土木工程施工结构安装工程.pdf
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1、第8章 结构安装工程第8章 结构安装工程?结构安装工程结构安装工程将结构设计成许多单独的构件,分别在施工现场或工厂预制成型,然后在现场用起重机械将各种预制构件吊起并安装到设计位置上去的全部施工过程。将结构设计成许多单独的构件,分别在施工现场或工厂预制成型,然后在现场用起重机械将各种预制构件吊起并安装到设计位置上去的全部施工过程。用这种施工方式完成的结构,叫做装配式结构。用这种施工方式完成的结构,叫做装配式结构。?结构安装工程的主要施工特点:结构安装工程的主要施工特点:预制构件类型多构件类型多,易影响构件平面布置和安装效率。预制构件类型多构件类型多,易影响构件平面布置和安装效率。预制质量影响大构
2、件制作外形尺寸的正确与否、混凝土强度能否达到设计要求,都将直接影响安装的质量与进度。预制质量影响大构件制作外形尺寸的正确与否、混凝土强度能否达到设计要求,都将直接影响安装的质量与进度。结构受力变化复杂结构受力变化复杂构件施工阶段的受力状态与使用阶段不同构件施工阶段的受力状态与使用阶段不同,如:构件在运输和起吊时,因吊点和支承点与使用阶段不同,可能使结构构件内力的大小、性质有所改变。因此,必要时应对构件进行施工阶段的承载力和稳定性验算,并采取相应的措施。,如:构件在运输和起吊时,因吊点和支承点与使用阶段不同,可能使结构构件内力的大小、性质有所改变。因此,必要时应对构件进行施工阶段的承载力和稳定性
3、验算,并采取相应的措施。高空作业多预制构件量多、体大,工作面窄,高空作业多,施工时易发生工伤事故,因此必须加强安全技术措施。高空作业多预制构件量多、体大,工作面窄,高空作业多,施工时易发生工伤事故,因此必须加强安全技术措施。?8.1 起重机械8.1 起重机械起重设备起重机械索具设备千斤顶、提升机等。起重设备起重机械索具设备千斤顶、提升机等。桅杆起重机独脚桅杆、悬臂桅杆、人字桅杆和牵缆式自行杆式起重机履带式、轮胎式和汽车式塔式起重机浮吊回转机构安装位置上回转式(塔顶回转)和下回转式(塔身回转)变幅方式倾斜臂架式(改变起重机的俯仰角度)和运行小车式能否移动固定式和行走式(轨道式、轮胎式、汽车式和履
4、带式)自升塔爬升部位内爬式(安装在建筑物内部电梯间的框筒上)和附着式(安装在建筑物外侧,塔身通过连杆锚固在建筑物上)起重臂能否回转固定式、半回转式及全回转式起重臂结构形式直臂架式与组合臂架式自航能力自航式和非自航式桅杆起重机独脚桅杆、悬臂桅杆、人字桅杆和牵缆式自行杆式起重机履带式、轮胎式和汽车式塔式起重机浮吊回转机构安装位置上回转式(塔顶回转)和下回转式(塔身回转)变幅方式倾斜臂架式(改变起重机的俯仰角度)和运行小车式能否移动固定式和行走式(轨道式、轮胎式、汽车式和履带式)自升塔爬升部位内爬式(安装在建筑物内部电梯间的框筒上)和附着式(安装在建筑物外侧,塔身通过连杆锚固在建筑物上)起重臂能否回
5、转固定式、半回转式及全回转式起重臂结构形式直臂架式与组合臂架式自航能力自航式和非自航式钢丝绳、吊具(卡环、横吊梁)、滑轮组、卷扬机及锚碇等钢丝绳、吊具(卡环、横吊梁)、滑轮组、卷扬机及锚碇等?8.1.1 桅杆起重机8.1.1 桅杆起重机用桅杆起重机起吊钢构件用桅杆起重机起吊钢构件?桅杆起重机的特点:桅杆起重机的特点:?制作简单,装拆方便,能在比较狭窄的工地使用;制作简单,装拆方便,能在比较狭窄的工地使用;?起重能力较大(可达100T以上);起重能力较大(可达100T以上);?能解决缺少其他大型起重机械或不能安装其他起重机械的特殊工程和重大结构的困难;能解决缺少其他大型起重机械或不能安装其他起重
