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1、建筑施工技术,彭家成,第十九讲,第5章 结构安装工程,第18讲 结构吊装施工,1 单层工业厂房结构吊装2 结构吊装方案3 大跨度结构吊装,第5章 结构安装工程,1 单层工业厂房结构吊装,清理场地、平整压实道路、敷设水电管线；构件运输与堆放；杯口基础的顶面标线和杯底找平；,1.1 吊装前的准备工作,构件的全面检查、弹线及编号；构件的临时加固；吊装用辅助工具准备。,基础的准线,柱子的准线,单层工业厂房的结构吊装,第5章 结构安装工程,1.2 构件吊装工艺,柱的吊装有单机一点起吊（中小型柱）、两点起吊或双机抬吊（重型柱或配筋少而细长的柱）等方法。,1.2.1 柱的吊装,柱的绑扎位置和点数根据柱的形状
2、、断面、长度、配筋部位和起重机性能确定。自重13t以下的中小型柱常绑扎一点，重型柱或配筋少而细长的柱则需绑扎两点甚至三点。有牛腿的柱，一点绑扎的位置常选在牛腿以下，上柱较长时也可选在牛腿以上；工型断面柱的绑扎点应选在矩形断面处；双肢柱的绑扎点应选在平腹杆处。,柱的绑扎,第5章 结构安装工程,斜吊绑扎法,当柱平卧起吊的抗弯刚度满足要求时采用斜吊绑扎法。,此法柱无需翻身，起重钩低于柱顶，当柱身较长、起重机臂长不够时较为方便。但因柱身倾斜，起吊后柱身与杯底不垂直，对中就位较困难。,斜吊法绑扎示意,柱的斜吊绑扎法,第5章 结构安装工程,直吊绑扎法,当柱平卧起吊的抗弯刚度不足时，需先将柱翻身后再绑扎起吊
3、。此法吊索从柱两侧引出，上端通过卡环或滑轮挂在铁扁担上，柱身成垂直状态，便于插入杯口和对中校正，由于铁扁担高于柱顶，起重臂长度稍长。,直吊法绑扎示意,第5章 结构安装工程,排架柱翻身绑扎起吊（二点绑扎）,第5章 结构安装工程,柱的起吊,单机吊装柱的常用方法有旋转法 和滑行法。双机抬吊的常用方法有滑行法 和递送法。,叠层平卧的柱在翻身 柱的直吊绑扎法,第5章 结构安装工程,柱布置时柱脚靠近杯口，柱的绑扎点、柱脚与杯口中心三者均位于起重半径的园弧上（即三点共弧），起吊时，起重机边升钩、边回转，使柱绕柱脚旋转而成直立状态，吊离地面插入杯口。,旋转法,用旋转法吊柱,旋转法振动小、效率高，一般中小型柱多
4、采用旋转法 吊升，但此法对起重机的回转半径和机动性要求较高，适用于自行杆式（履带式）起重机吊装；,第5章 结构安装工程,柱布置时吊点靠近杯口，柱的绑扎点与杯口中心均位于起重半径的园弧上（即两点共弧），起吊时，起重机只升钩、不回转，使柱脚沿地面滑行，至柱身直立吊离地面插入杯口。,用滑行法吊柱,此法的特点是柱的布置灵活、起重半径小、起重杆不转动，操作简单，适用于柱子较长较重、现场狭窄或桅杆式起重机吊装。,滑行法（单机）,第5章 结构安装工程,滑行法（双机）,柱应斜向布置，起吊绑扎点尽量靠近基础杯口。,吊装步骤：柱翻身就位 柱脚下设置托板、滚筒，铺好滑道 两机相对而立、同时起钩将柱吊离地面 同时落钩
5、、将柱插入基础杯口。,双机抬吊滑行法,第5章 结构安装工程,递送法,柱斜向布置，起吊绑扎点尽量靠近杯口。主机起吊上柱，副机起吊柱脚。随着主机起吊，副机进行跑吊和回转，将柱脚递送至杯口上方，主机单独将柱子就位。,双机抬吊递送法,第5章 结构安装工程,就位和临时固定,对位：直吊法时，应将柱悬离杯底3050mm处对位，斜吊法时则需将柱送至杯底，在吊索的一侧的杯口插入两个楔子，再通过起重机回转使其对位。对位时，在柱四周向杯口内放入8只楔子，用撬棍拨动柱脚，使吊装准线对准杯口上的吊装准线。,临时固定：对位后，应将塞入的8只楔子逐步打紧作临时固定，以防对好线的柱脚移动。细长柱子的临时固定应增设缆风。,第5
