1、6 结构安装工程,主要内容： 结构安装工程常用起重机械及其性能和适用范围； 单层工业厂房结构的构件安装工艺、安装方法及安装方案； 多层装配式框架结构的安装方法；,学习要求： 了解结构安装工程常用起重机械的类型、型号、构造及工作原理，重点掌握履带式起重机的构造、特点，起重参数及相互关系； 熟悉单层工业厂房结构安装的全过程，掌握单层工业厂房结构构件的安装工艺、安装方法； 了解多层装配式框架结构的安装方案和安装方法；,6.1 起重机械,本 章 内 容,6.2 单层工业厂房结构安装,6.3 多层装配式框架结构安装,6.1 起重机械,结构安装工程常用的起重机械有桅杆式起重机、自行式起重机和塔式起重机。,
2、6.1.1 桅杆式起重机,桅杆式起重机按其构造不同，可分为独脚拔杆、人字拔杆、悬臂拔杆和牵缆式桅杆起重机等。,6.1.1.1 独脚拔杆,独脚拔杆按制作的材料不同，可分为木独脚拔杆、钢管独脚拔杆、金属格构式独脚拔杆等。 独脚拔杆由拔杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成，如图6.1（a）所示。,6.1.1.2 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2030，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1/31/2，如图6.1（b）所示。,6.1.1.3 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
3、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，如图6.1（c）所示。,6.1.1.4 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。如图6.1（d）所示。,6.1.2 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。,6.1.2.1 履带式起重机,履带式起重机是一种具有
4、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。,履带式起重机的主要技术参数：起重量、起重高度和起重半径。起重量、起重高度和回转半径的大小与起重臂长度有关。,图8-9 W100型履带式起重机 工作曲线1起重臂长23m时H-R曲线；2起重臂长23m时Q-R曲线；3起重臂长13m时H-R曲线；4起重臂长13m时Q-R曲线。,当起重臂长度一定时：仰角增大，起重量和起重高度的增加，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。,图8-9 W100型履带式起重机 工作曲线 1起重臂长23m时H-R曲线；
5、 2起重臂长23m时Q-R曲线； 3起重臂长13m时H-R曲线； 4起重臂长13m时Q-R曲线。,6.1.2.2 汽车式起重机,汽车式起重机是自行式全回转起重机，起重机构安装在汽车的通用或专用底盘上，如图6.5所示。,6.1.2.3 轮胎式起重机,轮胎式起重机是把起重机构安装在加重轮胎和轮轴组成的特制底盘上的全回转起重机，如图6.6所示。,6.1.3 塔式起重机,塔式起重机的类型较多，按结构与性能特点分为两大类：一般式塔式起重机与自升式塔式起重机。,6.1.3.1 一般式塔式起重机,适用于结构吊装及材料装卸工作，如图6.7所示。,图6-13 塔式起重机 1从动台车；2 下节塔身； 3 上节塔身
6、；4 卷扬机构； 5 操纵室；6 吊臂； 7 塔顶；8 平衡臂； 9 吊钩；10 驱动台车,行走式,塔式起重机,6.1.3.2 自升式塔式起重机,自升式塔式起重机的型号较多，如QTZ50、QTZ60、QTZ100、QTZ120等。 多功能塔式起重机可附着、可固定、可行走、可爬升，是一种上旋转、变幅自升式塔式起重机，随着建筑物的增高，利用液压顶升系统而逐步自行接高塔身。,爬升式塔式起重机又称内爬式塔式起重机。通常安装在建筑物的电梯井或特设的开间内，也可安装在筒形结构内。塔身高度只有20m左右，依靠爬升机构随着结构的升高而升高，一般每建造38m，起重机爬升一次。,如下图所示,内爬式,塔式起重机,爬
7、升式起重机优点起重机以建筑物作支承，塔身短，起重高度大； 不占建筑物外围空间；缺点司机作业不易看到起吊全过程，需靠信号指挥； 施工结束后拆卸复杂，一般需设辅助起重机拆卸。,直接固定在建筑物或构筑物近旁的混凝土基础上，随着结构的升高，不断自行接高塔身，使起重高度不断增加。为了塔身稳定，塔身每隔20m高度左右用系杆与结构锚固。,附着式,塔式起重机,构件的弹线与编号,柱子 在柱身三面弹出中心线。 屋架 屋架上弦顶面上应弹出几何中心线，并将中心线延至屋架两端下部，再从跨度中央向两端分别弹出天窗架、屋面板的安装定位线。 吊车梁 在吊车梁的两端及顶面弹出安装中心线。,6.2 单层工业厂房结构安装,6.2.
