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第8章 结构安装工程
（吊装工程）
索具设备与起重设备
一、索具设备
1.钢丝绳
（1）钢丝绳构造与种类
是由直径相同的光面钢丝捻成钢丝股，再由六股钢丝股围绕一股绳芯捻成。
按钢丝和钢丝股搓捻方向分：
①顺捻绳（又称同向绕） 这种钢丝绳柔性好，表面平整，不易磨损；它与滑轮或卷筒凹槽的接触面较大，但容易松散和产生扭结卷曲，吊重时，易使重物旋转，故吊装中一般不用，多用于拖拉或牵引装置。
②反捻绳（又称交叉绕） 这种钢丝绳较硬，强度高，不易松散，吊重时不易扭结和旋转，多用于吊装之中。
按每股中钢丝丝数不同分：
6×19+1 钢丝较粗，硬而耐磨，但不易弯曲，一般用作缆风绳。
6×37+1 比较柔软，用于穿滑轮组和吊索。
6×61+1 质地软，用于重型起重机械。
在吊装中6×19+1、6×37+1是最常用。
（2）钢丝绳允许拉力计算
[Fg]— 钢丝绳的允许拉力（kN）；
Fg — 钢丝绳的破断拉力总和（kN）；
α — 换算系数按表6-3取用；
K — 钢丝绳的安全系数按表6-4取用；
钢丝绳的破断拉力见表6-1、表6-2选用
（3）钢丝绳安全检查与报废标准
钢丝绳整股破断；使用时断丝数目增加很快；在一个节距内断丝、锈蚀或磨损数量超过一定数值等情况。
（4）钢丝绳使用注意事项
钢丝绳穿过滑轮时，滑轮槽的直径应比钢丝绳子的直径大1～2.5mm。滑轮的直径不得小于钢丝绳直径的10～12倍，以减小钢丝绳的弯曲应力；应定期对钢丝绳加润滑油（一般以工作时间四个月左右加一次）；存放在仓库里的钢丝绳应成卷排列，避免重叠堆置，库中应保持干燥，以防钢丝绳锈蚀；在使用中，如绳股间有大量的油挤出，表明钢丝绳的荷载已相当大，这时必须勤加检查，以防发生事故。
实物图钢丝绳
结构安装用的钢丝绳的规格有6×19和6×37（6股，每股由19或37根钢丝捻成），前者钢丝粗、较硬，不易弯曲，多用作缆风绳；后者钢丝细、较柔软，多用作起重吊索。
6×19普通钢丝绳
钢丝绳的断面 丝绳的表面 钢丝绳的捻制方法
2.吊装工具
吊装工具包括卡环、吊索、
横吊梁、滑轮组、倒链、卷杨机等。
（1）卡环（卸甲、卸扣）
用于吊索和吊索或吊索和构件吊环之间的连接，由弯环和销子两部分组成。
卡环按弯环形式分：D形卡环和弓形卡环
按销子和弯环的连接形式分：螺栓式卡环和活络式卡环
螺栓式卡环的销子和弯钩采用螺纹连接，
活络卡环的销子端头和弯环孔眼无螺纹，可直接抽出，销子的载面有圆形和椭圆形。
（2）吊索
吊索也称千斤绳、万能吊索或闭式吊索。根据形式不同分为环状吊索和8股吊索两种。
吊索是用钢丝绳做成的，要求质地软，易弯曲，直径大于11mm。在吊装中，吊索的拉力不应超过钢丝绳的允许拉力。
吊索与水平面夹角应不小于30°，一般采用45°～60°。以减小吊起后对构件的压力。
（3）横吊梁（铁扁担）
为了承受吊索对构件轴向压力和减小起吊高度，用横吊梁起吊柱子和屋架等构件，以减小吊索高度，并使柱子容易保持柱身垂直，便于安装。
横吊梁有滑轮横吊梁、钢板横吊梁、钢管横吊梁。
（4）钢丝绳夹
主要是用来固定或连接钢丝绳端。
钢丝绳夹使用注意事项：
（1）把夹座扣在钢丝绳的工作段上，U形螺栓扣在钢丝绳子的尾段上，钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置。
