=9.35（m） 柱Z3要求起重量：Q=Q1+Q2=5.8+0.2=

24、6.0（t） 柱Z3要求起升高度（如圖 所示）： H=h1+h2+h3+h4=0+0.30+11.5+2.0=13.8（m）（2） 屋架 屋架要求起重量：Q=Q1+Q2=4.95+0.2=5.15（t） 屋架要求起升高度（如圖 所示）： H=h1+h2+h3+h4=10.8+0.3+1.14+6.0=18.24（m） 土木工程施工土木工程施工（3） 屋面板 吊裝跨中屋面板時，起重量： Q=Q1+Q2=1.3+0.2=1.5（t） 起升高度（如圖所示）： H=h1+h2+h3+h4=(10.8+2.64)+0.3+0.24+2.5=16.48（m） 起重機吊裝跨中屋面板時，起重鉤需伸過已吊裝好的

25、屋架上弦中線f=3m，且起重臂中心線與已安裝好的屋架中心線至少保持1m的水平距離，因此，起重機的最小起重臂長度及所需起重仰角為 土木工程施工 根據上述計算，選W1-100型履帶式起重機吊裝屋面板，起重臂長L取23m，起重仰角=55，則實際起重半徑為R=F+Lcos=1.3+23cos55=14.5（m）查W1-100型23m起重臂的性能曲線或性能表知，時，Q=2.3t1.5t，H=17.3m16.48m，所以選擇W1-100型23m起重臂符合吊裝跨中屋面板的要求。土木工程施工 以選取的L=23m，=55復核能否滿足吊裝跨邊屋面板的要求。 起重臂吊裝(A)軸線最邊緣一塊屋面板時起重臂與(A)軸線的夾角