鋼結(jié)構(gòu)吊裝機(jī)械及繩索的選擇

1、編制人：張玉柱編制日期：2006.4.25張玉柱目前，鋼結(jié)構(gòu)憑借自重輕、韌性好、施工周期短等特點(diǎn)在廠房建筑及公共 設(shè)施中得到廣泛的應(yīng)用。二十冶金結(jié)分公司安裝處從1980年寶鋼初軋鋼結(jié)構(gòu)廠 房至今，歷經(jīng)25載，施工的項(xiàng)目不計(jì)其數(shù)其中包括輕鋼結(jié)構(gòu)廠房、重型鋼結(jié)構(gòu) 工業(yè)廠房、球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體育場館等，積累了許多寶貴的吊裝經(jīng)驗(yàn)，為以后進(jìn) 行鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工提供了技術(shù)保證。下面就鋼結(jié)構(gòu)吊裝中的大型機(jī)械及鋼絲繩 的選擇做一個(gè)粗淺的分析。一、吊裝機(jī)械選擇1、吊裝機(jī)械選擇的原則：1）滿足吊裝要求。選擇吊裝機(jī)械必須能夠滿足吊裝的需要，這是鋼結(jié)構(gòu)安裝工 程最基本的要求；2）經(jīng)濟(jì)合理。因大型機(jī)械占鋼結(jié)構(gòu)安裝工程施工成4

2、0%50% 以上，所以必須綜合考慮，盡量降低吊裝機(jī)械的使用成本。2、吊裝機(jī)械選擇的依據(jù)：1）合同文件，合同文本中有明確說明的，應(yīng)首先遵從合同約定選擇吊車；2）設(shè)計(jì)圖紙，通過分析設(shè)計(jì)圖紙，考慮吊車站位點(diǎn)，為選擇吊車提供第一手技 術(shù)資料；3）施工組織設(shè)計(jì)，一般施工組織設(shè)計(jì)中都有選擇吊車的噸位及站位點(diǎn)， 但這只是在理論上可行的技術(shù)方案，還需要做進(jìn)一步計(jì)算核實(shí)；4）構(gòu)件最大重 量表，通過對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，計(jì)算構(gòu)件最終的重量，這是選擇吊車最 重要的參數(shù)值；5）構(gòu)件安裝高度，準(zhǔn)確計(jì)算安裝高度，可以更好的計(jì)算吊車主 臂的長度；6）現(xiàn)場地理環(huán)境，由于吊車自重較大，對地面的承載力有很高的要 求，因此吊車站

3、位點(diǎn)必須選擇在合適的位置；7）市場吊車租賃價(jià)格報(bào)表，俗話 說“貨比三家”綜合考慮，選擇最適宜的吊車；8）吊車性能，這是吊車本身所固有的，吊車新舊程度，各項(xiàng)性能指標(biāo)，都是在今后吊裝過程中所必須的。3、冷卻塔結(jié)構(gòu)吊裝：為了能夠更好的說明問題，現(xiàn)以廣州JFE鋼板有限公司40萬t/a熱鍍鋅主 廠房工程中冷卻塔結(jié)構(gòu)吊裝舉例說明。1）結(jié)構(gòu)簡介：冷卻塔段（BC跨8線10線）廠房為全廠最高，檐口標(biāo)高60.2m，最高點(diǎn) 61m，安裝構(gòu)件集中，為廠房結(jié)構(gòu)安裝核心部位并起主導(dǎo)作用。2）冷卻塔柱子最大重量：冷卻塔鋼柱全高65.2m，分四段制作安裝，最大重量從下往上分別為33噸、30噸、38噸、32噸。冷卻塔跨度32.

4、3m，屋面梁分三段制作，現(xiàn)場采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接整 體吊裝，最大重量為20噸。3）吊裝平面站位布置圖：250t履帶吊010001-7.50。出口電氣室i50t帶吊 Jic-4說明：|3600011、冷卻塔立面安裝時(shí)，電氣室必須回填至自然J地面高度，保證地面承載力外13噸/米。|2、冷卻塔第三、四節(jié)鋼柱采用250噸吊車安裝。803、屋面梁利用250噸吊車安裝。4）吊裝立面圖:150t履帶吊接主桿67m說明：1、冷卻塔第一、二節(jié)鋼柱采用150 噸履帶吊安裝；2、冷卻塔第三、四節(jié)鋼柱采用250 噸履帶吊安裝；3、出口電氣室回填至自然地面，強(qiáng) 度達(dá)到127.5Kpa4、屋面梁采用250噸吊車安裝。