（2）每一连接处所需钢丝绳夹的最少数量如表。
（3）固定处的强度不小于钢丝绳自身强度的80%，绳夹在实际使用中经过受载1、2次后螺母要进一步拧紧。
（4）为方便检查接头，可在最后一个夹头后面约500mm处再安一个夹头，并将绳头放出一个“安全弯”。
（5）滑轮、滑轮组
1）滑轮
滑轮又名葫芦，可省力，也可改变用力方向。
按滑轮多少可分为：单门、双门和多门等；
按使用方式不同，可分为定滑轮和动滑轮。
定滑轮可改变力的方向，但不能省力；
动滑轮可省力，但不能改变力的方向。
滑轮允许荷载，根据滑轮和轴和直径确定，使用时应按其标定的数量选用，不能超载。
2）滑轮组
由一定数量的定滑轮和动滑轮及绕过的绳索组成。即可改变力的方向又可达到省力的目的。
3门10t
滑轮组
6门30t
滑轮组
10门50t
滑轮组
吊钩滑轮组
（6）卷扬机 （选学内容start）
卷杨机有手动卷扬机和电动卷扬机两种。
手动卷扬机也称绞磨，适用于无电源条件下，现在已很少使用。
电动卷扬机起重量大、速度快、操作方便。按其速度分为快速、中速、慢速等。慢速卷扬机（JM 型）多为单卷筒，主要用于钢筋的冷加工、预应力筋制作、结构吊装等；快速卷扬机（JK 型）又分为单卷筒和双卷筒，主要用于井架、龙门架、滑轮等垂直运输和水平运输。
施工中常用的卷扬机分快速和慢速两种。快速卷扬机又分为单筒和双筒两种，起重能力在0.5～50kN，速度20～43m/min；慢速卷扬机多为单筒，起重能力在3～20kN，速度8～9.6m/min。
卷扬机实物图
JK-D型快速电控卷扬机 JK2手控卷扬机 平行双筒快速卷扬机
电动卷扬机的安装与使用 （选学内容）
卷扬机安装位置，应选择地势稍高、地基坚实、距起吊处15m 以外、便于观察到起吊或拖动物件的地方，操作者视线仰角应小于45°。
卷扬机正前方经过的第一个导向滑轮至卷筒轴线距离，带槽卷筒应不小于卷筒宽度的15倍，即倾斜角α不大于2°，无槽卷筒应大于卷筒宽度的20倍，以免钢丝绳与导向滑轮槽缘产生过分磨损。
钢丝绳应从卷筒下方引出，以减少卷扬机的倾覆力矩；绕入卷筒的方向应与卷筒轴线垂直，其垂直度允许偏差为6°这样能使钢丝绳圈排列整齐，不致斜绕和互相错叠挤压。
卷扬机必须加以固定（锚碇），防止在使用过程中滑动或倾覆。常用的固定方法是用立桩地锚和水平地锚桩阻滑或重物压稳。
（选学内容end）
起重机械分类 （增加内容）
常用起重机械主要包括：桅杆式起重机、自行杆式起重机和塔式起重机等三大类。
桅杆式起重机根据构造不同可分为：独脚拔杆、人字拔杆、悬臂拔杆和牵缆式拔杆等；
自行杆式起重机根据行走装置不同可分为：履带式、汽车式、轮胎式等；
塔式起重机根据构造不同可分为：行走式、爬升式、附着式、固定式、塔桅式等。
二、桅杆式起重机
特点：制作简便，装拆方便，不受场地限制，起重量及起升高度都较大。但桅杆式起重机需设有多根缆风绳固定，移动较困难。
多用于其它起重机械不能安装的特殊工程和重大构筑物。
桅杆有木桅杆和金属桅杆两种。
1.独脚拔杆起重机
由拔杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇组成。
拔杆应保持一定倾角（倾角β不宜大于10°），以免吊装构件时，碰撞到拔杆。
