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第六章　结构安装工程
第一节　起重机械的选择
第二节　索具设备的选择
第三节　单层工业厂房结构安装
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第一节　起重机械的选择
结构安装工程使用的起重机械主要有桅杆式起重机、自行杆式起重机和塔式起重机。
一、桅杆式起重机
桅杆式起重机的优点：制作简单，装拆方便，能在比较狭窄的现场使用；起重量较大，可达１０００ｋＮ；无电源时可用人工绞盘；能安装其他起重机不能安装的特殊工程和重大工程。
桅杆式起重机的缺点：服务半径小，移动困难，需要设置较多的缆风绳，施工速度慢。
桅杆式起重机的适用范围：适用于安装工程量比较集中的工程。
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第一节　起重机械的选择
桅杆式起重机的分类：独脚拔杆、人字拔杆、悬臂拔杆、牵揽式桅杆式起重机等几种。
（一）独脚拔杆
独脚拔杆由拔杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇组成，如图６-１（ａ）所示。独脚拔杆按拔杆的使用材料分为木独脚拔杆、钢管独脚拔杆以及格构独脚拔杆。木独脚拔杆的直径一般为２００ ~３００ｍｍ，起重高度为８ ~１５ｍ，起重量不大于１００ｋＮ；钢管独脚拔杆的起重高度在３０ｍ 以内，起重量不大于３００ｋＮ；格构独脚拔杆起重高度可达７０~ ８０ｍ，起重量可达１０００ｋＮ。
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第一节　起重机械的选择
独脚拔杆在使用时，拔杆应保持一定的倾斜角，使吊装的构件不会碰撞拔杆；底座要设置拖子以便移动。拔杆的稳定主要靠拔杆顶端的缆风绳，缆风绳常采用钢丝绳，固定式不得少于６根；移动式不得少于８根。
（二）人字拔杆
人字拔杆是由两根圆木或钢管用钢丝绳绑扎或铁件铰接而成，如图６-１（ｂ）所示。人字拔杆的底部设有拉杆或拉绳以平衡水平推力，两杆的夹角一般为３０°左右，在一根拔杆底部安装导向滑轮，起重索通过它连在卷扬机上，上部设缆风绳以保持拔杆的稳定。
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第一节　起重机械的选择
人字拔杆的特点是起重量大，稳定性比独脚拔杆好，同时所需的缆风绳数量少，前面不得少于２根，后面不得少于３根；但构件起吊后活动范围小，适用于吊装柱子等重型构件。
圆木人字拔杆，圆木小头直径为２００ ~３４０ｍｍ，起重量为４０ ~１４０ｋＮ，拔杆长为６~１３ｍ。钢管人字拔杆有两种规格：规格一，钢管外径３~２５ｍｍ，壁厚１０ｍｍ，起重量１００ｋＮ，拔杆长２０．２ｍ；规格二，钢管外径３~２５ｍｍ，壁厚１０ｍｍ，起重量２００ｋＮ，拔杆长１６．７ｍ。
（三）悬臂拔杆
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第一节　起重机械的选择
悬臂拔杆是在独脚拔杆中部或２／３处设置一根起重臂而成，如图６-１（ｃ）所示。由于起重臂铰接在拔杆的中上部，起重时会对拔杆产生较大的弯矩，因此，在铰接处可用拔杆或拉条进行加固。悬臂拔杆主要特点是起重高度和起重半径较大，起重臂可左右摆动120°~２７０°，这种起重机的起重量较小，适用于吊装屋面板、檩条等轻型构件。
（四）牵揽式桅杆式起重机
牵揽式桅杆式起重机是在独脚拔杆下端装一根起重臂而成，如图６-１（ｄ）所示。牵揽式桅杆式起重机的起重臂可以起伏，机身可回转３６０°，可以在起重半径范围内把构件吊到任何位置。
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第一节　起重机械的选择
用圆木制作的桅杆可高达２５ｍ，起重量５０ｋＮ 左右；用角钢组成的格构式桅杆高度可达８０ｍ，起重量１００ｋＮ 左右。但是，这种起重机的缆风绳不得少于８根，适用于构件比较多且集中的建筑安装工程。
二、自行杆式起重机
自行杆式起重机有履带式起重机、汽车式起重机和轮胎式起重机三类。
（一）履带式起重机
１.履带式起重机的构造及特点
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第一节　起重机械的选择
履带式起重机由行走装置、回转机构、机身以及起重臂等组成，如图６-２所示。行走装置为链式履带，对地面的压强较低。回转机构为装在底盘上的转盘，使机身可回转３６０°。机身内有动力装置、卷扬机以及操纵系统等。起重臂为格构式杆件，可分节接长。若变换起重臂的工作装置，可将其改装成单斗挖土机。
履带式起重机的特点是：操纵灵活、本身可以原地作３６０°回转；起重时不需设支腿，可以负载行驶；由于履带的作用，它可以在较为坑洼不平的松软地面行驶和作业。目前，在装配式结构房屋施工，特别是单层工业厂房结构安装工程中得到广泛的使用。
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第一节　起重机械的选择
但履带式起重机的稳定性较差，使用时必须严格遵守操作规程，若需超负荷或接长起重臂时，必须进行稳定性验算。
２.履带式起重机的常用型号及性能
国产履带式起重机的起重量一般为５０ ~７５０ｋＮ，起重臂长度为１０~ ４０ｍ。国外一些新型的履带式起重机由于常用全液压式驱动，起重量可达１５０ｋＮ，起重臂长达１００ｍ。
常用的履带式起重机有国产Ｗ１-５０、Ｗ１-１００、Ｗ１-２００、э-１２５２、西北７８Ｄ（８０Ｄ）型等，其外形尺寸和主要技术规格见表６-１、表６-２。另外，还有一些进口机型，如日本全液压ＫＨ 系列履带式起重机，其主要性能见表６-３。
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第一节　起重机械的选择
履带式起重机主要技术性能包括三个参数，即起重量Q、起重高度H和起重半径R。
一般履带式起重机主要技术性能参数可以查阅起重机手册中的起重机性能表或性能曲线。表６-４为Ｗ１-５０型履带式起重机性能表，图６-３和图６-４分别为Ｗ１-１００型与Ｗ１-２００型履带式起重机性能曲线。
３.履带式起重机的稳定性验算
履带式起重机的稳定性是指起重机在自重和外荷载作用下抵抗倾覆的能力。履带式起重机超载吊装或因施工需要而接长起重臂时，为保证在吊装中不发生倾覆事故，必须进行稳定性验算。
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第一节　起重机械的选择
（１）稳定性验算。履带式起重机进行稳定性验算时，应选择起重最不利位置。如图６-５所示，即车身与行驶方向垂直位置。此时，以履带中心A点为倾覆中心，保证稳定力矩大于倾覆力矩，具体验算方法有两种：一种是考虑吊装荷载及所有附加荷载（风载、刹车惯性荷载等）；另一种是考虑吊装荷载不考虑附加荷载。在施工现场，为了计算方便，一般采用后一种方法。只考虑吊装荷载而不考虑附加荷载时起重机稳定验算应满足的条件为：
