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建筑施工技术
Construction Technology of
Civil Engineering
任务三 钢筋混凝土排架结构单层工业厂房结构吊装
目录
CONTENTS
一、单层结构的吊装
二、单层结构的安装方案
01
单层结构的吊装
1. 柱子的吊装
（1）柱的绑扎。吊装柱的方法，按吊起后柱身是否垂直，可分为直吊法和斜吊法两种；对柱子的绑扎，要避免空中脱钩，并尽量用活络式卡环。为了避免吊索磨损柱子的表面，一般在吊索与柱子之间垫以麻袋等物。常用的绑扎方法有以下几项：
1）一点绑扎斜吊法。
这种绑扎方法不需要翻动柱身，但要求柱子的抗弯能力满足吊装要求；由于吊索在柱的一侧，起重钩可能低于柱顶，所以，起重高度相对较小，就位较困难，需辅以人工插入杯口。
2）一点绑扎直吊法。
当柱子的宽度方向抗弯能力不足时，可在吊装前，先将柱子翻身后再吊起。
这时，柱子在起吊时的抗弯能力强，但要求起重机的起重高度和起重臂长都比斜吊法大。此方法起吊后柱身呈直立状态，便于垂直插入杯口，
3）两点绑扎法。
当柱身较长时，若采用一点绑扎法，则柱的抗弯能力不足，可采用两点绑扎起吊。
（2）柱的起吊。
柱的起吊方法有旋转法和滑行法两种。根据柱子的质量、长度，起重机的性能和施工现场条件，又可分为单机起吊和双机起吊两种方法。
1）单机起吊。
①单机吊装旋转法。这种方法是起重机一边起钩，一边回转起重杆，使柱子绕柱脚旋转而起吊，直至插入杯口。
采用这种方法，要使绑扎点、柱脚中心与基础杯口中心三点同弧。
在起吊柱子时，柱脚应尽量靠近基础，以提高生产效率。采用旋转法吊装时，柱在吊装过程中所受振动较小，生产率高，但对起重机的机动性要求较高。
图6-16 单机吊装旋转法
（a）柱绕柱脚旋转，后入杯口；（b）三点同弧
1、2、3—柱
②单机吊装滑行法。
采用这种方法吊装时，柱的绑扎点宜靠近基础，且需绑扎点、基础杯口中心两点同弧。这样，起重臂不动，起重钩及柱顶上升，柱脚沿地面向基础滑行，直至把柱竖直。为减小滑行时柱脚与地面的摩擦力，可在柱脚下设置托木、滚筒或铺设滑行道等。
滑行法与旋转法相比，前者柱身受振动大，耗费滑行材料多。只有当柱子较重、柱身较长、起重机的回转半径不够，或施工现场狭窄及使用拔杆式起重机时，才采用滑行法。
图6-17 单机吊装滑行法
（a）滑行过程；（b）平面布置
1—柱平放时；2—起吊中途；3—直立
2）双机起吊。
①双机抬吊旋转法。对于重型柱子，一台起重机吊不起来，可采用两台起重机抬吊，
如图6-18所示。其中，图6-18（a）所示为两点绑扎的柱，一台起重机抬上吊点，另一台起重机抬下吊点；图6-18（b）所示为将柱平行抬起离开地面D+300mm；图6-18（c）所示为上吊点的起重机将柱上部逐渐提升，下吊点不需要提升；图6-18（d）所示为两台起重机将柱抬成垂直并在杯口就位。
②双机抬吊滑行法。
柱为一点绑扎，且绑扎点靠近基础，起重机在柱基的两侧，两台起重机在柱的同一绑扎点抬吊，如图6-19所示。
（3）柱的对位与临时固定。
如果采用直吊法，柱脚插入
杯口后，应于悬离杯底30~50mm 处进行对位；如采用斜吊法，则需将柱脚基本送到杯底，然后在吊索一侧的杯口中插入两个楔子，再通过起重机回转使其对位。对位时，应先从柱子四周向杯口放入8个楔块，并用撬棍拨动柱脚，使柱的吊装准线对准杯口上的吊装准线，并使柱基本保持垂直。