6、机械的特殊工程和重大结构的困难;?当无电源时可用人工绞磨起吊。当无电源时可用人工绞磨起吊。?缺点:缺点:?服务半径小,移动困难;服务半径小,移动困难;?需要设置较多的缆风绳;需要设置较多的缆风绳;?施工速度较慢。施工速度较慢。?只适用于安装工程量比较集中,工期较富裕的工程。只适用于安装工程量比较集中,工期较富裕的工程。?8.1.2 自行杆式起重机8.1.2 自行杆式起重机履带式起重机、轮胎式起重机和汽车式起重机履带式起重机、轮胎式起重机和汽车式起重机?(1)履带式起重机(1)履带式起重机W1-50履带式起重机W1-50履带式起重机Max:1800t?1)特点机动灵活,稳定性好,1)特点机动灵活
7、,稳定性好,可负载行走可负载行走,接地面积大,对地面的要求不高,可在现场简易道路上行走;履带式起重机图1-底盘;2-机棚;3-起重臂;4-起重滑轮组;5-变幅滑轮组;6-履带;L-起重臂长度;H-起升高度;R-工作幅度,接地面积大,对地面的要求不高,可在现场简易道路上行走;履带式起重机图1-底盘;2-机棚;3-起重臂;4-起重滑轮组;5-变幅滑轮组;6-履带;L-起重臂长度;H-起升高度;R-工作幅度问:问:当W1100型起重机起重臂长L=23m,起重量Q=56kN,起重高度H=13.3m时,最大工作幅度R?当W1100型起重机起重臂长L=23m,起重量Q=56kN,起重高度H=13.3m时,
8、最大工作幅度R?答:答:1、从右图中先查左边的纵坐标得:Q56kN;2、向右水平查到与“2”号曲线的交点,垂直向下查到横坐标得:R10m;3、然后垂直向上查到与最上面的“1”号曲线的交点,再水平向右查到与右纵坐标(H)的交点得起重高度:H=19m13.5m。1、从右图中先查左边的纵坐标得:Q56kN;2、向右水平查到与“2”号曲线的交点,垂直向下查到横坐标得:R10m;3、然后垂直向上查到与最上面的“1”号曲线的交点,再水平向右查到与右纵坐标(H)的交点得起重高度:H=19m13.5m。?2)起重机性能曲线2)起重机性能曲线保证起重机的稳定性保证起重机的稳定性H=80m,R=130m,Q=12
9、50tH=80m,R=130m,Q=1250tDEMAG CC8800 1250t履带吊DEMAG CC8800 1250t履带吊?3)履带式起重机的稳定性验算3)履带式起重机的稳定性验算起重机稳定性指起重机在自重和外荷载作用下抵抗倾覆的能力。起重机稳定性指起重机在自重和外荷载作用下抵抗倾覆的能力。起重机的稳定性指标稳定性安全系数,即相对于倾覆中心的稳定力矩与倾覆力矩之比值。起重机的稳定性指标稳定性安全系数,即相对于倾覆中心的稳定力矩与倾覆力矩之比值。稳定性验算的最不利工况车身与行驶方向垂直的位置,靠负重侧履带中点A为倾覆中心。稳定性验算的最不利工况车身与行驶方向垂直的位置,靠负重侧履带中点A
10、为倾覆中心。起重机稳定的原则必须使稳定力矩大于倾覆力矩。起重机稳定的原则必须使稳定力矩大于倾覆力矩。当考虑吊装荷载以及所有附加荷载时,稳定性安全系数:当考虑吊装荷载以及所有附加荷载时,稳定性安全系数:15.1)(sin)(233332211002211001+=lRqQMMMlGhGhGhGhGlGlGlGKLGF倾覆力矩稳定力矩当只考虑吊装荷载,不考虑附加荷载时,稳定性安全系数:当只考虑吊装荷载,不考虑附加荷载时,稳定性安全系数:注:注:上两式中“倾覆力矩”系指仅由吊重一项所产生的倾覆力矩;“稳定力矩”则指全部稳定力矩与其他倾覆力矩之差。上两式中“倾覆力矩”系指仅由吊重一项所产生的倾覆力矩;