5、4）施工現(xiàn)場環(huán)境：a、地質(zhì)條件惡劣，土質(zhì)松軟；b、天氣惡劣，3月5月份廣州地區(qū)屬多雨季節(jié)； c.r房內(nèi)為設(shè)備基礎(chǔ)，必須采用跨外吊裝；d、各專業(yè)交叉作業(yè)，施工難度大。 e、冷卻塔B列外側(cè)為寬20米的出口電氣操作室。5）編制施工方案：a、考慮施工現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境條件，采用跨外吊裝方案，即150噸履帶吊站位于出 口電氣操作室外側(cè)。經(jīng)分析，構(gòu)件重量在35噸左右，再計(jì)算吊車回轉(zhuǎn)半徑，電 氣室寬20米，車身長8.2米，故回轉(zhuǎn)半徑至少為26米，150噸履帶吊在回轉(zhuǎn)半 徑為26米時(shí)根本無法起吊35噸構(gòu)件。b、為了減小吊車回轉(zhuǎn)半徑，必須將電氣室基坑回填至自然地面，并鋪碎石加固， 確保地面承載力為127.5kpa（1

6、3噸/米2）。1、施工前提：主構(gòu)件已全部制作完 畢，能夠保證大機(jī)連續(xù)作業(yè)；2、吊裝前準(zhǔn)備工作：按照施工組織設(shè)計(jì)要求，選 用7150型150噸履帶吊進(jìn)行結(jié)構(gòu)安裝，吊裝場地保證平整以有利于吊車行走及 站位吊裝，在構(gòu)件適當(dāng)位置安裝臨時(shí)爬梯、安全繩及操作平臺(tái)；3、試吊工作： 首先，吊車空載試吊，觀察起吊高度是否滿足要求，是否有其他障礙物阻擋， 最后利用鋼卷尺測量吊裝回轉(zhuǎn)半徑，并記錄數(shù)據(jù)，再者，吊車負(fù)載試吊，在開 闊的場地上吊車將構(gòu)件吊起至剛剛離開地面為準(zhǔn)，指揮吊車盡力趴桿（減小起 吊仰角）達(dá)到滿足吊裝條件的回轉(zhuǎn)半徑為止（一般實(shí)際操作時(shí)都要稍大于所要 求的回轉(zhuǎn)半徑），確認(rèn)沒有任何問題，然后開始提升構(gòu)件至

7、安裝高度，此時(shí)已具 備安裝條件了； 4、正式安裝：指揮吊車緩慢回轉(zhuǎn)至安裝位置，必須時(shí)刻注意吊 車履帶板的變化，若履帶板翹起說明吊車已達(dá)到極限狀態(tài)，這時(shí)非常危險(xiǎn)，必 須采取有效措施，防止意外事故的發(fā)生，當(dāng)構(gòu)件安裝就位后，高難工作已完成， 下步就是找正、連接了； 5、最后，構(gòu)件安裝牢固后，派專人負(fù)責(zé)將吊裝鋼絲繩 的卡扣摘掉，進(jìn)行吊裝下一個(gè)構(gòu)件的準(zhǔn)備工作。c、冷卻塔吊裝平面布置圖：第四節(jié)鋼柱重量32噸，該段鋼柱底面標(biāo)高為46.00米，長度為14.2米。 查閱吊車性能表知，吊車主臂長度只有在70米以下才能滿足要求，但吊車試吊 時(shí)發(fā)現(xiàn)主臂與第三節(jié)鋼柱及42.00米標(biāo)高處水平支撐相碰，無法達(dá)到吊裝要求 的

8、回轉(zhuǎn)半徑。如圖所示：60.20046.00027.00012.000-0.50015000 工作半徑主桿與第三節(jié)柱相碰綁扎15000工作半徑分析250噸履帶吊進(jìn)場時(shí)間對成本的影響解決問題的措施初步確定有以下幾種：提高地面標(biāo)高；將第四節(jié)鋼柱分解成兩段，減輕重量，增加主臂長度；采用大噸位吊裝機(jī)械。經(jīng)分析，第一種方案：必須利用堆沙袋的辦法搭設(shè)平臺(tái)，考慮能夠滿足吊 車高度及受力特點(diǎn)的要求，高度必須大于5米左右，長度大于25米，寬度大于 20米，工程量十分浩大，需要花費(fèi)大量的時(shí)間、人力、物力，不可行；第二種 方案：第四節(jié)柱子重35噸左右，分兩段每段重18噸左右，利用150噸吊車選 用24米回轉(zhuǎn)半徑，76

9、.2米主臂，額定起重量為19.6噸，能夠滿足吊裝要求。 但業(yè)主不同意認(rèn)為鋼柱分五段安裝容易變形，并且高空對接熔透焊接質(zhì)量無法 保證，不能確保等強(qiáng)焊接，故排除；只有采用大噸位吊裝機(jī)械這一種方案了， 但施工機(jī)械費(fèi)用增加了，兩臺(tái)大機(jī)同時(shí)工作構(gòu)件制作不及時(shí)嚴(yán)重浪費(fèi)。我施工 單位綜合考慮各種因素，以服務(wù)業(yè)主為第一宗旨，及時(shí)租賃一臺(tái)CKE2500型250 6噸履帶吊，主臂選用76米，能夠完全滿足吊裝需要，保證了施工正常有序進(jìn)行。經(jīng)過上述分析，吊裝機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑的選擇是吊裝的核心問題，因此，吊裝 對回轉(zhuǎn)半徑要嚴(yán)格控制，起吊前要用鋼卷尺仔細(xì)測量，精確計(jì)算，選擇合理的 吊車站位點(diǎn)。吊裝前對吊車的性能檢查也非常重要