6、章 结构安装工程,标高校正在吊装前通过调整杯底标高已经校正；定位轴线校正通过对位在临时固定前已经校正。,柱的校正主要是垂直度的校正，用两台经纬仪从柱的两个垂直方向同时观测柱的正面和侧面的中心线进行校正。,柱的平面位置校正主要有钢钎校正法、反推法两种方法。,反推法校正柱平面位置 钢钎法校正柱垂直度 柱的垂直度校正,校正,第5章 结构安装工程,垂直度的校正方法,垂直度校正的常用方法有：螺旋千斤顶校正法（平顶、斜顶、立顶）、敲打楔块法、钢管撑杆校正法、缆风校正法等。,立顶法校正柱垂直度 平顶法校正柱垂直度,第5章 结构安装工程,最后固定,校正完后应及时在柱底四周与基础杯口的空隙之间浇筑细石砼,捣固密
7、实，使柱完全嵌固在基础内作为最后固定。浇筑工作分两次进行，第一次浇至楔块底面，待砼强度达25%设计强度后，拔出楔块再第二次浇筑砼至杯口顶面。,钢结构柱与基础联接的灌浆模板 钢结构柱的柱脚灌浆,第5章 结构安装工程,1.2.2 吊车梁的吊装,吊车梁的吊装必须在基础杯口二次灌浆的砼强度达设计强度的70%以上方可进行。吊车梁应两点绑扎、对称起吊，两端用溜绳控制。就位时缓慢落钩，一次对好纵轴线，避免在纵轴线方向撬动吊车梁而导致柱偏斜。,吊车梁的标高误差可在轨道安装时调整。,吊车梁的安装 吊车梁的吊装,第5章 结构安装工程,钢吊车梁的安装吊车梁跨外吊装,吊装完毕的排架柱与吊车梁（分件吊装法）,第5章 结
8、构安装工程,屋架的翻身扶直,屋架都平卧生产，吊装前必须先翻身扶直。由于屋架平面刚度差，翻身中易损坏，18m以上的屋架应在屋架两端用方木搭设井字架，高度与下一榀屋架上平面同，以便屋架扶直后搁置其上。,扶直方法有正向扶直和反向扶直，应尽可能采用正向扶直。,屋架重叠生产的翻身扶直,1.2.3 屋盖的吊装,第5章 结构安装工程,24m以上的屋架当验算抗裂度不够时，可在屋架下弦中节点处设置垫点，使屋架在翻身过程中下弦中节点始终着实。扶直后，下弦的两端应着实、中部则悬空，因此中垫点的厚度应适中。,屋架高度1.7m时，应加绑木、竹或钢管横杆，以加强屋架平面刚度。,屋架设置中垫点的翻身扶直 屋架的绑扎加固方法
9、,第5章 结构安装工程,屋架的绑扎方法,屋架绑扎点应设在上弦节点处，左右对称。吊点的数目及位置一般由设计确定，设计无规定时应经吊装验算确定。当屋架跨度18m时采用两点绑扎；屋架跨度为1824m时采用四点绑扎；跨度为3036m时采用9m横吊梁、四点绑扎。吊索与水平面的夹角不小于450。,屋架两点绑扎 屋架四点绑扎 用横吊梁四点绑扎 18m 1824m 3036m,第5章 结构安装工程,屋架的吊升,屋架起吊后保持水平、不晃动、倾翻，吊离地面50cm后将屋架中心对准安装位置中心，然后徐徐垂直升钩，吊升超过柱顶约30cm，用溜绳旋转屋架使其对准柱顶，落钩时应缓慢进行，并在屋架接触柱顶时即刹车进行对位；
10、,升钩时屋架对准跨度中心 屋架的多机抬吊,第5章 结构安装工程,钢屋架吊装 钢屋面梁吊装,钢筋砼屋架吊装,第5章 结构安装工程,对位及临时固定,屋架对位应以定位轴线为准。第一榀屋架就位后在其两侧用四根缆风临时固定，并用缆风来校正垂直度。其它屋架用两根屋架工具式校正器撑牢在前一榀屋架上。,第一榀屋架用缆风临时固定 其它屋架的临时固定,15m跨以内的屋架用1根校正器，18m以上的屋架用2根校正器。临时固定稳妥后吊车方能脱钩。,第5章 结构安装工程,校正与最后固定,屋架的垂直偏差可用锤球或经纬仪检查，在屋架的中间和两端设置三处卡尺。挑出屋架中心线50cm，观测三个卡尺的标志是否在同一垂直面上，存在误
