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第5章 结构安装工程
5.1 起重机械和索具设备
5.2 单层装配式混凝土结构工业厂房安装
5.3 多层装配式框架结构安装
5.4 结构安装工程质量标准与安全技术要求
5.5工程实践案例
5.6本章学习小结
5.1 起重机械和索具设备
结构安装工程常用的起重机械有桅杆式起重机、履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机等。
5. 1.1 桅杆式起重机
建筑工程中常用的桅杆式起重机有独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式起重机等。
1．独脚把杆
独脚把杆是由把杆、起重滑车组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。如图5.1(a)所示。它只能举升重物，不能够把重物做水平方向上的运动。使用时，p角应该保持不大于10°，以便吊装的构件不碰撞把杆，底部要设置拖子以便移动，缆风绳数量一般为6～12根，缆风绳与地面的夹角为30°～45。
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5.1 起重机械和索具设备
2．人字把杆
人字把杆一般是由两根圆木或者两根钢管用钢丝绳绑扎或者铁件铰接而成，两杆夹角一般为20°～30°。底部设有拉杆或拉绳，以平衡水平推力，把杆下端两脚的距离为高度的1／3～1／2，如图5.1(b)所示。
3．悬臂把杆
在独脚把杆的中部或者2/3高度处装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成悬臂把杆。
4．牵缆式桅杆起重机
在独脚把杆下端装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成牵缆式桅杆起重机。如图5.1(d)所示。起重臂可以起伏，机身可以回转360。，起重半径大，而且灵活，可以把构件吊到工作范围内任何位置上。
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5.1 起重机械和索具设备
牵缆式桅杆起重机要设较多的缆风绳，比较适用于构件多且集中的工程。
5.1.2履带式起重机
履带式起重机主要由机身、回转装置、行走装置（履带）、工作装置（起重臂、滑轮组、卷扬机）以及平衡重等组成，如图5.2所示。
起重臂是用角钢组成的格构式杆件，下端铰接在机身的前面，能够随机身回转。起重臂可分节接长，设有两套滑轮组，其钢丝绳通过起重臂顶端连到机身内的卷扬机上。
起重量Q、起重半径R、起重高度H是履带式起重机主要技术性能的三个主要参数。
起重半径R指起重机回转中心到吊钩的水平距离，起重高度H是指吊钩到地面的距离，起重量Q是指起吊的重量。
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5.1 起重机械和索具设备
5.1.3汽车式起重机
汽车式起重机是把机身和起重作业装置安装在汽车通用或专用底盘上、汽车的驾驶室与起重的操纵室分开，具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。根据吊臂的结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种，前两种多采用桁架结构臂，后一种采用箱形结构臂。根据动力传动，可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。
汽车式起重机的品种和产量近年来得到极大的发展，我国生产的汽车式起重机型号有QY5、QY8、QY12、QY16、QY40、QY65、QY100型等。
汽车式起重机在作业时，不能负荷行驶。
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5.1 起重机械和索具设备
5.1.4轮胎式起重机
轮胎式起重机的构造基本上与履带式起重机相同，但其行驶装置是轮胎。轮胎式起重机不采用汽车底盘，而另行设计轴距较小的专门底盘。
轮胎式起重机的优点是行驶速度快，能够迅速转移工作地点的场地，不破坏路面，便于城市道路上作业。
轮胎式起重机的主要的技术性能见表5.6。
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5.2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
1．准备工作
1)场地清理和道路修筑
①施工场地清理，使得有一个平整舒适的作业场所。
②道路修筑是指运输车辆和起重机械能够很方便地进出施工现场。
③符合施工现场要求的三通一平。
2)构件的检查与清理
①检查构件的外形尺寸和安装位置尺寸。
②检查预埋件的位置和大小。
③检查构件的表面外形，有无损伤、缺陷、变形、扭曲、裂缝等，表面是否有污物，若有需要加以清除。
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5.2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
④检查构件吊环的位置，吊环有无损伤、变形等。
⑤检查构件的强度。
3)构件的弹线放样
①柱子：在柱身三面弹出安装中心线，所弹中心线的位置与柱基杯口上的安装中心线相吻合。
②屋架：屋架上弦顶面应弹出几何中心线，并从跨中向两端分别弹出天窗架、屋面板或檩条的安装定位线；在屋架两端弹出安装中心线以及安装构件的两侧端线。
③梁：在两端及顶面弹出安装中心线和两端线。
④编号：按图纸将构件与安装的位置进行对应的编号。
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5.2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
4)杯形基础的准备
杯形基础的准备工作主要是在柱子安装前对杯底抄平，并在杯口顶面弹线放出柱子安装的位置线。
5)构件的运输
一些质量不大而数量很多的构件，可在预制厂制作，用汽车运到工地。
6)构件的堆放
构件的堆放场地应先行平整压实，并按设计的受力情况搁置好垫木或支架，构件按设计的受力情况搁置在上。重叠堆放时一般可堆放2～3层；大型屋面板不超过6块；空心板不宜超过8块。构件吊环要向上，标志要向外。