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第一节　起重机械的选择
验算时，如稳定安全系数K不满足要求，可以采取增加平衡重量、在起重臂顶端设置缆风绳等技术措施，但均应经计算确定，并在正式使用前进行试吊。
（２）起重臂接长的计算。当起重机的起重高度或工作幅度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。接长后起重量可根据图６-６，按照接长前后力矩相等的原则进行计算。
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第一节　起重机械的选择
整理后得
（二）汽车式起重机
汽车式起重机是将起重机构安装在普通汽车或专用汽车底盘上的一种自行式全回转起重机，如图６-７所示。这种起重机设有可伸缩的支腿，起重时支腿落地。汽车式起重机的主要优点是行驶速度快、移动迅速、对路面破坏小，适用于流动性大、经常变换地点的作业。这种起重机不能负载行驶，在进行构件安装作业时稳定性较差，由于机身长，行驶时转弯半径较大。
不同型号的汽车式起重机的技术规格见表６-５。
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第一节　起重机械的选择
（三）轮胎式起重机
轮胎式起重机是将起重机构安装在加重轮胎和轮轴组成的特质底盘上的一种自行式全回转起重机。其上部结构与履带式起重机相同，为保证安装作业时机身的稳定，起重机设有四个可伸缩支腿，在平坦的路面可不用支腿进行小起重量工作及低速行驶。与汽车式起重机相比其主要特点是：稳定性较好，车身短，转弯半径小，可在３６０°范围内进行作业。但行驶时对路面要求较高，行驶速度比汽车式慢，不宜在泥泞路面上作业。
目前，常用国产轮胎式起重机有电动式轮胎起重机和液压式轮胎起重机两种。
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第一节　起重机械的选择
电动式轮胎起重机主要有ＱＬＤ１６型、ＱＬＤ２０型、ＱＬＤ２５型和ＱＬＤ４０型，最大起重量分别是１６０ｋＮ、２００ｋＮ、２５０ｋＮ 和４００ｋＮ；液压式轮胎起重机主要有ＱＬＹ１６型和ＱＬＹ２５型。不同型号的轮胎式起重机的技术规格见表６-６。
三、塔式起重机
塔式起重机是一种塔身直立、起重臂旋转的起重机。这种起重机具有较大的工作空间和工作幅度，起重高度大。
（一）塔式起重机的分类和特点
塔式起重机按其行走机构、变幅方法、回转方式和起重能力分为很多类型。各种塔式起重机的分类和特点见表６-７。
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第一节　起重机械的选择
（二）常用塔式起重机的型号和性能
１.轨道式起重机
（１）ＱＴ１-２型塔式起重机。ＱＴ１-２型塔式起重机是一种轻型塔身回转式起重机，主要由塔身、起重臂和底盘组成，如图６-８所示。这种起重机起重力矩为１６０ｋＮ·ｍ，起重量为１０~ ２０ｋＮ，工作幅度为８．５ ~２０ｍ，轨距为２．８ｍ。其特点是重心低、转动灵活，起重机可以整体折叠运输，安装方便，如图６-９所示。但回转平台较大，起重高度小，适用于五层以下建筑结构安装和预制构件厂的装卸作业。
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第一节　起重机械的选择
（２）ＱＴ１-６型塔式起重机。ＱＴ１-６型塔式起重机是一种中型塔顶回转式起重机，主要由塔身、起重臂、塔顶、底盘和平衡重物组成，如图６-１０所示。这种起重机起重力矩为４００ｋＮ·ｍ，起重量为２０~ ６０ｋＮ，工作幅度为８．５ ~２０ｍ，轨距为３．８ｍ。具体技术规格见表６-８。其特点是能转弯行驶，起重高度可根据不同需要增减塔身节数调整，但重心较高，对整机稳定和塔身受力不利，装拆费工时，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。
３）ＱＴ-６０／８０型塔式起重机。ＱＴ-６０／８０型塔式起重机是一种中型塔顶回转式起重机。
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第一节　起重机械的选择
这种起重机起重力矩为600 ~800ｋＮ·ｍ，最大起重量为１０４ｋＮ，工作幅度为７．７ ~３０ｍ，其性能与规格见表６-９。这种起重机的起重高度比ＱＴ１-２型塔式起重机大，适用于层数较多的多层装配式工业与民用建筑结构的安装。
２.爬升式塔式起重机
爬升式塔式起重机是一种安装在建筑物内部（电梯井或特设的开间）的结构上，借助套架托梁和爬升系统自己爬升的起重机。每隔１ ２层爬升一次。这种起重机主要特点是机身体积小，质量轻，安装方便，不占用建筑物外围空间，特别适用于施工现场狭窄的高层建筑结构安装。
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第一节　起重机械的选择
但采用这种起重机需要一套辅助设备用于起重机的拆卸，会增加建筑物造价。
爬升式塔式起重机一般由底座、套架、塔身、塔顶、行车式起重臂和平衡臂等组成。目前，爬升式起重机的型号主要有ＱＴ５-４／４０型和ＱＴ３-４型。其主要技术规格见表６-１０。
ＱＴ５-４／４０型爬升式塔式起重机的最大起重量为４０ｋＮ，工作幅度为１１ ~２０ｍ，起重高度为１１０ｍ，一次爬升高度为８．６ｍ，爬升速度为１ｍ／ｍｉｎ，其爬升过程如图６-１１所示。
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第一节　起重机械的选择
首先，收回起重小车到最小幅度２．４ｍ 处，下降吊钩，使起重钢丝绳绕过回转支承上支座的导向滑轮，穿过走台上的方洞，用吊钩吊住套架的提环，如图６-１１（ａ）所示。然后，放松固定套架的地脚螺栓，将活动支腿收进套架内，开动提升机构提升套架，并同时开动爬升机构，放松爬升机构的钢丝绳，不使其张紧，提升套架至两层楼高度时，停止提升，摇出套架的活动支腿，用地脚螺栓固定，再松开吊钩，如图６-１１（ｂ）所示。最后，松开底座的地脚螺栓，收回底座的活动支腿，开动爬升机构将起重机提升至相应的两层楼高度，摇出底座的活动支腿并用地脚螺栓固定，如图６-１１（ｃ）所示。
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第一节　起重机械的选择
３.附着式塔式起重机
附着式塔式起重机是固定在建筑物近旁混凝土基础上的起重机，如图６-１２所示。它借助液压顶升系统随建筑物的施工进程而自行向上接高。为了保证塔身的稳定，每隔一定距离（一般为２０ｍ），用锚固装置将塔身与建筑物水平连接，使起重机依附在建筑物上。这种起重机适用于一般高层建筑施工。
附着式塔式起重机的型号有ＱＴ４-１０型、ＺＴ-１２００型、ＺＴ-１００型、ＱＴ（Ｂ）-３ ５型、ＱＴ１-４型等。
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第一节　起重机械的选择