拔杆稳定主要依靠缆风绳。数量一般为6～12根，依据构件的重量、起升高度、及缆风绳所用的钢丝绳强度而定，但至少不能少于4根，缆风绳与地面的夹角一般取30°～50°为宜，角度过大则对拔杆产生较大的压力。
独脚拔杆
2.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。人字拔杆上部两杆的绑扎点，离杆顶至少600mm，并用8号钢丝线捆扎，起重滑轮组和缆风绳均应固定在交叉点处，两杆夹角一般为30°。
(a)顶端用铁件铰接 (b)顶端用钢丝捆绑
3.悬臂拔杆
在独脚拔杆的中部或2/3高处安装一根起重杆而成。
悬臂起重杆可以回转和起伏，可固定在某一部位，也可根据需要上下升降。
特点：起重高度和工作幅度都较大，起重臂左右摆动角度也很大，使用方便。
缺点：起重量较小，多用于轻型构件的吊装。
4.牵缆式桅杆起重机
在独脚拔杆根部装上一根可回转和起伏的起重臂而成。机身可以回转360°，能在工作幅度范围内把构件吊到任何位置。
需要设较多的缆风绳，以加强自身的稳定。比较适用于构件多且集中的结构安装工程。
牵缆式桅杆起重机
在独脚扒杆的下端装上一根可3600回转和起伏的起重杆而成。起重量在10t左右的桅杆起重机大多用无缝钢管制成，高度可达25m；大型桅杆起重机采用格构式桅杆，下部设有专门行走装置（钢轨或滚筒），起重量可达60t，桅杆高度可达80m。缆风绳不少于6根。
三、自行杆式起重机
在结构安装工程中主要有：履带式起重机、汽车式起重机和轮胎式起重机等。
1.履带式起重机
（1）构造及分类
在行走的履带底盘上装有起重装置，它由动力装置、传动机构、回转机构、行走机构、操作系统以及工作机构（起重杆、起重滑轮组、卷扬机）等组成。是自行式、全回转的一种起重机。
履带式起重机按传动方式不同可分为机械式、液压式和电动式三种。
（2）常用型号及性能
目前在结构安装工程中常用的履带式起重机，主要是以国产的W1-50、W1-100、W1-200、Э-1252型等。具体尺寸和性能详见有关图、表。
（2）常用型号及性能
起重机械主要参数 【选择内容start】
1．起重量 Q
起吊重物的重量称为起重量。起重量通常是以额定起重量表示，所谓额定起重量是指在各种工况下安全作业所容许起吊重物的最大重量。自行杆式起重机标定的起重量通常为最大额定起重量，最大额定起重量是指在最小工作幅度时所起吊重物的重量。
2．工作幅度（回转半径）R
起重机回转中心轴线至吊钩中心的距离称为工作幅度或回转半径。工作幅度则表示了起重机不移位时的工作范围。
3．起升高度H
是起重机的停机面（地面或轨道的顶面）至吊钩钩口中心的距离。不是起重臂顶端定滑轮中心到地面的距离，而是吊钩钩口中心至起重臂杆顶应有2～3.5m的安全距离。选择起重机的起升高度应根据结构的安装高度、构件的尺寸、吊具所占高度及安装间隙来确定。
4．工作速度V （工作效率参考）
主要包括起升、变幅、回转和行走的速度。选择起重机各机构的工作速度应根据结构的吊装性质、安装进度而决定。
5．起重机各主要参数间的相互关系
1）起重量Q 与工作幅度R 的关系
起重量Q 是随着工作幅度R 的增大而下降。在工作中根据所需吊起物件的最大起重量及相应的最大工作幅度选择各种额定起重机。
因此，起重力矩较为全面和正确地反映起重机的起重能力。
2）起升高度H 和工作幅度R 的关系
起升高度H 与起重机吊臂长度L 和工作幅度R 有关。在同一吊臂长度下，起升高度H 随工作幅度R 的增加而减少。
