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项目7 结构安装工程
7.1 起重机具
7.2 构件的吊装方法
7.3 单层工业厂房吊装方案
7.4 单层工业厂房结构安装模拟实训
　　
　　装配式单层厂房的结构构件有：柱、吊车梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板等。
　　预制构件的吊装程序一般为绑扎、起吊、对位、临时固定、校正及最后固定等工序。现场预制的构件有些还需要翻身扶正后，再进行吊装。
7.2 构件的吊装方法
7.2.1 柱的吊装
　　单层工业厂房钢筋混凝土柱一般均为现场预制，其截面形式有矩形、工字形、双肢形等。当混凝土的强度达到75%的混凝土强度标准值以上时方可吊装。
　　柱的吊装方法，按柱起吊后柱身是否垂直，可分为直吊法和斜吊法；按柱在吊升过程中柱身运动的特点，可分为旋转法和滑行法。
　　1．柱的绑扎
　　绑扎柱用的吊具有铁扁担、吊索、卡环等。为了在高空中脱钩方便，尽量采用活络式卡环。为避免起吊时吊索磨损构件表面，要在吊索与构件之间垫上麻袋或木板。
　　柱在现场预制时，一般用混凝土底模平卧(大面向上)生产。在支模、浇混凝土前，就要确定绑扎方法，在绑扎点预埋吊环、预留孔洞或底模悬空，以便绑扎时能穿钢丝绳。
　　柱的绑扎点数目和位置应视柱的外形、长度、配筋和起重机性能确定：中、小型柱(重13 t以下)，可以绑扎一点；重型柱或配筋少而细长的柱(如抗风柱)，为防止起吊过程中柱身断裂，需绑扎两点。绑扎点位置应使两根吊索的合力作用线高于柱子中心，这样才能保证柱起吊后自行回转直立状态。
　　一点绑扎时，绑扎位置常选在牛腿下100～200 mm处。工字形截面和双肢柱，绑扎点应选在实心处(工字形柱的矩形截面处和双肢柱的平腹杆处)，否则，应在绑扎位置用方木垫平。
　　常用的绑扎方法有：
　　(1) 一点绑扎斜吊法。
　　当柱的宽面抗弯能力满足吊装要求时，可采用一点绑扎斜吊法，见图7-15、图7-16。
　　这种方法的优点是：直接把柱在平卧的状态下从底模上吊起，不需翻身，也不用铁扁担；柱身起吊后呈倾斜状态，吊索在柱宽面的一侧，起重钩可低于柱顶。当柱身较长，起重杆长度不足时，可用此法绑扎。但因柱身倾斜，就位时对正比较困难。
　　
　　
图7-15 一点绑扎斜吊法
图7-16 一点绑扎斜吊法施工图
图7-17 一点绑扎直吊法
　　(2) 一点绑扎直吊法。
　　当柱平放起吊的抗弯强度不足时，需将柱翻身，然后起吊，这种方法叫直吊法。采用这种方法，柱吊起后呈竖直状态，见图7-17。
　　其优点是：柱翻身后刚度大，抗弯能力强；起吊后柱与基础杯底垂直，容易对位。但采用这种绑扎起吊方法，柱要预先翻身。
　　直吊法一般应用横吊梁，起重机吊钩超过柱顶，需要的起重高度比斜吊法大，起重臂要比斜吊法长。
　　2．柱的起吊
　　柱的吊装方法，视柱重量、长度、起重机性能和现场施工条件而定。重型柱有时可采用两台起重机抬吊。采用单机吊装时，有单机吊装旋转法和单机吊装滑行法。
　　1) 单机吊装旋转法
　　起重机一边升钩，一边旋转，柱绕柱脚旋转而逐渐吊起的方法叫旋转法(见图7-18(a))。
　　其要点有二：一是保持柱脚位置不动，并使吊点、柱脚和杯口中心在同一圆弧上；二是圆弧半径即为起重机起重半径。
　　旋转法吊装柱时，柱的平面布置要做到绑扎点、柱脚中心与柱基础杯口中心三点同弧。