8、1 准备工作,6.2.2.1 柱子吊装,（1） 绑扎 柱的绑扎方法、绑扎位置和绑扎点数，应根据柱的形状、长度、截面、配筋、起吊方法和起重机性能等确定。常用的绑扎方法有：一点绑扎斜吊法 如图6.14（a）所示 一点绑扎直吊法 如图6.14（b）所示 两点绑扎斜吊法 如图6.15（a）所示 两点绑扎直吊法 如图6.15（b）所示,6.2.2 构件的吊装工艺,（2） 柱的吊升 旋转法 采用旋转法吊装柱子时，柱的平面布置宜使柱脚靠近基础，柱的绑扎点、柱脚中心与基础中心三点宜位于起重机的同一起重半径的圆弧上，如图6.16所示。 滑行法 柱吊升时，起重机只升钩，起重臂不转动，使柱顶随起重钩的上升而上升，柱
9、脚随柱顶的上升而滑行，直至柱子直立后，吊离地面，并旋转至基础杯口上方，插入杯口。如图6.17所示。,柱的旋转法与滑行法吊升方法对比,（3）对位和临时固定 柱子对位是将柱子插入杯口并对准安装准线的一道工序。 临时固定是用楔子等将已对位的柱子作临时性固定的一道工序。如图6.18所示。 （4）柱的校正柱子校正是对已临时固定的柱子进行全面检查（平面位置、标高、垂直度等）及校正的一道工序。柱子校正包括平面位置、标高和垂直度的校正。如图6.19所示。,（5）柱子最后固定 其方法是在柱脚与杯口之间浇筑细石混凝土，其强度等级应比原构件的混凝土强度等级提高一级。细石混凝土浇筑分两次进行，如图6.20所示。,6.
10、2.2.2 吊车梁的吊装,（1）绑扎、吊升、对位和临时固定,吊车梁绑扎时，两根吊索要等长，绑扎点对称设置，吊钩对准梁的重心，以使吊车梁起吊后能基本保持水平，如图6.21所示。,（2）校正及最后固定 吊车梁的校正主要包括标高校正、垂直度校正等。 吊车梁的标高主要取决于柱子牛腿的标高。 吊车梁直线度的检查校正方法有通线法、平移轴线法等。,通线法 如图6.22所示 平移轴线法 如图6.23所示吊车梁的最后固定，是在吊车梁校正完毕后，用连接钢板等与柱侧面、吊车梁顶端的预埋铁相焊接，并在接头处支模浇筑细石混凝土。,6.2.3 结构安装方案,在拟定单层工业厂房结构安装方案时，应着重解决起重机的选择、结构安
11、装方法、起重机的开行路线和构件的平面布置等。,6.2.3.1 起重机的选择,（1）起重机的选择主要包括选择起重机的类型和型号。一般中小型厂房多选择履带式等自行式起重机；当厂房的高度和跨度较大时，可选择塔式起重机吊装屋盖结构；在缺乏自行式起重机或受到地形的限制，自行式起重机难以到达的地方，可选择桅杆式起重机。,（2） 起重机型号及起重臂长度的选择, 起重量 起重机的起重量Q应满足下式要求：式中 Q1构件质量，t；Q2索具质量，t。 起重高度 起重机的起重高度必须满足所吊构件的吊装高度要求，如图6.28所示：, 起重半径（也称工作幅度）,当起重机可以不受限制地开到构件吊装位置附近吊装构件时，对起重
12、半径没有什么要求。 当起重机不能直接开到构件吊装位置附近去吊装构件时，就需要根据起重量、起重高度、起重半径三个参数，查阅起重机的性能表或性能曲线来选择起重机的型号及起重臂的长度。 当起重机的起重臂需要跨过已安装好的结构构件去吊装构件时，为了避免起重臂与已安装的结构构件相碰，则需求出起重机的最小臂长及相应的起重半径。此时，可用数解法或图解法。,A 数解法求所需最小起重臂长（图6.29（a） 式中 L起重臂的长度，m；h起重臂底铰至构件（如屋面板）吊装支座的高度，m； h=h1-Eh1停机面至构件（如屋面板）吊装支座的高度，m；f起重钩需跨过已安装结构构件的距离，m；g起重臂轴线与已安装构件间的水