ＱＴ４-１０型附着式塔式起重机是一种顶回式、小车变幅的自升式塔式起重机，每顶升一次可接高２．５ｍ，常用的起重臂长度为３０ｍ，最大起重力矩为１６０ｋＮ·ｍ，起重量为５０~１００ｋＮ，工作幅度为３~ ３０ｍ，起重高度为１６０ｍ。其起重性能曲线如图６-１２所示。
ＱＴ４-10型附着式塔式起重机的顶升系统由顶升套架、液压千斤顶、支承架、顶升横梁和定位销组成。其顶升过程如图６-１３所示。
（１）将标准节吊到摆渡小车上，松开过渡节与塔身标准节相连的螺栓，如图６-１３（ａ）所示。
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第一节　起重机械的选择
（２）开动液压千斤顶，将塔顶及顶升套架顶升到超过一个标准节的高度，然后用定位销将顶升套架固定，如图６-１３（ｂ）所示。
（３）液压千斤顶回缩，形成引进空间，然后将装有标准节的摆渡小车拉进引进空间内，如图６-１３（ｃ）所示。
（４）利用液压千斤顶稍微提起标准节，退出摆渡小车，接着将标准节放在下面的塔身上，并用螺栓加以连接，如图６-13(d)所示。
（５）拔出定位销、下降过渡节，使之与新的标准节连成整体，如图６-１３（ｅ）所示。
ＱＴ４-１０型附着式塔式起重机通过更换或增加一些部件或装置，可以作为轨道式、固定式、爬升式起重机使用。
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第二节　索具设备的选择
一、卷扬机
在建筑工地中常使用的电动卷扬机有快速、中速和慢速三种。快速电动卷扬机（ＪＪＫ）主要用于垂直、水平运输及打桩作业；慢速卷扬机（ＪＪＭ）主要用于结构安装、钢筋冷拉和预应力筋张拉。
卷扬机在使用时必须做可靠的锚固，以防止在工作时产生滑移和倾覆。卷扬机常用的固定方法有螺栓固定法、横木固定法、立桩固定法与压重固定法四种，如图６-１４所示。
二、滑车、滑车组
滑车又称葫芦，它既可以省力，也可以改变用力的方向。
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第二节　索具设备的选择
滑车按其滑轮的数量不同，可分为单门、双门和多门等；按连接件的结构形式不同，可分为吊钩型、链环型、吊环型和吊梁型四种；按滑车的夹板是否可以打开，可分为开口滑车和闭口滑车两种，如图６-１５所示。
滑车按使用方式不同，可分为定滑车和动滑车两种，如图６-１６所示。定滑车可改变力的方向，但不能省力；动滑车可以省力，但不能改变力的方向。
（一）滑车组的种类
滑车组根据跑头（滑车组的引出绳头）引出方向可分为图６-１７所示的三种。
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第二节　索具设备的选择
（１）跑头自动滑车引出：用力的方向与重物移动的方向一致。
（２）跑头自定滑车引出：用力的方向与重物移动的方向相反。
(3)双联滑车组：有两个跑头，可用两台卷扬机同时牵引。双联滑车组具有速度快一倍、受力较均衡、工作中滑车不会产生倾斜等优点。
（二）滑车组的穿法
滑车组中的绳索有普通穿法和花穿法两种，如图６-１８所示。
（１）普通穿法是将绳索自一侧滑轮开始，有序地穿过中间的滑轮，最后从另一侧滑轮引出。这种穿法，滑车组在工作时，由于两侧钢丝绳的拉力相差较大，因此，滑车在工作中不平稳，甚至会发生自锁现象（即重物不能靠自重下落）。
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第二节　索具设备的选择
（２）花穿法的跑头从中间滑轮引出，两侧钢丝绳的拉力相差较小，故在用由三个定滑车和三个动滑车组成的滑车组时，宜用花穿法。
（三）滑车组的计算
滑车组的跑头拉力（引出索拉力）按下式计算：
（四）滑车组的使用
（１）使用前应查明它的允许荷载，检查滑车的各部分，看有无裂缝和损伤情况，滑轮转动是否灵活等。
（２）滑车组穿好后，要慢慢地加力；绳索收紧后应检查各部分是否良好，有无卡绳之处，若有不妥，应立即修正，不得勉强工作。
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第二节　索具设备的选择
（３）滑车组的吊钩（或吊环）中心，应与起吊构件的重心在一条垂直线上，以免构件起吊后不平稳；滑车组上下滑车之间的最小距离一般为１００ ~１２００ｍｍ。
（４）滑车组使用前后都要刷洗干净，轮轴应加油润滑，以减少磨损和防止锈蚀。
三、钢丝绳
结构安装工程用钢丝绳是由六股钢丝和一般绳芯捻成。每股钢丝又由多根直径为０．４~１．０ｍｍ，强度为1400ＭＰａ、１５５０ＭＰａ、１７００ＭＰａ、１８５０ＭＰａ或２０００ＭＰａ的高强度钢丝捻成。
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第二节　索具设备的选择
建筑工程常用钢丝绳有以下几种：
６×１９即６股钢丝绳，每股１９根钢丝，这种钢丝绳粗、硬而耐磨，一般用作缆风绳。
６×３７即６股钢丝绳，每股３７根钢丝，这种钢丝绳比较柔软，一般用于穿滑轮组和作吊索。
６×６１即６股钢丝绳，每股６１根钢丝，这种钢丝绳质地柔软，一般用于重型起重机械。
钢丝绳允许拉力按下列公式计算：
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第二节　索具设备的选择
起重滑轮组钢丝绳的选择，应根据滑轮组绕出索的跑头拉力，同时考虑钢丝绳进入卷扬机途中经过导向滑轮阻力的影响。钢丝绳拉力按下式计算：
四、吊具
吊具主要包括吊索、卡环和横吊梁等，是构件吊装的重要工具。
（１）吊索又称千斤绳，主要用于绑扎和起吊构件，分为环状吊索和开式吊索两种，如图６-１９（ａ）所示。
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第二节　索具设备的选择
（２）卡环又称卸甲或卸扣，主要用于吊索之间或吊索与吊环的连接，分为螺栓式卡环和活络式卡环两种，如图６-１９（ｂ）所示。
（３）横吊梁又称铁扁担，常用形式有钢板横吊梁和钢管横吊梁，如图６-１９（ｃ）、（ｄ）所示。采用直吊法吊装柱可用钢板横吊梁，使柱保持垂直；吊装屋架时，常用钢管横吊梁，以减少索具高度。
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第三节　单层工业厂房结构安装
单层工业厂房一般采用装配式钢筋混凝土结构，主要承重构件除基础现浇外，柱、吊车梁、屋架、天窗架和屋面板等均为预制构件。根据构件的尺寸和重量及运输构件的能力，预制构件中较大的一般在现场就地制作，中小型的多集中在工厂中制作。结构安装工程是单层工业厂房施工的主导工种工程。
一、结构安装前准备工作
结构安装前准备工作包括清理场地，铺设道路，敷设水电管线，构件的运输、堆放、拼装、加固、检查、弹线、编号，基础的准备等。
（一）构件的运输与堆放
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第三节　单层工业厂房结构安装
１.构件的运输
在工厂制作或在施工现场集中制作的构件，吊装前要运到吊装地点就位。构件的运输一般采用载重汽车、半托式或全托式的平板拖车。构件在运输过程中必须保证构件不倾倒、不变形、不损坏，为此有如下要求：