　　在以吊柱时起重半径R为半径的圆弧上，柱脚靠近基础。这样，起吊时起重半径不变，起重臂边升钩，边回转。柱在直立前，柱脚不动，柱顶随起重机回转及吊钩上升而逐渐上升，使柱在柱脚位置竖直。然后，把柱吊离地面约20～30 cm，回转起重臂把柱吊至杯口上方，插入杯口。
　　采用旋转法吊装柱时，起重臂仰角不变，起重机位置也不变，仅一面旋转起重臂，一面上升吊钩，柱脚的位置在旋转过程中是不移动的，柱受振动小，生产效率高，同时对起重机的机动性要求较高，柱布置时占地面积较大。此种方法适用于中小型柱的吊装。
　　2) 单机吊装滑行法
　　起重机只升钩，不旋转，柱子沿地面滑行而逐渐吊起的方法叫滑行法(见图7-18(b))。
　　
(a) 旋转法 (b) 滑行法
　　 1—柱子；2—托木；3—滚筒；4—滑行道
　　
图7-18 柱子的滑移吊装
　　采用滑行法吊装柱时，柱的平面布置要做到绑扎点、基础杯口中心二点同弧。
　　在以起重半径R为半径的圆弧上，绑扎点靠近基础杯口。这样，在柱起吊时，起重臂不动，起重钩上升，柱顶上升，柱脚沿地面向基础滑行，直至柱竖直。然后，起重臂旋转，将柱吊至柱基础杯口上方，插入杯口。
　　滑行法吊装柱特点：在滑行过程中，柱受振动大，但对起重机的机动性要求较低(起重机只升钩，起重臂不旋转)。当采用独脚拔杆、人字拔杆吊装柱或不能采用旋转法时，常采用此法。这种起吊方法，因柱脚滑行时柱受振动，起吊前应对柱脚采取保护措施。为了减少滑行阻力，可在柱脚下面设置托木滚筒。
图7-19 柱的对位与临时固定
　　3．柱的对位与临时固定
　　柱插入杯口后，应使柱身大体垂直。在柱脚离杯底30～50 mm时，停止吊钩下降，开始对位。对位时，先在柱基础四边各放两块楔块(共八块)，并用撬棍拨动柱脚，使柱的吊装准线对准杯口顶面的吊装准线。
　　对位后，将8只楔块略加打紧，放松吊钩，让柱靠自重沉至杯底。观察吊装中心线对准的情况，若已符合要求，立即用大铁锤将楔块打紧，将柱临时固定。
　　柱临时固定后，起重机即可完全放钩，拆除绑扎索具，将其移去吊装下一根柱。临时固定的楔块，可用硬木制作，也可用钢板焊成。钢楔可以多次重复使用，且易拔出，一般做成两种规格，相互配合使用，如图7-19所示。
　　当柱基础的杯口深度与柱长之比小于1/20，或柱具有较大牛腿时，仅靠柱脚处的楔块不能保证临时固定的稳定，这时则应采取增设缆风绳或加斜撑等措施来加强柱临时固定的稳定，即可将柱稳定地临时固定在基础上。
图7-20 柱的校正
　　4．柱的校正
　　柱吊装以后要做平面位置、标高及垂直度等三项内容的校正。但柱的平面位置在柱的对位时已校正好，而柱的标高在柱基础杯底抄平时已控制在允许范围内，故柱吊装后主要是校正垂直度。
　　柱垂直度的校正方法主要是用两台经纬仪从柱相邻两边检查柱吊装准线的垂直度。当柱垂直偏差较小时，可用打紧或放松楔块的方法或用钢钎来纠正；偏差较大时，可用螺旋千斤顶或平顶、钢管支撑斜顶等方法纠正，见图7-20。
　　5．柱的最后固定
　　柱采用浇灌细石混凝土的方法最后固定，见图7-21。
　　
图7-21 柱的最后固定
　　为防止柱在校正后被大风或楔块变形使柱产生新偏差，灌缝工作应在校正后立即进行。灌缝时，应将柱底杂物清理干净，并要洒水湿润。在浇灌混凝土和振捣时不得碰撞柱或楔块。浇灌混凝土之前，应先浇灌一层砂浆使其填满空隙，然后浇灌细石混凝土，但要分两次进行，第一次浇灌至楔块底部，待混凝土强度达到25%后，拔去楔块，再灌满混凝土。