11、“稳定力矩”则指全部稳定力矩与其他倾覆力矩之差。4.1)(2332211002+=lRqQlGlGlGlGK倾覆力矩稳定力矩?4)履带式起重机的起重臂接长计算4)履带式起重机的起重臂接长计算当要求的起升高度或工作幅度,大于起重机允许的起升高度或工作幅度时,在起重臂的承载力和稳定性得到保证的前提下,可当要求的起升高度或工作幅度,大于起重机允许的起升高度或工作幅度时,在起重臂的承载力和稳定性得到保证的前提下,可根据力矩相等的原则根据力矩相等的原则,计算起重臂接长后的最大起升载荷Q。,计算起重臂接长后的最大起升载荷Q。由由MAMA=0,可得:=0,可得:+2222NMRQNMRRGNMRQ()()N
12、MRRGNMRQNMRQ+221即:即:接长起重臂受力图接长起重臂受力图?(2)汽车式起重机(2)汽车式起重机汽车式起重机最大优点是转移迅速,对路面破坏性小。但它起吊时,必须将汽车式起重机最大优点是转移迅速,对路面破坏性小。但它起吊时,必须将支腿落地,不能负载行走支腿落地,不能负载行走。自重较大,对工作场地要求较高,起吊前必须将场地平整、压实,以保证操作平稳,安全。自重较大,对工作场地要求较高,起吊前必须将场地平整、压实,以保证操作平稳,安全。起重机工作时的稳定性主要依靠支腿,故支腿落地必须严格按操作规程进行。起重机工作时的稳定性主要依靠支腿,故支腿落地必须严格按操作规程进行。?(3)轮胎式起
13、重机介于两者之间,仅能在工地上移动。(3)轮胎式起重机介于两者之间,仅能在工地上移动。18t汽车式起重机18t汽车式起重机?8.1.3 塔式起重机8.1.3 塔式起重机附着式塔式起重机1-撑杆;2-建筑物;3-标准节;4-操纵室;5-起重小车;6-顶升套架附着式塔式起重机1-撑杆;2-建筑物;3-标准节;4-操纵室;5-起重小车;6-顶升套架附着式自升塔式起重机的顶升过程附着式自升塔式起重机的顶升过程(a)准备状态;(b)顶升塔顶;(c)推入塔身标准节;(a)准备状态;(b)顶升塔顶;(c)推入塔身标准节;(d)安装塔身标准节;(e)塔顶与塔身联成整体(d)安装塔身标准节;(e)塔顶与塔身联成
14、整体1-项升套架;2-液压千斤顶;3-支承座;4-顶升横梁;1-项升套架;2-液压千斤顶;3-支承座;4-顶升横梁;5-定位销;6-过渡节;7-标准节;8-摆渡小车5-定位销;6-过渡节;7-标准节;8-摆渡小车倾斜臂架式塔式起重机倾斜臂架式塔式起重机内爬塔式起重机的爬升过程(a)准备状态;(b)提升套架;(c)提升起重机内爬塔式起重机的爬升过程(a)准备状态;(b)提升套架;(c)提升起重机?塔式起重机的特点:塔式起重机的特点:(1)塔式起重机的行走机构多为轨道式,安装在标准的铁路轨道上。但也有轮胎式或履带式起重机。任何塔式起重机均由塔身、行走机构、回转机构、带起重装置的悬臂架等构成。一般都
15、采用多电机驱动,行走速度可调、能转弯,吊装作业范围大。(1)塔式起重机的行走机构多为轨道式,安装在标准的铁路轨道上。但也有轮胎式或履带式起重机。任何塔式起重机均由塔身、行走机构、回转机构、带起重装置的悬臂架等构成。一般都采用多电机驱动,行走速度可调、能转弯,吊装作业范围大。(2)自身平衡稳定性,不需牵缆,占有场地也不大。(2)自身平衡稳定性,不需牵缆,占有场地也不大。(3)起重塔身高,起重臂安装高度高,有效作业空间大,可将重物吊到有效空间的任何位置上,而自升式塔吊的塔身还可随时加高,所以起升高度也比其他起重机械都大。(3)起重塔身高,起重臂安装高度高,有效作业空间大,可将重物吊到有效空间的任何
16、位置上,而自升式塔吊的塔身还可随时加高,所以起升高度也比其他起重机械都大。(4)轨道式塔式起重机需预先铺设路基和轨道,安装和拆卸都较为复杂,工地转移和调动也不灵活。(4)轨道式塔式起重机需预先铺设路基和轨道,安装和拆卸都较为复杂,工地转移和调动也不灵活。?8.2 混凝土结构安装8.2 混凝土结构安装?8.2.1 结构安装前的准备工作8.2.1 结构安装前的准备工作结构吊装准备工作包括两大内容:结构吊装准备工作包括两大内容:室内技术准备工作:室内技术准备工作:如熟悉图纸、图纸会审、计算工程量、编制施工组织设计、绘制工序图表等;如熟悉图纸、图纸会审、计算工程量、编制施工组织设计、绘制工序图表等;室