（１）当设计无具体要求时，构件的强度不得低于混凝土设计强度标准值的７５％。
（２）构件的支垫位置要正确，数量要适当，装卸时吊点位置要符合设计要求。
（３）运输道路要平整，要有足够的宽度和转弯半径。
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第三节　单层工业厂房结构安装
２.构件的堆放
构件的堆放应按平面布置图规定的位置堆放，避免二次搬运。构件堆放应符合下列规定：
（１）堆放构件的场地应平整坚实，并具有排水措施。
（２）构件就位时，应根据设计的受力情况搁置在垫木或支架上，并应保持稳定。
（３）重叠堆放的构件，吊环应向上，标志朝外；构件之间垫上垫木，上下层垫木应在同一垂直线上。重叠堆放构件堆垛高度应根据构件和垫木强度、地面承载力及堆垛的稳定性确定。
（４）采用支架靠放的构件必须对称靠放和吊运，上部用木块隔开。
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第三节　单层工业厂房结构安装
柱、吊车梁和屋架等主要构件的运输示意图如图６-２０所示。
（二）构件的拼装和加固
为了便于运输和避免扶直过程中损坏构件，天窗架及大型屋架可制成两个半榀，运到现场后拼装成整体。
构建的拼装分为平拼和立拼两种。前者将构件平放拼装，拼装后扶直，一般适用于小跨度构件，如天窗架，如图６-２１所示；后者用于侧向刚度较差的大跨度屋架，拼装时在吊装位置呈直立状态进行，减少移动和扶直工序，如图６-２２所示为拼装３０ ~３６ｍ 跨度预应力混凝土屋架的示意图。
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第三节　单层工业厂房结构安装
对于一些侧向刚度较差的天窗架、屋架，在拼装、焊接、翻身扶直及吊装过程中为防止变形和开裂，一般用横杆进行临时加固，如图６-２３所示为天窗架临时加固示意图。
（三）构件的质量检查
在吊装之前应对所有构件进行全面检查，检查的内容主要有以下两项。
１.构件的外观
构件的外观包括构件的型号、数量、外观尺寸（总长度、截面尺寸、侧向弯曲）、预埋构件及预留孔洞位置以及构件表面有无孔洞、蜂窝、麻面、裂缝等缺陷。
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第三节　单层工业厂房结构安装
２.构件的强度
当设计无具体要求时，一般柱要达到混凝土设计强度的７５％，大型构件（大孔洞梁、屋架）应达到１００％，预应力混凝土构件孔道灌浆的确定不应低于１５ＭＰａ。
（四）构件的弹线与编号
构件在质量检查合格后，即可在构件上弹出吊装的定位墨线，作为吊装定位线、校正的依据。
（１）在柱身的三个面上弹出几何中心线，此线应与基础杯口面上的定位轴线相吻合，此外，在牛腿面和柱顶面弹出吊车梁和屋架的吊装定位线，如图６-２４所示。
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第三节　单层工业厂房结构安装
（２）屋架上弦顶面应弹出几何中心线并延至屋架两端下部，再从屋架中央向两端弹出天窗架、屋面板的吊装定位线。
（３）吊车梁应在梁的两端及顶面弹出吊装定位准线。
在对构件弹线的同时，应依据设计图纸对构件进行编号，编号应写在明显的部位，对上下、左右难辨的构件，还应注明方向，以免吊装时搞错。
（五）基础准备
装配式混凝土柱一般为杯形基础，基础准备工作的内容主要包括以下几项。
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第三节　单层工业厂房结构安装
（１）杯口弹线。在杯口顶面弹出纵、横定位轴线，作为柱对位、校正的依据。
（２）杯底抄平。为了保证柱牛腿标高的准确，在吊装前需对杯底标高进行调整（抄平）。调整前先测量出杯底原有标高、小柱测中点和大柱测四个角点，再测量出柱脚底面至牛腿面的实际距离，计算出杯底标高的调整值，然后用水泥砂浆或细石混凝土填抹至需要的标高。杯底标高调整后，应加以保护，以防止杂物落入。
（３）杯口侧壁及柱脚在其安装后将埋入杯口部分的表面凿毛，并清除杯底杂物。
（４）准备吊装索具及测量仪器。
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第三节　单层工业厂房结构安装
二、构件的吊装工艺
装配式钢筋混凝土单层工业厂房的结构构件主要有柱、吊车梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板等。各种构件的吊装工艺流程：绑扎→吊升→对位→临时固定→校正→最后固定。
（一）柱的吊装
１.柱的绑扎
绑扎柱的工具主要有吊索、卡环和横吊梁等。为使其在高空中脱钩方便，应采用活络式卡环。为避免吊装柱时吊索磨损柱表面，要在吊索与构件之间垫麻袋或木板等。
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第三节　单层工业厂房结构安装
绑扎点的数量和位置应根据柱的形状、断面、长度、配筋和起重机性能等情况确定。对中、小型柱（≤１３０ｋＮ）采用一点绑扎，绑扎点一般选在牛腿下；对重型柱或细而长的柱子，需选用两点绑扎，绑扎点位置应使两根吊索的合力作用线高于柱子的重心，这样才能保证柱子起吊后自行回转直立。
常用的绑扎方法有以下两种：
（１）斜吊绑扎法。当柱子平放起吊抗弯强度满足要求时，可采用此法。柱子在平放状态绑扎直接从底模起吊，柱起吊后柱身略呈倾斜状态，如图６-２５所示。吊索在柱子宽面一侧，吊钩可低于柱顶。
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第三节　单层工业厂房结构安装
斜吊绑扎法的特点是柱不需要翻身，起重臂和起重高度都可以短一些。但由于柱吊离地面后呈倾斜状态，对位比较不方便。
（２）直吊绑扎法。当柱子平放起吊抗弯强度不能满足要求时，需先将柱子翻身，以提高柱截面的抗弯能力。柱起吊后柱身呈垂直状态，吊索分别在柱子两侧通过吊梁与吊钩相连，如图６-２６所示。这种绑扎方法的特点是柱起吊后成垂直状态，对位容易，吊钩在柱顶之上，需较大的起重高度，因此起重臂要求比斜吊法长。
２.柱的吊升
柱的吊升根据柱在吊升过程中使用起重机的数量不同，可分为单机吊装和双机抬吊。单机吊装又可分为旋转法和滑行法。
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（１）旋转法。旋转法吊升柱时，起重机边收钩边回转，使柱子绕着柱脚转成直立状态，然后吊离地面，略转起重臂，将柱放入基础杯口，如图６-２７（ａ）所示。采用旋转法时，柱在预制和堆放时的平面布置应做到：柱脚靠近基础，柱的绑扎点、柱脚中心和基础中心三点同在以起重机停机点为圆心、以停机点到绑扎点的距离（吊升柱子时的起重半径）为半径的圆弧上，如图６-２７（ｂ）所示，即三点同弧。
旋转法吊升柱时，柱在吊升的过程中受震动小，吊装效率高，但对起重机的机动性能要求较高，需同时完成收钩和回转的操作。采用自行杆式起重机时，宜采用此法。