　　第一次灌筑后，柱可能会出现新的偏差，其原因可能是振捣混凝土时碰动了楔块，或者两面相对的木楔块因受潮程度不同，膨胀变形不一产生的，故在第二次灌筑前，必须对柱的垂直度进行复查，如超过允许偏差，应予调整。
7.2.2 吊车梁的吊装
　　由于吊车梁的高度小、长度小，一般采用平吊法，即吊装时的状态与使用时工作状态一致。吊车梁、屋架吊装一般都是采用平吊法。不用进行吊车梁的临时固定，只需做校正和最后固定工作。
　　吊车梁的吊装必须在柱杯口二次灌注混凝土的强度达到70%设计强度后进行。
　　1．吊车梁的绑扎、起吊、就位、临时固定
　　
图7-22 吊车梁的吊装
　　吊车梁吊起后应基本保持水平，因此其绑扎点应对称地设在梁的两侧，吊钩应对准梁的重心。在梁的两端应绑扎溜绳以控制梁的转动，避免悬空时碰撞柱。
　　吊车梁对位时应缓慢降钩，使吊车梁端与柱牛腿面的横轴线对准，见图7-22。在对位过程中不宜用撬棍顺纵轴线方向撬动吊车梁，因为柱顺轴线方向的刚度较差，撬动后会使柱顶产生偏移。
　　在吊车梁安装过程中，应用经纬仪或线垂校正柱的垂直度，若产生了竖向偏移，应将吊车梁吊起重新进行对位，以消除柱的竖向偏移。
　　吊车梁本身的稳定性较好，一般对位后，无需采取临时固定措施，起重机即可松钩移走。当梁高与底宽之比大于4时，可用8号铁丝将梁捆在柱上，以防倾倒。
　　2．吊车梁的校正、最后固定
　　吊车粱吊装后，需校正标高、平面位置和垂直度。吊车梁的标高在进行杯形基础杯底抄平时，已对牛腿面至柱脚的高度做过测量和调整，固此误差不会太大，如存在少许误差，也可待安装轨道时，在吊车梁面上抹一层砂浆找平层加以调整。
　　吊车梁的平面位置和垂直度可在屋盖吊装前校正，也可在屋盖吊装后校正。但较重的吊车梁，由于摘钩后校正困难，则可边吊边校。
　　吊车梁的校正可采用平移轴线法(见图7-23)及通线法(见图7-24)。吊车梁校正之后，应立即按设计图纸用电焊作最后固定，并在吊车梁与柱的空隙处，浇筑细石混凝土。
　　
图7-23 平移轴线法校正吊车梁
　　
图7-24 通线法校正吊车梁
7.2.3 屋架的吊装
　　中小型单层工业厂房屋架的跨度为12～24 m，重量约30～100 kN，钢筋混凝土屋架一般在施工现场平卧叠浇预制。
　　在屋架吊装前，先要将屋架扶直(或称翻身、起扳)，所谓扶直，就是把屋架由平卧状态变为直立状态，然后将屋架吊运到预定地点就位(排放)。
　　1．屋架的扶直与就位
　　钢筋混凝土屋架的侧向刚度较差，扶直时由于自重影响，改变了杆件的重力性质，特别是上弦杆极易扭曲，造成屋架扭伤，因此，在屋架扶直时必须采取一定措施，严格遵守操作要求，才能保证安全施工。
　　1) 屋架扶直方法
　　屋架扶直时，由于起重机与屋架的相对位置不同，可分为正向扶直和反向扶直。
　　(1) 正向扶直。
　　起重机位于屋架下弦一边，首先以吊钩对准屋架中心，收紧吊钩，然后略略起臂使屋架脱模。接着起重机升钩并起臂，使屋架以下弦为轴，缓缓转为直立状态，见图7-25、图7-26。
　　
　　
图7-25 屋架正向扶直
图7-26 屋架正向扶直
　　(2) 反向扶直。
　　起重机位于屋架上弦一边，首先以吊钩对准屋架中心，收紧吊钩。接着起重机升钩并降臂，使屋架以下弦为轴缓缓转为直立状态，见图7-27。
　　正向扶直与反向扶直最主要的不同点是在扶直过程中，一个为升臂，一个为降臂。升臂比降臂易于操作且较安全，故应尽可能采用正向扶直。
　　
　　
图7-27 屋架反向扶直
　　2) 屋架就位