11、差时，转动工具式屋架校正器上螺栓加以校正，在屋架两端的柱底上嵌入斜垫铁。,屋架校正器 屋架垂直度校正,校正无误后立即用电焊固定，焊接时应在屋架的两侧同时对角施焊，不得同侧同时施焊。,第5章 结构安装工程,1.2.4 天窗架、屋面板吊装,天窗架常用单独吊装，也可与屋架拼装成整体同时吊装。单独吊装时，应待屋架两侧屋面板吊装后进行，采用两点或四点绑扎，并用工具式夹具或园木进行临时加固。,屋面板多采用一钩多块叠吊或平吊法，以发挥起重机的效能。吊装顺序：由两边檐口开始，左右对称逐块向屋脊安装，避免屋架承受半跨荷载。屋面板对位后应立即焊接牢固，每块板不少于三个角点焊接。,天窗架的绑扎、吊装,多块叠吊 多块
12、平吊,第5章 结构安装工程,2 结构吊装方案,结构吊装方案的内容包括：起重机的选择、单位工程吊装方法和主要构件吊装方法的选择、吊装工程顺序安排和构件平面布置等问题。,2.1 起重机的选择,包括起重机的类型选择、起重机型号选择和起重机数量的确定。,人字扒杆 加藤全液压汽车起重机 三一重工履带起重机,第5章 结构安装工程,2.1.1 起重机的类型选择,选择起重机类型需综合考虑的因素：结构的跨度、高度、构件重量和吊装工程量；施工现场条件；工期要求；施工成本要求；本企业或本地区现有起重设备状况。,一般来说，吊装工程量较大的单层装配式结构宜选用履带式起重机；工程位于市区或工程量较小的装配式结构宜选用汽车
13、式起重机；道路遥远或路况不佳的偏僻地区吊装工程则可考虑独脚或人字扒杆或桅杆式起重机等简易起重机械。,对多层装配式结构，常选用大起重量的履带式起重机或塔式起重机；对高层或超高层装配式结构则需选用附着式或内爬式塔式起重机。,第5章 结构安装工程,2.1.2 起重机型号的选择,选择原则：所选起重机的三个参数，即起重量Q、起重高度H、工作幅度（回转半径）R均需满足结构吊装要求。,QQ1Q2,起重量 单机吊装起重量按下式选择：,Q1 构件重量（t）；Q2 索具重量（t）。,漕泾电厂锅炉框架大板梁吊装,第5章 结构安装工程,起重高度,起重机的起重高度（停机面至吊钩的距离）H按下式计算：,Hh1h2h3h4
14、,h1 安装支座表面高度（m）；h2 安装间隙，应不小于0.3m；h3 绑扎点至构件起吊后底面的距离（m）；h4 索具高度（m,绑扎点至吊钩的距离）.,起重高度计算图,第5章 结构安装工程,起重半径,当起重机的停机位不受限制时，对起重半径没有要求；,当起重机的停机位受限制时，需根据起重量、起重高度和起重半径三个参数查阅起重机性能曲 线来选择起重机的型号及臂长；,当起重机的起重臂需跨过已安装的结构去吊装构件时，为避免起重臂与已安装结构相碰，则就采用数解法或图解法求出起重机的最小臂长及起重半径。,用图解法求起重臂的最小长度,第5章 结构安装工程,2.2 结构吊装方法,单层工业厂房的结构吊装有分件安
15、装法和综合吊装法两种。,2.2.1 分件吊装法（亦称大流水法）,分件吊装的顺序,起重机每开行一次，仅吊装一种或两种构件。第一次开行，吊完全部柱子，并完成校正和最后固定工作；第二次开行，安装吊车梁、联系梁及柱间支撑等；第三次开行，按节间吊装屋架、天窗架、屋面支撑及屋面板等。,分件吊装的优点是构件可分批进场，更换吊具少，吊装速度快；缺点是起重机开行路线长，不能为后续工作及早提供工作面。,第5章 结构安装工程,分件吊装法 起重机第一次开行，吊完全部柱子，并完成校正和最后固定工作。,第5章 结构安装工程,2.2.2 综合吊装法,是将多层房屋划分为若干施工层，起重机在每一施工层只开行一次，先吊装一个节间