【选择内容end】
主要技术参数
起重量Q — 所吊物件重量，不包括吊钩、滑轮组重量；
起重高度H — 起重吊钩中心至停机面的垂直距离；
回转半径R — 回转中心至吊钩的水平距离。
三个参数的关系：当起重臂长度一定时，随着仰角的增加，起重量和起重高度增加，而起重半径减小；
当起重臂仰角不变时，随着起重臂长度增加，则起重半径和起重高度增加，而起重量减小。
一般根据构件重量和安装高度查起重设备的性能表或性能曲线。
起重机械的选择
（3）稳定性验算
从起重机的性能表和起重机性能曲线可以看出，起重量Q、起升高度H、工作幅度R这三个参数之间存在着相互制约的关系，其数值的变化取决于起重臂仰角的大小和起重臂长度。
使用履带式起重机进行超负载吊装或接长起重臂时，必须对起重机进行稳定性验算，以保证起重机在吊装中不至于发生倾覆事故。根据验算结果，采取增加配重等措施后，才能进行吊装。
履带式起重机稳定性应是起重机处以最不利的情况，即车身旋转90°起吊重物时。
履带式起重机稳定性验算
假定起重机倾覆时，以履带的轨道中心点为倾覆中心验算起重机的稳定性，当不考虑附加荷载（如风荷载、刹车制动的贯性力和回转的偏心力等）时，为保证机身的稳定，必须使稳定力矩大于倾覆力矩。因此：
验算起重机稳定性时，一般不考虑附加荷载，当考虑附加荷载时，K1 ≥ 1.15
为简化计算，验算起重机稳定性时，一般可不考虑附加荷载，由图可得：
公式符号表示详见书。
履带式起重机
由行走机构、回转机构、机身及起重臂组成。
履带式起重机构造简图
三一重工SCC1500C
履带起重机
(最大起重量155t)
⑴ 特点：操作灵活、使用方便，起重臂可分节接长、机身可3600回转，在平坦坚实的道路上可负重行走，换装工作装置后可成为挖土机或打桩机使用，是一种多功能、移动式吊装机械。
履带式起重机的缺点：1）行走速度慢，对路面破坏性大，长距离转移需平板拖车运输；2）稳定性较差,未经验算不得超负荷吊装。
福田雷沃
FQUY200
履带起重机
宇通重工YTQU160
液压式履带起重机
最大起重量160t
履带式起重机安全规定 （选择内容start）
① 起重吊钩中心与臂架顶部定滑轮之间的最小安全距离一般为2.5～3.5m；
② 起重机工作时的地面允许最大坡度不应超过30；
③ 起重臂杆的最大仰角一般不得超过780；
⑤ 负载行走，荷载不得超过允许起重量的70%；
④ 起重机不宜同时进行起重和旋转操作，也不宜边起重边改变起重臂的幅度；
履带吊侧翻事故
⑥在松软土壤上工作时,应采用枕木或路基箱垫好道路；
⑦ 起重机在进行超负荷吊装或接长臂杆时，需进行稳定性验算。不满足验算时可考虑增加平衡配重、设置临时性缆风绳等措施加强起重机的稳定性。 （选择内容end）
履带下铺垫路基箱 中油一建1350t吊车在钦州倾覆
中华第一吊-1600吨履带式
起重机在天津投入使用
利勃海尔履带式起重机
2.汽车式起重机
是装在通用载重汽车底盘或是专用汽车载重汽车底盘上的一种起重机，其行驶的驾驶室与起重的操纵室是分开的。360°车身回转，构造与履带式起重机基本相同。
特点：机动灵活，行驶速度快，能快速转移到新施工现场并迅速投入工作，对路面破坏性小，对路面要求也不十分高。特别适合于中小型单层工业厂房结构吊装中。
汽车式起重机吊装稳定性差，所以设有可伸缩的支腿，起重时支腿落地，以增加机身的稳定，并起到保护轮胎的作用，这种起重机不能负重行驶。