　　屋架扶直后，应立即进行就位。
　　屋架就位的位置与屋架安装方法和起重机械性能有关。其原则是应少占场地、便于吊装，且应考虑到屋架的安装顺序、两端朝向等问题。一般靠柱边斜放或以3～5榀为一组，平行柱边就位，见图7-28。
　　屋架就位后，应用8号铁丝、支撑等与已安装的柱或已就位的屋架相互拉牢撑紧，以保持稳定。
　　
图7-28 屋架就位
　　2．屋架的绑扎
　　屋架的绑扎点应选在上弦节点处或附近500 mm区域内，左右对称，并高于屋架重心，使屋架起吊后基本保持水平，不晃动、不倾翻(见图7-29)。
　　
(a) 跨度≤18 m时 (b) 跨度＞18 m时
(c) 跨度≥30 m时 (d) 三角形组合屋架　
图7-29 屋架的绑扎
　　屋架吊点的数目及位置，与屋架的形式和跨度有关，一般由设计确定。绑扎时吊索与水平线的夹角不宜小于45°，以免屋架承受过大的横向压力。当夹角小于45°时，为了减少屋架的起吊高度及所受的横向力，可采用横吊梁。
　　一般说来，屋架跨度小于或等于18 m时绑扎两点；当跨度大于18 m时需绑扎4点；当跨度大于30 m时，应考虑采用横吊梁，以减小绑扎高度。
　　对三角组合屋架等刚性较差的屋架，下弦不能承受压力，故绑扎时也应采用横吊梁。
　　3．屋架的吊升、对位和临时固定
　　屋架吊升是先将屋架吊离地面约300 mm，并将屋架转运至吊装位置下方，然后再起钩，将屋架提升超过柱顶约300 mm，最后利用屋架端头的溜绳，将屋架调整对准柱头，并缓缓降至柱头，用撬棍配合进行对位，见图7-30。
　　
图7-30 屋架的吊装
　　屋架对位应以建筑物的定位轴线为准，因此，在屋架吊装前，应当用经纬仪或其他工具在柱顶放出建筑物的定位轴线。如柱顶截面中线与定位轴线偏差过大时，可逐渐调整纠正。
　　屋架对位后，立即进行临时固定，临时固定稳妥后，起重机才可摘钩离去。
　　第一榀屋架的临时固定必须十分可靠，因为这时它只是单片结构，而且第二榀屋架的临时固定还要以第一榀屋架作支撑。第一榀屋架的临时固定通常是用4根缆风绳从两边将屋架拉牢，也可将屋架与抗风柱连接作为临时固定。
　　第二榀屋架的临时固定是用工具式支撑撑牢在第一榀屋架上，以后各榀屋架的临时固定，也都是用工具式支撑撑牢在前一榀屋架上，见图7-31。
　　
图7-31 工具式支撑
　　4．屋架的校正与最后固定
　　屋架的竖向偏差可用垂球或经纬仪检查，见图7-32。屋架校正垂直后，立即用电焊固定。焊接时，先焊接屋架两端成对角线的两侧边，再焊另外两边，避免两端同侧施焊影响屋架的垂直度。
　　
图7-32 屋架的临时固定与校正
7.2.4 天窗架与屋面板的吊装
　　天窗架可以单独吊装，也可以在地面上先与屋架拼装成整体后同时吊装。后者虽然减少了高空作业，但对起重机的起重量及起重高度要求较高。天窗架单独吊装时，应在天窗架两侧的屋面板吊装后进行，其吊装过程与屋架基本相同，见图7-33。
　　屋面板一般埋有吊环，用带钩的吊索钩住吊环即可吊装，根据屋面板平面的尺寸大小，吊环的数目为4～6个，见图7-34、图7-35。屋面板的吊装次序应自两边檐口左右对称地逐块吊向屋脊，避免屋架承受半边荷载。屋面板对位后，立即进行电焊固定，一般情况下每块屋面板可焊3点。
　　
　　
图7-33 天窗架吊装
　　
　　
图7-34 屋面板的吊装
图7-35 屋面板吊装

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