柱对位后，应先把楔块稍微打紧，再放松吊钩，检查柱沉至杯底后的对中情况。若符合要求，即可将楔块打紧，然后起重钩便可脱钩。吊装重型柱或细长柱时，除需按上述进行临时固定外，必要时还应增设缆风绳拉锚。
（4）柱的校正。
柱的校正包括平面位置、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。
柱垂直度的校正是用两台经纬仪从柱相邻两边检查柱吊装准线的垂直度。
柱垂直度的校正方法：当柱较轻时，可用打紧或放松楔块的方法或用钢钎来纠正；当柱较重时，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6-20所示。
图6-20 柱垂直度的校正方法
（a）千斤顶斜顶；（b）钢管支撑斜顶
1—螺旋千斤顶；2—千斤顶支座；3—底板；4—转动手柄；5—钢管；6—头部摩擦板；7—钢丝绳；8—卡环
柱最后固定的方法是在柱与杯口的空隙内浇筑细石混凝土。
灌缝工作应在校正后立即进行。其方法是在柱脚与杯口的空隙中浇筑比柱混凝土强度等级高一级的细石混凝土，混凝土的浇筑分两次进行。
第一次浇至楔子底面，待混凝土强度达到设计强度的25%后，拔出楔子，全部浇满。振捣混凝土时，注意不要碰动楔子。待第二次浇筑的混凝土强度达到75%的设计强度后，方能安装上部构件。
2. 起重机梁的吊装
起重机梁的吊装应在柱子杯口第二次浇筑混凝土强度达到设计强度75%时方可进行。
（1）绑扎、吊升、就位与临时固定。起重机梁吊装时应两点对称绑扎，吊钩垂线对准梁的重心，起吊后起重机梁应保持水平状态。在梁的两端需设溜绳控制，以防碰撞柱子。
对位时应缓慢降钩，将梁端吊装准线与牛腿顶面吊装准线对准。起重机梁的自身稳定性较好，用垫铁垫平后，起重机即可脱钩，一般不需采用临时固定措施。当梁高与底宽之比大于4时，为防止起重机梁倾倒，可用钢丝将梁临时绑在柱子上。
（2）校正和最后固定。
起重机梁的校正工作一般应在厂房结构校正和固定后进行，以免屋架安装时引起柱子变位，而使起重机梁产生新的误差。对较重的起重机梁，由于脱钩后校正困难，可边吊边校，但屋架固定后要复查一次。校正包括标高、垂直度和平面位置。
标高的校正已在基础杯底调整时基本完成，如仍有误差，可在铺轨时，在起重机梁顶面抹一层砂浆来找平。
平面位置的校正主要检查起重机梁纵轴线和跨距是否符合要求（纵向位置校正已在对位时完成）。垂直度用锤球检查，偏差应在5mm 以内，可在支座处加铁片垫平。起重机梁平面位置的校正方法，通常用通线法或平移轴线法。
1）通线法。
通线法是根据柱的定位轴线，在厂房跨端地面定出起重机梁的安装轴线位置并打入木桩。用钢尺检查两列起重机梁的轨距是否符合要求，然后用经纬仪将厂房两端的四根起重机梁位置校正。
在校正后的柱列两端起重机梁上设支架（高约为200mm），拉钢丝通线并悬挂悬物拉紧。检查并拨正各起重机梁的中心线。
图6-22 通线法校正起重机梁示意
1—通线；2—支架；3—经纬仪；4—木桩；5—柱；6—起重机梁
支架
3. 屋架的吊装
钢筋混凝土屋架有三角形屋架、梯形屋架、拱形屋架、多腹杆折线形屋架和组合屋架等。中小型单层工业厂房屋架的跨度为12~24m，质量为3~10t。
钢筋混凝土屋架如在施工现场浇筑，则在屋架安装前应将屋架扶直、排放。
（1）屋架的绑扎
屋架的绑扎点应选在上弦节点处，左右对称，并高于屋架重心，使屋架吊升后基本保持水平并且不晃动、不倾倒。在屋架两端应加溜绳，以控制屋架转动。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，其选择方式应符合设计要求。