13、平距离；E起重臂底铰至停机面的距离，m；起重臂的仰角。,以求得的角代上式，即可求出起重臂的最小长度，据此，可选择适当长度的起重臂，然后根据实际采用的起重臂及仰角计算起重半径R：根据计算出的起重半径R及已选定的起重臂长度L，查起重机的性能表或性能曲线，复核起重量Q及起重高度H，如能满足吊装要求，即可根据R值确定起重机吊装屋面板时的停机位置。,6.2.3.2 结构安装方法及起重机开行路线,（1） 结构安装方法单层工业厂房的结构安装方法有分件安装法和综合安装法两种。 分件安装法 起重机在车间内每开行一次仅安装一种或两种构件。通常分三次开行安装完所有构件。如图6.30所示。 综合安装法综合安装法是指起
14、重机在车间内的一次开行中，分节间安装完所有的各种类型的构件。,分件吊装法起重机第一次开行，吊完 全部柱子，并完成校正和最后 固定工作。,（2） 起重机的开行路线及停机位置吊装屋架、屋面板等屋面构件时，起重机宜跨中开行；吊装柱子时，则视跨度大小、构件尺寸、质量及起重机性能，可沿跨中开行或跨边开行，如图6.31所示。 图6.32是一个单跨车间采用分件安装法时起重机的开行路线及停机位置图。,6.3 多层装配式框架结构安装,多层装配式框架结构可分为全装配式框架结构和装配整体式框架结构。 全装配式框架结构是指柱、梁、板等均由装配式构件组成的结构，按其主要传力方向的特点可分为横向承重框架结构和纵向承重框架
15、结构两种。 装配整体式框架结构又称半装配框架体系，其主要特点是柱子现浇，梁、板等预制。,装配整体式框架的施工有以下三种方案： 先现浇每层柱，拆模后再安装预制梁、板，逐层施工。 先支柱模和安装预制梁，浇筑柱子混凝土及梁柱节点处的混凝土，然后安装预制楼板。 先支柱模，安装预制梁和预制板后浇筑柱子混凝土及梁柱节点和梁板节点的混凝土。,6.3.1 起重机械的选择,装配式框架结构吊装时，起重机械的选择要根据建筑物的结构形式、建筑物的高度（构件最大安装高度）、构件质量及吊装工程量等条件决定。 多层装配式框架结构吊装机械常采用塔式起重机、履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机等。 塔式起重机的型号主要根据
16、建筑物的高度及平面尺寸、构件的质量以及现有设备条件来确定。 塔式起重机的工作参数为：起重量Q（t）、起重半径R（m）和起重高度H（m）。,起重机的类型选择,选择起重机类型需综合考虑的因素： 结构的跨度、高度、构件重量和吊装工程量； 施工现场条件； 工期要求； 施工成本要求； 本企业或本地区现有起重设备状况。,一般来说，吊装工程量较大的单层装配式结构宜选用履带式起重机；工程位于市区或工程量较小的装配式结构宜选用汽车式起重机；道路遥远或路况不佳的偏僻地区吊装工程则可考虑独脚或人字扒杆或桅杆式起重机等简易起重机械。,对多层装配式结构，常选用大起重量的履带式起重机或塔式起重机；对高层或超高层装配式结构