10、，是確保工程安全施工的重 要保證。二、吊裝索具選擇1、白棕繩選擇：白棕繩是起吊輕型構(gòu)件和作為受力不大的纜風(fēng)、溜繩等用的。白棕繩是由植 物纖維搓成線，線繞成股，再股擰成繩。破斷拉力，是指在試驗(yàn)中把繩索拉斷 所需要的力。允許拉力，是指繩索在實(shí)際工作中允許承受的力，可用下列公式 計(jì)算：允許拉力=破段拉力：安全系數(shù)白棕繩的安全系數(shù)：當(dāng)纜風(fēng)用時(shí)采用6；作吊索用時(shí)不小于6；重要處采用10； 舊繩子的允許拉力取新繩的4060%。2、鋼絲繩選擇：1）鋼絲繩是吊裝中的主要繩索。具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，并 在磨損后外部產(chǎn)生許多毛刺，容易檢查，便于預(yù)防事故。2）鋼絲繩分類：右交互捻、做交互捻、右同向捻、

11、左同向捻。吊裝時(shí)一般采用交互捻鋼絲繩，較更，強(qiáng)度較高，吊裝重物時(shí)不易扭結(jié)和旋轉(zhuǎn)。 多層股（不旋轉(zhuǎn)）鋼絲繩主要用于各種起重機(jī)中。6股7絲、7股7絲、6股19絲、6股37絲和6股61絲等幾種。在吊裝中常用的有6X19+1，6X37+1和6X61+1 （后面的1表示一根繩芯），在 繩的直徑相同的情況下，6X19+1鋼絲繩的鋼絲較粗，比較耐磨，但較硬，不易 彎曲，可作纜風(fēng)和吊索；6X37+1鋼絲繩比較柔軟，常用來穿滑車組和作吊索用; 6X61 +1鋼絲繩主要用于重型起重機(jī)械中。3）鋼絲繩的破斷拉力：鋼絲繩的破斷拉力與鋼絲繩的直徑、結(jié)構(gòu)（幾股幾絲） 及鋼絲的強(qiáng)度有關(guān)，其數(shù)值按下式計(jì)算：鋼絲繩破斷拉力二換

12、算系數(shù)X鋼絲繩破 斷拉力總和 式中換算系數(shù) 6 X19+1鋼絲繩取0.85, 6 X 37+1鋼絲繩取 0.82, 6X61+1 鋼絲繩取 0.80。鋼絲的強(qiáng)度極限為155公斤/毫米2,鋼絲繩的破斷拉力，可近似取。破斷拉力50 X直徑X直徑4）鋼絲繩的安全系數(shù)和允許拉力:用途安全系數(shù)用途安全系數(shù)作纜風(fēng)3.5作吊索時(shí)彎曲67用于手動(dòng)起重設(shè)備4.5作捆綁吊索810用于機(jī)動(dòng)起重設(shè)備56用于載人的升降機(jī)14允許拉力二破斷拉力/安全系數(shù)5）本工程吊裝繩索選擇：冷卻塔鋼柱其中最重一段為38噸，采用CKE2500型250噸履帶吊安裝時(shí)， 確定鋼絲繩型號(hào)：采用新鋼絲繩，安全系數(shù)：取6 ；鋼絲繩直徑2=允許拉力

13、X 安全系數(shù)/50。構(gòu)件加繩索及其他輔助配件重量：約40噸，故允許拉力T=40 噸。四股吊裝，安全系數(shù)已經(jīng)考慮繩索角度對承載力的影響，由此簡化每根繩 子承受允許拉力t=10 噸，D= （10000X6/50） 1/2=34.64mm考慮現(xiàn)場實(shí)際情況，我施工單位選擇鋼絲繩型號(hào)6X19+1，直徑36mm。鋼絲繩長度計(jì)算：HL鋼絲繩長度（m）S安全距離，一般取68米L=2/ctgP 且 2Xtg。S=8令。=600 時(shí)，L=2/cos600=4 米，2Xtg600=3.5 米S故不可取當(dāng)S=8 ,求解。二760L=2/COS76=8.27米，鋼絲繩纏繞掛于吊車鉤頭所需長度0.5米，故最后鋼絲繩總長：（8.27+0.5）X4=35.08米， 取L=35米綜上所述，冷卻塔柱子吊裝鋼絲繩：