一般钢筋混凝土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；屋架的跨度大于或等于30m 时，为了减少屋架的起吊高度，应采用横吊梁（又称铁扁担），减少吊索高度。绑扎时吊索与水平面的夹角不宜小于45°，以免屋架承受过大的横向压力。
图6-24 屋架绑扎方法
（a）跨度≤18m；（b）跨度>18m；（c）跨度≥30m；（d）三角形组合屋架
（2）屋架的扶直与就位。
扶直屋架时，由于起重机与屋架相对位置的不同，可分为正向扶直与反向扶直。
1）正向扶直。起重机位于屋架下弦杆一边，吊钩对准上弦中点，收紧吊钩后略起臂使屋架脱模， 接着升臂并同时升钩， 使屋架以下弦为轴心缓缓转为直立状态。
2）反向扶直。起重机位于屋架上弦一边，吊钩对准屋架上弦中点，然后升钩，降臂使屋架下弦转动而直立。
图6-25 屋架的扶直
（a）正向扶直；（b）反向扶直
（3）屋架的吊升、对位与临时固定
屋架的吊升方法有单机吊装和双机抬吊。双机抬吊仅在屋架重量较大或一台起重机的吊装能力不能满足吊装要求的情况下采用。
单机吊装屋架时，先将屋架吊离地面300mm，然后将屋架吊至吊装位置的下方，升钩将屋架吊至超过柱顶300mm，然后将屋架缓降至柱顶，进行对位。屋架对位应以建筑物的定位轴线为准，对位前应事先将建筑物轴线用经纬仪投放在柱顶面上。对位以后，立即临时固定，然后起重机脱钩。
双机抬吊时，应将屋架立于跨中。起吊时，一机在前，一机在后，两机共同将屋架吊离地面约1.5m，后机将屋架从起重臂一侧转向另一侧（调挡），然后同时升钩将屋架吊起，并送到安装位置，
图6-26 双机抬吊安装屋架
（a）平面；（b）剖面
1—起吊时屋架位置；2—侧转后屋架位置；
3、4—屋架就位；5、6—起重机
屋架对位后是单片结构，侧向刚度较差。
第一榀屋架的临时固定，可用四根缆风绳从两边拉牢。
若先吊装抗风柱时，可将屋架与抗风柱连接。
图6-27 屋架的临时固定
1—柱子；2—屋架；3—缆风绳；4—工具式支撑；5—屋架垂直支撑
第二榀屋架及其后各榀屋架可用屋架校正器（工具式支撑），临时固定在前一榀屋架上。
每榀屋架至少用两个屋架校正器。
图6-28 屋架校正器
1—钢管；2—撑脚；3—屋架上弦
（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，用经纬仪或垂球检查，用屋架校正器或缆风绳校正。
用经纬仪检查屋架垂直度时，在屋架上弦安装三个卡尺（一个安装在屋架中央，两个安装在屋架两端），自屋架上弦几何中心线量出500mm，在卡尺上作出标志。
然后，在距离屋架中线500mm 处的地面上，设一台经纬仪，用其检查三个卡尺上的标志是否在同一垂直面上。
02
单层结构的安装方案
结构安装工程施工方案应着重解决结构吊装方法、起重机的选择、开行路线、停机位置及构件的平面布置等。
1. 结构吊装方法
结构吊装方法主要有分件吊装法和综合吊装法两种。
（1）分件吊装法。
分件吊装法是指起重机开行一次，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；第二次吊装起重机梁、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。
分件吊装法的优点是每次吊装同类构件，索具不需经常更换，且操作程序相同；吊装速度快，校正有充分时间，构件可分批进场，供应单一，平面布置比较容易，现场不致拥挤；且可根据不同构件选用不同性能的起重机或同一类型起重机选用不同的起重臂，以充分发挥机械效能。