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（２）滑行法。滑行法吊升柱时，起重机只收钩，柱脚沿地面滑行，在绑扎点位置柱身呈直立状态，然后吊离地面，略转起重臂，将柱放入基础杯口，如图６-２８（ａ）所示。此法平面布置要求：绑扎点靠近基础，柱的绑扎点与基础中心同在起重半径圆弧上，以便将柱吊离地面后稍转动吊杆（或稍起落吊杆）即可就位。如图６-２８（ｂ）所示，简称两点同弧。
滑行法吊升柱时，柱受震动较大，应对柱脚采取保护措施。但滑行法对起重机的机动性能要求较低，只需完成收钩上升一个动作，因此，当采用桅杆式起重机时，常采用此法。
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另外，对一些长而重的柱，为了便于构件的布置和吊升，有时也采用此法。
３.柱的对位和临时固定
柱脚插入杯口后，并不立即降入杯底，而是停在离杯底３０~ ５０ｍｍ 处进行对位，对位方法是用八块木楔或钢楔从柱的四周放入杯口，每边放两块，用撬棍拨动柱脚或通过起重机操作，使柱的吊装准线对准杯口上的定位轴线，并保持柱的垂直，如图６-２９所示。
对位后，放松吊钩，柱沉至杯底，再复合吊装准线的对准情况后，对称地打紧楔块，将柱临时固定，然后起重机脱钩，拆除绑扎索具。
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当柱较高、基础杯口深度与柱长之比小于１／２０，或柱的牛腿较大时，仅靠柱脚处的楔块不能保证临时固定的柱子稳定，这时可采取增设缆风绳或加斜撑的方法加强柱临时固定的稳定性。
４.柱的校正
柱的校正内容包括平面位置、标高和垂直度三个方面。由于柱的标高校正在基础抄平时已经进行，平面位置在对位过程中也已完成，因此柱的校正主要是指垂直度的校正。
柱垂直度的校正方法是用两台经纬仪从柱相邻两边检查柱吊装准线的垂直度。
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上测点应设在柱顶，经纬仪的架设位置应使其望远镜视线面与观测面尽量垂直（夹角应大于７５°）。观测变截面柱时，经纬仪必须架设在轴线上，使经纬仪视线面与观测面相垂直，以防止因上、下测点不在同一个垂直面产生测量差错。其偏差超过５ｍｍ，应予复校。
柱垂直度的校正方法：当柱的垂直度偏差较小时，可用打紧或放松楔块的方法或用钢钎来纠正；偏差较大时，可用螺旋千斤顶斜顶或平顶、钢管支撑斜顶等方法纠正，如图６-３０所示。
５.柱的最后固定
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柱子校正完成后应立即进行最后固定，最后固定的方法是在柱脚与基础杯口间的空隙内灌注细石混凝土，其强度等级应比构件混凝土强度等级提高两级。细石混凝土的浇筑分两次进行：第一次浇筑到楔块底部；第二次，在第一次浇筑的混凝土强度达２５％设计强度标准值后，拔出楔块，将杯口灌满细石混凝土。在振捣混凝土的过程中，不要碰到楔子。若灌捣细石混凝土时碰动了楔子，则可能影响柱子的垂直，必须及时对柱的垂直度进行复查。
（二）吊车梁的吊装
吊车梁的吊装在柱子杯口第二次浇筑的细石混凝土强度达到设计强度７５％以后进行。
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１.吊车梁的绑扎、吊升、对位与临时固定
吊车梁的绑扎点应对称设在梁的两端，吊钩垂线对准梁的重心，起吊后吊车梁保持水平状态。在梁的两端设溜绳控制梁的转动，以免与柱相碰。对位时应缓慢降钩，将梁端的安装准线与柱牛腿面的吊装定位准线对准，如图６-３１所示。一般来说，吊车梁的自身稳定性较好，对位后不需要进行临时固定，但当吊车梁的高宽比大于４时，为防止吊车梁的倾倒，可用铁丝将吊车梁临时固定在柱上。
２.吊车梁的校正与最后固定
吊车梁的校正内容包括标高、平面位置和垂直度。
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标高在基础抄平时已基本完成，一般误差不会太大，如存在少许误差，可在安装轨道时，在吊车梁面上抹一层砂浆找平层进行调整。吊车梁的平面位置和垂直度的校正，对一般的中小型吊车梁，校正工作应在厂房结构校正和固定后进行，这是因为在安装屋架、支撑及其他构件时，可能引起吊车梁位置的变化，影响吊车梁的准确位置。对于较重的吊车梁，由于脱钩后校正困难，可边吊边校，但屋架等构件固定后，需再复查一次。
吊车梁的垂直度用铅垂检查，当偏差超过规范规定的允许值（５ｍｍ）时，在梁的两端与柱牛腿面之间垫斜垫铁予以纠正。
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吊车梁平面位置的校正主要是检查吊车梁的纵轴线直线度和跨距是否符合要求。常用方法有以下几种。
（１）通线法。通线法又称为拉钢丝法，它根据定位轴线，在厂房的两端地面上定出吊车梁的安装轴线位置，打入木桩，用钢尺检查两列吊车梁的轨距是否满足要求，然后用经纬仪将厂房两端的四根吊车梁位置校正正确，最后在校正后柱列两端的吊车梁上设高约２００ｍｍ的支架，拉钢丝通线，根据此通线检查并用撬棍拨正吊车梁的中心线，如图６-３２所示。
（２）平移轴线法。在柱列边设置经纬仪，逐根将杯口上柱的吊装准线投射到吊车梁顶面处的柱面上，并做出标志，如图６-３３所示。
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若标志线至柱定位轴线的距离为a，则标志距吊车梁定位轴线的距离为λ－a，其中，λ 为柱定位轴线到吊车梁定位轴线的距离。据此逐根拨正吊车梁的中心线，并检查两列吊车梁间的轨距是否满足要求。这种方法适用于同一轴线上吊车梁数量较多的情况。
吊车梁校正后，立即用电焊进行最后固定，并在吊车梁与柱的空隙处灌注细石混凝土。
（三）屋架的吊装
１.屋架的绑扎
屋架的绑扎点应选在弦节点处，左右对称，并且绑扎吊索的合力作用点（绑扎中心）应高于屋架重心，这样屋架起吊后不易倾翻和转动。
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绑扎时，绑扎吊索与构件水平夹角扶直时不宜小于６０°，吊升时不宜小于４５°，以免屋架承受较大的横向压力。为减少屋架的起重高度和横向压力，可采用横吊梁进行吊装。
一般来说，屋架跨度小于或等于１８ｍ 时，两点绑扎；屋架跨度大于１８ｍ 时，用两根吊索四点绑扎；当屋架跨度大于或等于３０ｍ 时，应考虑采用横吊梁，以减小起重高度；对三角组合屋架等刚性较差的屋架，由于下弦不能承受压力，绑扎时也应采用横吊梁，如图６-３４所示。
２.屋架的扶直与就位
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单层工业厂房的屋架一般均在施工现场平卧叠浇，因此，在吊装屋架前，需将平卧制作的屋架扶成直立状态，然后吊放到设计规定的位置，这个施工过程称为屋架的扶直就位。
屋架的扶直方法有正向扶直和反向扶直两种。
正向扶直时，起重机位于屋架的下弦一侧。首先将吊钩对准屋架平面中心，收紧吊钩，然后稍微起臂使屋架脱模，接着起重机升钩升臂，使屋架以下弦为轴转成直立状态，如图６-３５（ａ）所示。
反向扶直时，起重机位于屋架的上弦一侧。