17、则需选用附着式塔式起重机。,6.3.2 起重的平面布置及构件吊装方法,起重机的平面布置方案主要根据房屋形状及平面尺寸、现场环境条件、选用的塔式起重机性能及构件质量等因素来确定。 一般情况下，起重机布置在建筑物外侧，有单侧布置及双侧（或环形）布置两种方案，如图6.46所示。,（1） 单侧布置房屋宽度较小，构件也较轻时，塔式起重机可单侧布置。此时，起重半径应满足：Rb+a 式中 R塔式起重机起吊最远构件时的起重半径，m；b房屋宽度，m；a房屋外侧至塔式起重机轨道中心线的距离，一般约为3m。,（2） 双侧布置（或环形布置） 房屋宽度较大或构件较重时，单侧布置起重力矩不能满足最远的构件的吊装要求，起重
18、机可双侧布置。双侧布置时起重半径应满足：,（3） 结构吊装方法 分件吊装法是起重机每开行一次吊装一种构件，如先吊装柱，再吊装梁，最后吊装板。分件吊装法又分为分层分段流水作业及分层大流水两种。 采用综合吊装法吊装构件时，一般以一个节间或几个节间为一个施工段，以房屋的全高为一个施工层来组织各工序的施工，起重机把一个施工段的所有构件按设计要求安装至房屋的全高后，再转入下一施工段施工。,6.3.3 构件吊装工艺,多层装配式框架结构的结构形式有梁板式结构和无梁楼盖结构两类。 梁板式结构是由柱、主梁、次梁、楼板组成。 主梁（框架梁）沿房屋横向布置，与柱形成框架；次梁（纵梁）沿房屋纵向布置，在施工时起纵向稳
19、定作用。 多层装配式框架结构柱一般为方形或矩形截面。,6.3.3.1 柱的吊装,（1） 绑扎 普通单根柱（长10m以内）采用一点绑扎直吊法。,（3） 柱的临时固定及校正 上节柱吊装在下节柱的柱头上时，视柱的质量不同，采用不同的临时固定和校正方法。 框架结构的内柱，四面均用方木临时固定和校正，如图6.51（a）； 框架边柱两面用方木，另一面用方木加钢管支撑做临时固定和校正，如图6.51（b）； 框架的角柱两面均用方木加钢管支撑临时固定和校正，如图6.51（c）。,（2） 起吊 柱的起吊方法与单层工业厂房柱吊装相同，一般采用旋转法。,（4） 柱接头施工 柱接头的形式如图6.52所示，有榫式接头、插
20、入式接头和浆锚式接头三种。 榫式接头 上柱和下柱外露的受力钢筋用剖口焊焊接，配置一定数量的箍筋，最后浇灌接头混凝土以形成整体。, 插入式接头 插入式接头是将上柱做成榫头，下柱顶部做成杯口，上柱插入杯口后用水泥砂浆灌筑填实。 浆锚式接头 浆锚式接头是将上柱伸出的钢筋插入下柱的预留孔中，然后用浇筑柱子混凝土所用水泥配制11水泥砂浆，或用52.5MPa水泥配制不低于M30的水泥砂浆灌缝锚固上柱钢筋形成整体。,6.3.3.2 梁与柱接头,梁柱接头的做法很多，常用的有明牛腿式刚性接头、齿槽式梁柱接头、浇注整体式梁柱接头、钢筋混凝土暗牛腿梁柱接头、型钢暗牛腿梁柱接头等。 图6.53为明牛腿式刚性接头。 图
21、6.54为齿槽式梁柱接头。 图6.55为上柱带榫头的浇注整体式梁柱接头。,6.4 大跨度结构吊装,大跨度结构可分为平面结构和空间结构两大类。平面结构有桁架、刚架与拱等，空间结构则有网架、薄壳、悬索等结构。,大跨度结构的特点是跨度大、构件重、安装位置高。,四台吊机联合吊装宣城电厂干煤棚拱形网架,是把网架分成条状或块状单元，分别吊装就位拼成整体的安装方法。,6.4.1 分条（块）吊装法,首都机场T3B钢网架第一榀桁架吊装 长958m、宽775m， 是国内单体面积最大的网壳结构,分条吊装法安装屋面钢结构 11届全运会自行车场馆屋盖结构,6.4.2 整体吊装法,是将网架在地面错位拼装后，起重机吊装、高