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5.2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
2．结构安装方法及技术要求
1)分件安装法
第一次吊装，安装全部柱子，经校正、最后固定及柱接头施工。
第二次吊装，安装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑，经校正、最后固定及柱接头施工之后可进行第三次吊装。
第三次吊装，依次按节间安装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。
吊装的顺序如图5.5所示。
2)综合安装法
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5.2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
起重机在厂房内一次开行中（每移动一次）就安装完一个节间内的各种类型的构件。综合吊装法是以每节为单元，一次性安装完毕。
3．起重机的选用
起重机型号选择取决于三个工作参数：应满足结构安装的要求。
(1)起重量Q
起重机的起重量必须大于所吊装构件的重量与索具重量之和：
(2)起重高度H
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5.2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
起重机的起重高度必须满足所装构件的吊装高度要求（如图5.7所示）：
(3)起重半径
当起重机可以不受限制地开到所吊装构件附近去吊装构件时，可不验算起重半径。
(4)最小杆长的决定
当起重机的起重杆须跨过已安装好的结构去吊装构件，比如跨过屋架安装屋面板时，为了不与屋架相碰，必须计算出起重机的最小杆长。杆长必须满足安装的要求。
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5.3 多层装配式框架结构安装
5. 3.1 结构简介
装配式钢筋混凝土框架结构已经广泛用于多层、高层民用建筑和多层工业厂房中。这种结构的全部构件，在工厂或者现场预制后进行安装。
装配式框架是指柱、梁、板均由装配式构件组成，而装配整体式框架指现浇柱、预制梁、板体系。
装配式框架结构的形式，主要分为梁板结构和无梁结构两种。梁板式结构由柱、主梁、次梁、楼板组成。
无梁式结构由柱、柱帽、柱间板和跨间板组成。
5.3.2安装方案
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5.3 多层装配式框架结构安装
1．起重机械的选择
选择起重机，主要根据装配式框架结构的高度、结构类型、构件重量及工程量等来确定。
选择起重机，主要是看起重机的工作参数。起重机的工作参数有：起重量Q、起重半径R、起重高度H。
2．结构安装方法
分件吊装法根据流水方式，分为分层分段流水安装法和分层大流水安装法两种。分层分段流水安装法是以一个楼层（或一个柱节）为一个施工层，每一个施工层再划分为若干个施工段，进行构件起吊、校正、定位、焊接、接头灌浆等工序的流水作业。
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5.3 多层装配式框架结构安装
分层分段流水安装法不同之处在于，分层大流水安装法的每个施工层不再划分施工段，而是按照一个楼层组织各工序的流水作业。
5.3.3柱吊装
柱的吊装可分为绑扎、吊升、就位、柱的临时固定、校正、最后固定、柱接头施工等几个程序。
12 m长以内的柱子多采用一点绑扎；12～20 m长的柱子，则需要采用两点绑扎；对于重量较大和更长的柱子可采用三点或者多点绑扎。
框架底层柱与基础杯口的连接方法和单层工业厂房相同。柱子吊装后，可以用管式支撑作为临时的固定。
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5.3 多层装配式框架结构安装
柱子的垂直度校正，首先要保证下节柱子垂直度校正准确，以避免误差积累。一般可以用经纬仪观测进行垂直度校正。
1．榫式接头
将上节柱的下端混凝土做成榫头状，承受施工荷载。
2．插入式接头
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注填实。
3．浆锚接头
将上柱伸出的钢筋插入下柱的预留孔中，然后用水泥砂浆灌缝锚固，使上下柱形成一个整体。
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5.3 多层装配式框架结构安装
5.3.4构件接头施工
构件的接头主要是梁柱之间的接头，常用的有明牛腿刚性接头、齿槽式接头、浇注整体式接头等，如图5.9所示。
明牛腿刚性接头在梁安装时，首先将梁端预埋钢板和柱子牛腿焊接，然后将起重机脱钩，最后进行梁与柱子的钢筋焊接。
齿槽式接头是利用梁柱接头处设的齿槽来传递梁端剪力，以代替牛腿。
浇注整体式梁柱接头制作的过程为：柱子以每一层为一节，将梁搁置在柱子上，梁底钢筋按锚固长度的要求上弯或者焊接，配上箍筋后，浇筑混凝土到楼面板。
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5.4 结构安装工程质量标准与安全技术要求
5. 4.1 钢筋混凝土结构安装质量要求
预应力构件安装时，混凝土强度必须要达到设计强度要求的75%以上，有的甚至要达到100%的强度。
构件的安装，必须保证具有一定的精度，确保构件的安装在偏差的允许范围内。见表5.7。
5.4.2 结构安装工程的安全技术要求
1．人员的安全要求
安全员的主要安全职责和要求如下。
①做好安全生产管理和监督检查工作。
②贯彻执行劳动保护法规。
③督促实施各项安全技术措施。
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5.4 结构安装工程质量标准与安全技术要求
④开展安全生产宣传教育和职工培训工作。
⑤组织安全生产检查，研究和解决施工生产中的不安全因素，消除施工生产中存在的隐患。
⑥参加事故调查，提出事故处理意见，制止违章作业，遇有险情制止施工。
操作人员的安全要如下。
①从事安装工作人员要进行身体检查，对不符合规范要求的心脏病或高血压患者，不得进行高空作业。