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首先将吊钩对准屋架平面中心，收紧吊钩使屋架脱模，接着起重机升钩降臂，使屋架以下弦为轴转成直立状态，如图６-３５（ｂ）所示。正向扶直和反向扶直最主要的不同点在于，扶直过程中一为升臂、一为降臂。起重机的升臂比降臂易于操作且较安全，因此应尽量采用正向扶直。
屋架扶直时应注意以下事项：
（１）起重机吊钩应对准屋架中心，吊索宜用滑轮连接，左右对称。在屋架接近扶直时，吊钩应对准下弦中心，防止屋架摇摆。
（２）当无屋架叠浇时，为防止屋架突然下滑而损坏，应在屋架两端搭设井字架或枕木垛，枕木垛的高度与下层屋架的表面平齐。
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（３）屋架间有严重粘结时，应先用撬棍撬或用钢钎凿，不能强拉，以免造成屋架损坏。
屋架扶直后，立即吊放到构件平面布置图规定的位置。一般靠柱边斜放或３~ ５榀为一组平行柱边就位，然后用铁丝、支撑等将已安装的柱扎牢。
３.屋架的吊升、对位与临时固定
屋架吊升是先将屋架吊离地面５００ｍｍ，然后将屋架吊至吊装位置下方，升钩将屋架吊至超过柱顶３００ｍｍ，然后将屋架缓缓地降至柱顶，进行对位。
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屋架对位以建筑物的轴线为准，对位前应事先将建筑物轴线用经纬仪投放到柱顶面上，对位后立即进行临时固定，然后起重机脱钩。
第一榀屋架的临时固定方法是：用四根缆风绳从两边拉牢。若先吊装了抗风柱，可将屋架与抗风柱连接。第二榀屋架及以后的屋架用屋架校正器临时固定在前一榀屋架上，每榀屋架至少需要两个屋架校正器。屋架校正器如图６-３６所示。
４.屋架的校正与最后固定
屋架的校正内容是检查并校正其垂直度。检查用经纬仪或垂球，校正用屋架校正器或缆风绳。
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（１）经纬仪检查。在屋架上安装三个卡尺，一个安装在屋架上弦中央，另两个安装在屋架两端，卡尺与屋架的平面垂直。从屋架上弦几何中心线量取５００ｍｍ，在卡尺上做标志，然后在距屋架中线５００ｍｍ 处的地面上设置一台经纬仪，检查三个卡尺上的标志是否在同一垂直面上，如图６-３７所示。
（２）垂球检查。卡尺设置与经纬仪检查方法相同。从屋架上弦几何中心线向卡尺方向量取３００ｍｍ 的一段距离，并在三个卡尺上做出标志，然后在两端卡尺的标志处拉一条通线，在中央卡尺标志处向下挂垂球，检查三个卡尺上的标志是否在同一垂直面上。
屋架校正后，立即用电焊做最后固定。
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（四）屋面板的吊装
屋面板一般预埋有吊环，用带钩的吊索钩住吊环进行吊装。屋面板的安装顺序应自檐口两边左右对称地逐块铺向屋脊，避免屋架受力不均。屋面板对位后，立即用电焊固定。
（五）天窗架的吊装
天窗架的吊装应在天窗架两侧的屋面板吊装完成后进行，其吊装方法与屋架的吊装基本相同。
三、结构安装方案
单层工业厂房结构安装工程的施工方案内容包括确定结构吊装方法、选择起重机、确定起重机的开行路线和构件的平面布置等。
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确定施工方案时应根据厂房的结构形式、构件的重量及安装高度、工程量和工期的要求，并考虑现有起重机设备条件等因素综合确定。
（一）结构吊装方法
单层工业厂房的结构吊装方法有分件吊装法和综合吊装法两种。
１.分件吊装法
起重机开行一次，只吊装一种或几种构件。通常分三次开行安装完构件：第一次吊装柱，并逐一进行校正和最后固定；第二次吊装吊车梁、连续梁及柱间支撑等；第三次以节间为单位吊装屋架、天窗架和屋面板等构件。
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分件吊装法由于每次吊装基本上是同类构件，可根据构件的重量和安装高度选择不同的起重机，同时，在吊装过程中不需要频繁更换索具，容易熟练操作，所以吊装速度快，能充分发挥起重机的工作性能。另外，构件的供应、现场的平面布置以及校正等都比较容易组织，因此，目前一般单层工业厂房多采用分件吊装法。但分件吊装法由于起重机开行路线长、停机点多，不能及早为后续工作提供工作面。
２.综合吊装法
起重机开行一次，以节间为单位安装所有构件，具体做法是：先吊４ ~６根柱子，接着进行校正和最后固定，然后吊装该节间的吊车梁、连续梁、屋架、屋面板和天窗架等构件。
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综合吊装法起重机开行路线短，停机点少，能及早为后续工程提供工作面。但由于同时吊装各类构件，索具更换频繁，操作多变，影响生产效率的提高，不能充分发挥起重机的性能；另外，构件供应、平面布置复杂，且校正和最后固定时间紧张，不利于施工组织。所以，一般情况不采用这种吊装方法，只有采用桅杆式的移动困难的起重机时才采用此方法。
（二）起重机的选择
１.起重机类型的选择
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起重机类型的选择应根据厂房的结构形式、构件的重量、安装高度、吊装方法及现有起重设备条件来确定，要综合考虑其合理性、可行性和经济性。对中小型厂房，一般采用自行杆式起重机，其中履带式起重机最为常用。当缺乏上述起重设备时，可采用自制桅杆式起重机。重型厂房跨度大、构件重、安装高度大，厂房内设备安装往往要同结构吊装同时进行，所以，一般选用大型自行杆式起重机以及重型塔式起重机与其他起重机械配合使用。
２.起重机型号的选择
起重机的型号要根据构件的尺寸、重量和安装高度确定。
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所选起重机的三个参数，即起重量、起重高度和起重半径必须满足构件吊装的要求。
（１）起重量。选择起重机的起重量，必须大于或等于所安装构件的重量与索具重量之和，即
（２）起重高度。选择起重机的起重高度，必须满足吊装构件安装高度的要求，如图６-３８所示，即
（３）起重半径。起重半径的确定一般分为以下两种情况。
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１）起重机能不受限制地开到吊装位置附近时，不需验算起重半径R。根据计算的起重量Q和起重高度H，查阅起重机性能曲线或性能表，选择起重机的型号和起重臂长度L，并可查得相应起重量和起重高度下的起重半径R，作为确定起重机开行路线和停机点位置时的依据。
２）起重机不能直接开到吊装位置附近时，就需根据实际情况确定吊装时的最小起重半径R。根据起重量Q、起重高度H和起重半径R三个参数查阅起重机性能曲线或性能表，选择起重机的型号和起重臂长度L。
（４）起重臂最小杆长。