17、外现场准备工作:室外现场准备工作:包括清理场地和修筑吊机行走道路,对被吊构件进行必要的检查,对构件安装位置进行必要的弹线、编号,对吊点、吊具与索具进行承载力复核和安全性检查。包括清理场地和修筑吊机行走道路,对被吊构件进行必要的检查,对构件安装位置进行必要的弹线、编号,对吊点、吊具与索具进行承载力复核和安全性检查。?8.2.2 构件安装工艺预制构件吊装过程,一般包括:8.2.2 构件安装工艺预制构件吊装过程,一般包括:绑扎、吊升、对位、临时固定、校正、最后固定绑扎、吊升、对位、临时固定、校正、最后固定等工序。等工序。?8.2.2.1 柱的吊装8.2.2.1 柱的吊装?(1)绑扎(1)绑扎?斜吊绑
18、扎法斜吊绑扎法条件大面抗弯强度足够时采用;条件大面抗弯强度足够时采用;特点起重量和起重高度较大,柱呈斜状,安装就位时稍有困难。柱的斜吊绑扎法1吊索;2活络卡环;3活络卡环插销拉绳特点起重量和起重高度较大,柱呈斜状,安装就位时稍有困难。柱的斜吊绑扎法1吊索;2活络卡环;3活络卡环插销拉绳?直吊绑扎法直吊绑扎法条件大面抗弯强度不够时,采用“翻身”方法条件大面抗弯强度不够时,采用“翻身”方法特点起重量和起重高相对要小些柱呈直状,安装就位较方便。直吊绑扎法(a)柱的直吊绑扎法;(b)柱的翻身绑扎法特点起重量和起重高相对要小些柱呈直状,安装就位较方便。直吊绑扎法(a)柱的直吊绑扎法;(b)柱的翻身绑扎法
19、?两点绑扎法两点绑扎法条件当柱较长,一点绑扎受弯承载力不足时,可用两点绑扎起吊;条件当柱较长,一点绑扎受弯承载力不足时,可用两点绑扎起吊;特点特点绑扎点位置,应使下绑扎点距柱重心距离小于上绑扎点至柱重心距离绑扎点位置,应使下绑扎点距柱重心距离小于上绑扎点至柱重心距离,柱吊起后即可自行回转为直立状态。柱的两点绑扎法,柱吊起后即可自行回转为直立状态。柱的两点绑扎法?(2)吊升旋转法和滑行法旋转法吊装柱(a)旋转过程;(b)平面布置(2)吊升旋转法和滑行法旋转法吊装柱(a)旋转过程;(b)平面布置?1)旋转法1)旋转法柱脚宜靠近基础;柱脚宜靠近基础;三点共弧:三点共弧:柱的绑扎点、柱脚与柱基中心。柱
20、的绑扎点、柱脚与柱基中心。起吊时,起重机的起重臂边升钩、边回转,柱顶随起重机的运动边升起、边回转,而柱脚的位置在柱的旋转过程中是不移动的。当柱由水平转为直立后,起重机将柱吊离地面,旋转至基础上方,将柱插入杯口。起吊时,起重机的起重臂边升钩、边回转,柱顶随起重机的运动边升起、边回转,而柱脚的位置在柱的旋转过程中是不移动的。当柱由水平转为直立后,起重机将柱吊离地面,旋转至基础上方,将柱插入杯口。柱在吊装过程中所受震动较小,生产率高,但对起重机的机动性要求较高。柱在吊装过程中所受震动较小,生产率高,但对起重机的机动性要求较高。采用自行杆式起重机吊装时,宜采用此法。采用自行杆式起重机吊装时,宜采用此法
21、。?2)滑行法2)滑行法柱的绑扎点宜靠近基础;柱的绑扎点宜靠近基础;两点共弧:两点共弧:柱的绑扎点与柱基中心。柱的绑扎点与柱基中心。起吊时,起重臂不动,仅起重钩上升,柱顶也随之上升,而柱脚则沿地面滑向基础,直至柱身转为直立状态。起重钩将柱提离地面,对准基础杯口中心,将柱脚插入杯口。起吊时,起重臂不动,仅起重钩上升,柱顶也随之上升,而柱脚则沿地面滑向基础,直至柱身转为直立状态。起重钩将柱提离地面,对准基础杯口中心,将柱脚插入杯口。柱在滑行过程中受到震动,对构件不利,因此宜在柱脚处采取加滑撬(托木)等措施,以减少柱脚与地面的磨擦。但滑行法对起重机械的机动性要求较低,只需要起重钩上升一个动作。柱在滑
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