其缺点是不能为后续工程及早提供工作面，起重机开行路线较长。
分件吊装法构件安装顺序
（2）综合吊装法。
综合吊装法是指起重机在车间内的一次开行中，分节间安装各种类型的构件。
典型做法是：先安装根柱子，立即加以校正和固定，接着安装起重机梁、连系梁、屋架、屋面板等构件。安装完一个节间的所有构件后，转入安装下一个节间。
综合吊装法的优点是起重机开行路线短，停机点位置少，可为后续工作创造工作面，有利于组织立体交叉、平行流水作业，以加快工程进度；
其缺点是要同时吊装各种类型构件，不能充分发挥起重机的效能，造成构件供应紧张、平面布置复杂、校正困难。
综合吊装的顺序
2. 起重机的选择
起重机的选择包括起重机类型的选择、起重机型号的选择和起重机数量的计算。
（1）起重机类型的选择。
起重机类型的选择应根据其结构形式及构件的尺寸、质量、安装高度、吊装方法和现有起重设备的条件来确定。
中小型厂房一般采用自行杆式起重机；
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，因此，一般选用大型自行杆式起重机和重型塔式起重机与其他起重机械配合使用；多层装配式结构可采用轨道式塔式起重机；
高层装配式结构可采用爬升式、附着式塔式起重机。
（2）起重机型号的选择。
起重机型号的选择原则是：所选起重机的三个参数，即起重量Q、起重高度H 和工作幅度（回转半径）R 均须满足结构吊装要求。
1）起重量。起重机的起重量必须满足式（6-1）的要求，即
Q≥Q1+Q2
式中
Q———起重机的起重量（t）；
Q1———构件的重量（t）；
Q2———索具的重量（t）。
2）起重高度。
起重机的起重高度必须满足所吊构件的高度要求，即
H ≥h1+h2+h3+h4
式中
H ———起重机的起重高度（m），即从停机面至吊钩的垂直距离；
h1———安装支座表面高度（m），从停机面算起；
h2———安装间隙，应不小于0.3m；
h3———绑扎点至构件吊起后底面的距离（m）；
h4———索具高度（m），自绑扎点至吊钩面，应不小于1m。
3）起重回转半径。
起重回转半径的确定可从以下两种情况考虑：
①当起重机可以不受限制地开到构件安装位置附近安装时，在计算起重量和起重高度后，便可查阅起重机的起重性能表或性能曲线来选择起重机型号及起重臂长，从而查得在起重量和起重高度下相应的起重半径。
②当起重机不能直接开到构件安装位置附近安装构件时，应根据起重量、起重高度和起重半径三个参数，查阅起重机性能表或性能曲线来选择起重机型号及起重臂长。
（3）起重机数量的计算。起重机数量可按下式计算：
图6-29 起重机起重高度计算简图
式中
N———起重机台数；
T———工期（d）；
C———每天工作班数；
K———时间利用系数，一般情况下取0.8~0.9；
Qi———每种构件的安装工程量（件或t）；
Pi———起重机相应的产量定额（件/台班或t/台班）。
另外，在确定起重机数量时还应考虑构件装卸和就位工作的需要。
（3）起重机数量的计算。起重机数量可按下式计算：
3. 起重机的开行路线和停机位置
起重机的开行路线和停机位置与起重机的性能、构件尺寸及质量、构件的平面布置、构件的供应方式和安装方法等因素有关。
采用分件吊装时，起重机的开行路线有以下两种：
（1）柱吊装时，起重机的开行路线有跨中开行和跨边开行两种
图6-30 吊装柱时，起重机的开行路线和停机位置
（a）、（b）跨中开行；（c）、（d）跨边开行
（2）屋架扶直就位及屋盖系统吊装时，起重机在跨中开行。