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当起重机的起重臂需要跨过已安装好的构件去吊装构件时，如跨过屋架吊装屋面板时，为使起重臂不与已安装好的构件相碰，需要确定起重机吊装该构件时的最小起重臂长度L及相应的起重半径R，并据此及起重量Q和起重高度H查阅起重机性能曲线或性能表，选择起重机的型号和起重臂长度L。
确定起重机的最小起重臂长的方法有数解法和图解法两种。
１）数解法。根据图６-３９（ａ）所示的几何关系，起重臂的最小长度可按下式计算：
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２）图解法。如图６-３９（ｂ）所示，按下列步骤确定起重机最小起重臂长。
第一步，按一定比例绘出吊装厂房一个节间的纵剖面图，并绘出起重机吊装屋面板时吊钩位置处的垂线y—y；初步选定起重机型号，根据起重机的E值，绘出平行于停机面的线H—H。
第二步，从屋架顶面中心线向起重机方向水平量出一段距离g，g＝１．０ｍ，定出P点，按满足吊装要求的起重臂上定滑轮中心点的最小高度，在垂线y—y上定出A点，犃点距停机面的距离为H＋d。
第三步，连接A、P两点，使其延长线与H—H相交于点B，线段AB即为起重臂的轴线长度。
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一般按上述方法首先确定吊装跨中屋面板所需的起重臂长和起重半径，然后复核最边缘一块屋面板是否满足要求。
３.起重机数量的确定
起重机的数量根据工程量、工期要求和起重机的台班产量定额，按下式计算：
此外，在决定起重机的数量时，还需考虑构件的运输装卸、拼装和堆放的需要。
（三）起重机的开行线路、停机位置和平面位置
１.吊装柱时起重机的开行路线及平面位置
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（１）起重机的开行路线。吊装柱时起重机开行路线根据厂房的跨度、柱的尺寸、重量及起重机的性能，有跨中开行和跨边开行两种。
１）跨中开行。如图６-４０（ａ）、（ｂ）所示，当R≥L/２（R为起重半径，L为厂房跨度）时采用。
２）跨边开行。如图６-４０（ｃ）、（ｄ）所示，当R ＜L/２时采用。
（２）柱的平面布置。柱的现场预制位置即为吊装阶段的就位位置。一般按吊装要求进行平面布置，采用旋转法吊升时，斜向布置；滑行法吊装时，纵向布置，也可斜向布置。
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１）按旋转法起吊，一般按三点同弧作图，确定其斜向布置的位置，其作图步骤如下：
第一步，确定起重机开行路线到柱列中心的距离a，要求a小于起重半径R、大于起重机的最小回转半径。
第二步，以基础杯口中心为圆心，以R为半径画弧交于开行路线上一点O，O点即为吊装该柱时起重机的停机点。
第三步，按三点同弧的原则，首先在靠近基础杯口处的弧上定一点B，作为柱脚中心位置，然后以B点为圆心，以绑扎点至柱脚的距离为半径画弧，与以R为半径的弧交于C点，C点即为绑扎点位置，最后以BC为准画出柱的模板图，如图６-４１（ａ）所示。
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有时由于现场的限制或柱太长，很难做到三点同弧，这时也可两点同弧，即绑扎点和柱脚中心两点同弧，如图６-４１（ｂ）所示。起吊时，起重臂先升臂，当起重半径由R′变为R时，再按旋转法起吊。
２）柱用滑行法起吊，按两点画弧斜向或纵向布置，绑扎点靠近杯口，如图６-４２所示。有时为了节约场地，对不太长的柱可两柱叠浇纵向布置。
２.吊装屋架时起重机的开行路线及构件的平面位置
吊装屋梁及屋盖结构中其他构件时起重机均跨中开行。屋架的平面布置分为预制阶段平面布置和吊装阶段平面布置。
（１）预制阶段平面布置。
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第三节　单层工业厂房结构安装
屋架一般在跨内平卧叠浇预制，每叠３ ~４榀。布置方式有斜向布置、正反斜向布置和正反纵向布置三种，如图６-４３所示。图中的虚线表示预应力屋架抽管及穿筋所需的长度，每叠屋架间应留１．０ｍ 的间距，以便于支模和浇筑混凝土。
在上述三种布置方式中，应优先考虑采用斜向布置，因为它便于屋架的扶直就位。
（２）吊装阶段平面布置。屋架吊装阶段的平面布置指将叠浇的屋架扶直后，排放到吊装前的预定位置。其布置方式主要有靠柱边斜向排放和靠柱边成组纵向排放两种。
１）屋架的斜向布置，如图６-４４所示，用于重量较大的屋架。排放位置的确定可按下列步骤进行。
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第三节　单层工业厂房结构安装
第一步，确定起重机的开行路线和停机点。
第二步，确定屋架的排放位置。
第三步，确定排放位置。
２）屋架的纵向布置，用于质量较轻的屋架，允许起重机负荷行驶。纵向排放一般以３ ~４榀为一组靠柱边顺轴线排放，屋架之间的净距不大于200ｍｍ，相互之间用铁丝及支撑拉紧撑牢，每组屋架之间预留约３ｍ 作为横向通道。为防止吊装过程中与已安装的屋架碰撞，每组屋架的跨中可安排在该组屋架倒数第二榀安装轴线之后约２ｍ 处，如图６-４５所示。
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图６-１　桅杆式起重机
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图６-２　履带式起重机
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表６-１　履带式起重机外形尺寸
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表６-２　履带式起重机技术规格
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表６-３　日本全液压KH系列履带式起重机主要性能
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表６-４　W１-５０型履带式起重机性能表
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图６-３　W１-１００型履带式起重机性能曲线
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图６-４　W１-２００型履带式起重机性能曲线
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图６-５　履带式起重机受力简图
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图６-６　接长起重臂受力图
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图６-７　QY１６型汽车式起重机示意图
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表６-５　汽车式起重机技术规格