汽车式起重机实物图
是一种使用汽车底盘的轮式起重机，广泛用于构件装卸和结构吊装。灵活性好、转移迅速、对道路无损伤。
中联重科QY130H汽车起重机
最大起重量130t，主臂最大起升高度49.5m
汽车式起重机多为液压式伸缩臂，按起重量分为轻型（20t以内）、中型（20～50t）和重型（50t以上）。按传动装置形式分为机械传动、电力传动、液压传动三种。
三一重工QY52汽车起重机
最大起重量55t，主臂最大起升高度55m
中国重型汽车式起重机
徐工QAY500全地面汽车起重机
最大起重量500t，主臂最大起升高度84m
国内最大的人字梁钢架一次吊装就位
塔里木石化80万吨/年尿素装置工程散装仓库的57米人字梁钢屋架分三段吊装，三台汽车吊联动作业，空中同时进行四个作业面螺栓连接。
3.轮胎式起重机
装在专用轮胎式行走底盘的一种全回转起重机，构造与履带式起重机基本相同，但其横向尺寸较大，故横向稳定性好，并能在允许载荷下负荷行走。为了保证吊装作业时机身的稳定性，起重机设有四个支腿。
与汽车式起重机主要差别：行驶速度慢，所以不宜做长距离的行驶，适宜于作业地点相对固定而作业量较大的结构安装工程。
轮胎式起重机实物图
行走
放出支腿
准备作业
起吊作业
利勃海尔LTC1055轮胎式起重机
轮胎式起重机作业时也要放出伸缩支腿以保护轮胎，必要时支腿下可加设垫块以扩大支承面。
中联重科QLY20
轮胎起重机
除全回转作业和允许载荷下负载
行走外，其使用要点同汽车式起重机。
55t轮胎式
起重机
四、塔式起重机
塔式起重机的分类 （增加内容）
按有无行走机构分为：固定式和移动式
固定式塔式起重机固定在混凝土基础上或安装在建筑物内部结构上随建筑物升高而升高，而行走式起重机可负重行走；
按回转形式可分为：上回转和下回转
按变幅方式可分为：水平臂架小车变幅和动臂变幅
按照性能可分为：轨道式、爬升式和附着式
1. 轨道塔式起重机
缺点：需铺设轨道、占用施工场地过大，塔架高度和起重量较固定式小。
固定塔式起重机
上回转、
小车变幅
动臂变幅式起重机
上回转、
动臂变幅
同样也分为固定式和轨道式
2.上海世贸中心爬升塔式起重机
3.附着式塔式起重机
适用于与塔身高度适应的高建筑施工。
塔吊与建筑物
的附着节点
塔吊的安装 （增加内容）
塔式起重机的安装方法根据起重机的结构形式、质量和现场情况确定，常用安装方法有整体自立法、旋转起扳法、立装自升法。
同一台塔吊的拆除方法与安装相同、程序相反。
塔吊基础施工 起重臂安装
平衡臂的安装
塔吊标准节安装
钢丝绳的安全系数 （了解内容）
作缆风绳3.5；
用于人工起重设备4.5；
用于电动起重设备5～6；
作吊索且无弯曲时6～7；
作捆绑吊索8～10；
用于载人的升降机14。
起重吊运的
旗语及手势信号示例
停止
紧急停止
要主钩
吊钩上升
吊装工程安全“十不吊”
1 超负荷不吊； 2 歪拉斜吊不吊；
3 指挥信号不明不吊； 4 安全装置失灵不吊；
5 重物起过人头不吊； 6 光线阴暗看不清不吊；
7 埋在地下的物件不吊； 8 吊物上站人不吊；
9 捆绑不牢不稳不吊；
10 重物边缘锋利无防护措施不吊。
×
×
埋在地下
的物件不吊
捆绑不牢
不稳不吊
单层厂房安装效果图
单层厂房安装效果图

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