如图6-31所示是单跨厂房采用分件吊装法时，起重机的开行路线和停机位置图。
起重机从 轴线进场，沿跨外开行吊装 列柱，再沿 轴线跨内开行吊装 轴列柱，然后转到 轴线扶直屋架并将其就位，再转到 轴线吊装 列起重机梁、连系梁，随后转到 轴线吊装 列起重机梁、连系梁，最后转到跨中吊装屋盖系统。
图6-31 起重机的开行路线和停机位置
4. 构件的平面布置
当起重机型号及结构吊装方案确定之后，即可根据起重机性能、构件制作及吊装方法，结合施工现场情况确定构件的平面布置。
（1）构件平面布置的要求。
1）每跨的构件宜布置在本跨内，如场地狭窄、布置有困难时，也可布置在跨外便于安装的地方。
2）构件的布置应便于支模和浇筑混凝土。对预应力构件应留有抽管，以及穿筋的操作场地。
3）构件的布置要满足安装工艺的要求，尽可能在起重机的工作半径内，以减少起重机“跑吊”的距离及起重杆的起伏次数。
4）构件的布置应保证起重机、运输车辆的道路畅通。起重机回转时，机身不得与构件相碰。
5）构件的布置要注意安装时的朝向，避免在空中调向，影响进度和安全。
6）构件应布置在坚实地基上。在新填土上布置时，土要夯实，并采取一定措施，防止下沉而影响构件质量。
（2）柱的预制布置。柱的预制布置，有斜向布置和纵向布置两种。
1）柱的斜向布置。如柱以旋转法起吊，应按三点共弧斜向布置。
2）柱的纵向布置。当柱采用滑行法吊装时，可以纵向布置。预制柱的位置与厂房纵轴线相平行。为节约模板与场地，两柱可叠浇，排成一行，在柱吊装时，起重机宜停在两柱基的中间，每停机一次可吊装两根柱。
图6-33 柱的纵向布置示意
图6-33 柱的纵向布置示意
（3）屋架的预制布置。
屋架一般在跨内平卧叠浇预制，每叠2~3榀。布置方式有正面斜向布置、正反斜向布置及正反纵向布置三种。
其中，应优先采用正面斜向布置，以便于屋架扶直就位；只有当场地受限制时，才采用其他方式。
屋架正面斜向布置时，下弦与厂房纵轴线的夹角α 为10°~20°；预应力屋架的两端应留出l/2+3m 的距离（l为屋架跨度）作为抽管、穿筋的操作场地。每两垛屋架之间要留1m 左右的空隙，以便支模和浇筑混凝土。
图6-34 屋架预制布置示意
（a）正面斜向布置；（b）正反斜向布置；（c）正反纵向布置
（5）屋架的扶直就位。
屋架扶直后应立即进行就位。
按就位位置的不同，可分为同侧就位和异侧就位两种，如图6-35所示。同侧就位时，屋架的预制位置与就位位置均在起重机开行路线的同一边；异侧就位时，需将屋架由预制的一边转至起重机开行路线的另一边，此时，屋架两端的朝向已有变动。因此，在预制屋架时，对屋架的就位位置应事先加以考虑，以便确定屋架两端的朝向及预埋件的位置。
图6-35 屋架就位示意
（a）同侧就位；（b）异侧就位
（6）起重机梁、连系梁、屋面板的就位。
单层工业厂房除柱和屋架等大构件在现场预制外，其他如起重机梁、连系梁、屋面板等均在构件厂或附近露天预制场制作，运到现场吊装施工。
构件运到现场后，应按施工组织设计所规定的位置，按编号及构件吊装顺序进行就位或集中堆放。梁式构件的叠放不宜超过2层，大型屋面板的叠放不宜超过8层。
起重机梁、连系梁的就位位置，一般在其吊装位置的柱列附近，跨内跨外均可，从运输车上直接吊至设计位置。
根据起重机吊屋面板时所需的起重半径，当屋面板在跨内排放时，应后退3~4节间开始排放；若在跨外排放，应向后退1~2个节间开始排放。

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