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表６-６　轮胎式起重机的技术规格
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表６-７　塔式起重机的分类和特点
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图６-８　QT１-２型塔式起重机
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图６-９　QT１-２型塔式起重机整体托运示意图
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图６-１０　QT１-６型塔式起重机
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表６-８　QT１-６型塔式起重机技术规格
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表６-９　QT-６０／８０型塔式起重机性能与规格
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表６-１０　爬升式塔式起重机技术规格
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图６-１１　爬升式起重机的自升过程示意图
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图６-１２　QT４-１０型附着式塔式起重机
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图６-１３　QT４-１０型附着式塔式起重机的顶升过程
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图６-１４　卷扬机的固定方法
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图６-１５　滑车形式
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图６-１６　定滑车和动滑车
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图６-１７　滑车组的种类
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图６-１８　滑车组的穿法
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图６-１９　吊具
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图６-２０　构件的运输示意图
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图６-２１　天窗架平拼示意图
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图６-２２　３０～３６m跨度预应力混凝土屋架的示意图
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图６-２３　天窗架临时加固示意图
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图６-２４　柱子弹线图
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图６-２５　斜吊绑扎法
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图６-２６　直吊绑扎法
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图６-２７　单机吊装旋转法
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图６-２８　单机吊装滑行法
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图６-２９　柱的临时固定
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图６-３０　柱垂直度校正方法
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图６-３１　吊车梁吊装
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图６-３２　通线法校正吊车梁
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图６-３３　平移轴线法
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图６-３４　屋架绑扎
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图６-３５　屋架的扶直
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图６-３６　屋架校正器
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图６-３７　屋架的校正与最后固定
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图６-３８　起重高度计算简图
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图６-３９　吊装屋面板起重机小臂长的计算简图
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图６-４０　吊装柱时起重机的开行路线及停机位置
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图６-４１　旋转法吊装柱时柱的平面布置
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图６-４２　滑行法吊装柱时柱的平面布置
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图６-４３　屋架现场预制阶段平面布置排放
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图６-４４　屋架斜向布置（虚线表示屋架预制位置）
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图６-４５　屋架成组纵向布置（虚线表示屋架预制位置）
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