22、空旋转就位安装的方法。,地面拼装,预备（四机抬吊）,网架整体吊装中,四机抬吊网架 到达设计标高,旋转网架，使网架支座在 支承柱上整体就位,注意看：网架 支座与支承柱 有一个错位,6.4.3 高空滑移法,北京五棵松体育馆屋顶结构为双向正交桁架体系，跨度为120120m，26榀钢桁架支撑于沿建筑物四周布置的20根砼柱上，柱顶标高为+29.3m，采用三组平行滑道、累积滑移的安装工艺，滑移总重量3300t，滑移距离120m。,高空滑移法安装屋盖结构 五棵松体育馆屋盖桁架逐条累积滑移法,郑州机场钢结构滑移,6.4.4 整体提升法,是在地面将承重结构拼装后，利用提升设备将其整体提升到设计标高安装就位。,北
23、京航空航天大学教学科研楼的空中钢结构连廊跨度60m，地面拼装成整体，总重900t，提升高度46m，液压提升一次安装就位。,整体提升就位远景,整体提升施工中,提升就位近景,首都机场A380机库钢网架屋盖整体提升安装,该机库可同时容纳4架空客A380飞机或6架波音767飞机，为世界第一大机库。屋盖结构采用三层斜放四角锥焊接球钢网架，工程总用钢量为10500t。屋盖采用地面拼装，整体提升的施工工艺，提升面积40372.7m2，提升高度30m，提升总重量10500t。共设置45个提升点。布置40350t千斤顶138台。该大屋盖一次提升面积，提升点位和千斤顶数量均创世界之最。,国家数字图书馆工程万吨钢结
24、构整体提升,该工程地上三层为钢筋砼结构，四至五层为钢结构。 10388t钢结构在地面拼装，一次性整体提升成功，创造了新的世界提升重量纪录。,中国网通大厦连廊水平分块滑移 垂直提升,网通大厦双塔楼之间的连廊结构包括七层型钢平台，采用水平分块 ( 或单体 ) 滑移 , 垂直提升工艺。提升最高高度为 88.7m，钢结构总重量为 2000t。,液压爬行机器完成 水平滑移的推进和牵引,连廊平台的型钢大梁,连廊结构 垂直提升结束的,杭州市市民中心工程 钢结构连廊整体提升,钢结构连廊长58m、宽21m、高8.1m，重达666t,运用 “整体地面拼装、液压同步提升、高空同步滑移、液压下降就位”的吊装技术。,提
25、升高度 达92m， 水平滑移 一次成功,6.4.5 整体顶升法,利用原有结构柱作为顶升支架，将大吨位千斤顶直接设在网架支座下面，顶升法适用于点支承网架，在顶升过程中只能垂直顶升，不能或不允许平移或转动。,近年来，整体顶升法在桥梁顶升、电视塔天线桅杆顶升中得到广泛应用。,三门峡南站站房 网架整体顶升,70米跨度的系杆拱桥梁整体顶升,某公路桥跨度70m，为满足河道通航等级由级提高到级、通航净空由原来的4.5m增加到7m的要求，需将该桥整体顶升2.5m。 采用PLC液压同步顶升控制系统，主桥采用整体顶升盖梁的方法实现抬高主桥桥面标高；引桥通过顶升抱柱梁的方法实现抬高；使主桥、引桥同时同步顶升。,主桥顶升重量约为1600吨。单跨引桥顶升重量约为200吨，12跨共计顶升重量为2400吨。,整体顶升前的公路桥,截断墩柱后顶升桥面,接长柱钢筋 支设墩柱模板,浇筑墩柱砼,整体顶升结束的 公路桥,济南燕山立交桥整体顶升,济南燕山立交桥长170m、重6020t的北侧左半幅桥梁采用75台200t液压千斤顶整体顶升到位，最大顶升高度4.139m，与二环东路高架桥顺利对接。创造了我国桥梁顶升的单体重量和顶升高度两项之最。,济南燕山立交桥 整体顶升施工,