②操作人员进入施工现场，必须佩戴安全帽，系好安全带等安全器械。
③电焊作业必须穿戴好防护罩。
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5.4 结构安装工程质量标准与安全技术要求
④结构安装时，施工现场必须要统一指挥，所有作业人员都要服从指挥，熟悉各种信号。
2．起重吊装机械的安全要求
①起重机在吊装前，要检查起重臂、吊钩、钢丝绳、平衡重等部件是否紧密牢固。
②起重机在工作时，要标上醒目的标志。作业时，严禁碰撞高压电线等障碍物。
③起重机负重行驶时，一定要缓慢，严禁在超负荷时同时进行两种操作动作。
④操作人员一定要按照起重机的作业手册进行操作，不得违章作业。
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5.4 结构安装工程质量标准与安全技术要求
3．施工现场的安全要求
①在施工作业前，要对现场的工作环境、车辆行驶的路线、空中的电线走向、建筑物的影响、构件的重量等各个情况都要进行了解和熟悉。
②施工现场的周围，应设置临时栏杆，进行封闭式作业，严禁外来人员围观，更不得在作业时，行人从吊臂下经过。
③对吊臂活动范围内的障碍物进行清除，给起重机提供一个足够的作业区域。
④在天气不好的情况下，严禁吊装作业，特别是大风、大雾、大雨、大雪等恶劣天气。
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5.5工程实践案例
某厂单层工业厂房结构的金工车间，跨度18 m，长66 m，柱距6m，共11个节间，厂房平面图、剖面图如图5. 10所示。
装标高分别算出，并列表5.8以便计算时查阅。
1．起重机的选择及工作参数计算
根据厂房基本概况及现有起重设备条件，初步选用Wl-100型履带式起重机进行结构吊装。
(1)柱
根据前面公式计算
(2)屋面板
根据前面公式计算
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5.5工程实践案例
安装屋面板时起重机吊钩需跨过已安装的屋架3m，且起重臂轴线与已安装的屋架上弦中线最少需保持1m的水平间隙。
根据上述计算，选W1-100型履带式起重机吊装屋面板，起重臂长L取23 m，起重仰角a=55°，再对起重高度进行核算。
屋面板吊装工作参数计算及屋面板的就位布置图如图5. 13所示。
根据以上各种工作参数计算，确定选用23 m长度的起重臂，并查W-100型起重机性能曲线，列出表5.9，再根据合适的起重半径R，作出制订构件平面布置图的依据。
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5.5工程实践案例
2．现场预制构件的平面布置与起重机的开行路线
构件吊装采用分件吊装的方法。柱子、屋架现场预制，其他构件（如吊车梁、连系梁、屋面板）均在附近预制构件厂预制，吊装前运到现场排放吊装。
(1)A列柱预制
在场地平整及杯形基础浇筑后即可进行柱子预制。根据现场情况及起重半径R，先确定起重机开行路线，吊装⑧列柱时，跨内、跨边开行，且起重机开行路线距A轴线的距离为4.8 m;然后以各杯口中心为圆心，以R=6.5 m为半径画弧与开行线路相交，其交点即为吊装各柱的停机点，再以各
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5.5工程实践案例
停机点为圆心，以R=6.5 m为半径画弧，该弧均通过各杯口中心，并在杯口附近的圆弧上定出一点作为柱脚中心，然后以柱脚中心为圆心、以柱脚至绑扎点的距离7. 05 m为半径作弧与以停机点为圆心、以R=6.5 m为半径的圆弧相交，此变点即柱的绑扎点。
(2)B列柱预制
根据施工现场情况确定B列柱跨外预制，由⑥轴线与起重机的开行路线的距离为4.2 m，定出起重机吊装⑩列柱的开行路线，然后按上述同样的方法确定停机点及柱子的布置位置。
(3)抗风柱的预制
抗风柱在①轴及⑩轴外跨外布置，其预制位置不能影响起重机的开行。
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5.5工程实践案例
(4)屋架的预制
屋架的预制安排在柱子吊装完后进行；屋架以3～4榀为一叠安排在跨内叠浇。
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5.6本章学习小结
结构安装工程是建筑施工课程中的一个重要章节，是建筑工程施工中的重点和难点。在工程施工过程中，结构安装工程是重要的环节。本章主要了解：各种起重机械的类型，主要技术性能，特别是对一些常用起重机械的了解；单层装配式混凝土结构工业厂房的安装；多层装配式框架结构安装；结构安装工程质量标准和安全技术要求。
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图5.1桅杆式起重机
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图5. 2履带式起重机
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表5. 6轮胎式起重机性能
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图5. 5分件吊装时的构件吊装顺序
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图5.7起重吊装高度要求
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图5.9梁与往的接头
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图5. 10某厂房结构的平面图和刮面图
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表5. 8车间主要构件一览表
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图5. 13屋面板吊装工作参数计算简图及屋面板的排放布置图
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表5. 9结构吊装工作参数表
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