16、的全部构件，再依次安装其它节间等。待一层全部安装完再安装上一层构件。,综合吊装的顺序,第5章 结构安装工程,2.3 起重机的开行路线及停机位置,吊装屋架及屋面板时，起重机大多沿跨中开行。,某单跨厂房的起重机开行路线及停机位置,吊装柱时，则应视跨度大小、构件尺寸、重量及起重机性能，可沿跨中开行或跨边开行。,当柱布置在跨外时，起重机一般沿跨外开行，停机位置与跨边开行相似。,从A轴进场，沿跨外开行吊装A列柱,再沿B轴跨边开行吊装B列柱,再转到B轴吊装B列吊车梁、连系梁,转到A轴扶直屋架及屋架就位,再转到A轴吊装A列吊车梁、连系梁,最后转至跨中吊装屋盖系统,进场,出场,第5章 结构安装工程,吊装柱子时
17、，当起重半径RL/2（厂房跨度）时，起重机沿跨中开行，每个停机位可 吊两根柱子；,当，则可吊四根柱子；,当RL/2时，起重机沿跨边开行，每个停机位可吊一根柱子；,当，则可吊二根柱子；,第5章 结构安装工程,2.4 构件的平面布置及运输堆放,单层厂房现场预制构件的布置是一项重要工作，布置合理可避免构件在场内的二次搬运，充分发挥起重机械的效率。,需在现场预制的构件主要是柱、屋架和吊车梁，其它构件可在构件厂或场外制作。,单层厂房钢筋砼构件现场预制,第5章 结构安装工程,2.4.1 现场预制构件的平面布置,柱的布置：有斜向布置和纵向布置两种布置方法：,柱的斜向布置1（三点共弧）柱的斜向布置2（两点共弧
18、）,柱的斜向布置3（两点共弧）柱的斜向布置,旋转法起吊,旋转法起吊,滑行法起吊,滑行法起吊,第5章 结构安装工程,屋架的预制布置,屋架一般在跨内平卧叠浇预制，每叠34榀，布置的方式有斜向布置、正反斜向布置及正反纵向布置三种：,正反斜向布置,斜向布置,正反纵向布置,屋架预制的现场布置,斜向布置便于屋架的扶直就位，宜优先采用，当现场受限时，方可考虑其它两种形式。,第5章 结构安装工程,屋架的扶直就位,屋架扶直后立即进行就位。屋架的预制位置与就位位置均在起重机开行路线的同一侧，称为同侧就位；需将屋架由预制的一边转至起重机开行路线的另一边时，称为异侧就位。,同侧就位 异侧就位 屋架就位示意图,第5章
19、结构安装工程,屋架靠柱边的斜向就位 屋架一般靠柱边就位，屋架离开柱边的净距20cm，考虑起重机尾部的安全回转距离A+0.5m不宜布置构件，P、Q两虚线间即为屋架的就位范围。,屋架斜向就位,起重机尾部的安全回转距离,屋架就位后的中点均在H-H线上,起重机的停机位置,2#屋架就位后的中点位置,第5章 结构安装工程,屋架的成组纵向就位 一般以45榀为一组靠柱边顺轴纵向就位。,屋架成组纵向就位,第5章 结构安装工程,吊车梁、连系梁、屋面板的就位,吊车梁、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。当在跨内就位时，屋面板应后退34个节间开始堆放；若在跨外就位，屋面板应后退12个节间开始堆放
20、。,屋面板吊装就位布置,构件应按吊装顺序及编号进行就位或集中堆放。梁式构件叠放一般23层，大型屋面板不超过68层。,第5章 结构安装工程,吊装前的构件堆放平面布置,某车间预制构件平面布置图,A列柱跨外布置,B列柱跨内布置,屋架在跨内靠A轴一侧预制,第5章 结构安装工程,3 大跨度结构吊装,大跨度结构可分为平面结构和空间结构两大类。平面结构有桁架、刚架与拱等，空间结构则有网架、薄壳、悬索等结构。,大跨度结构的特点是跨度大、构件重、安装位置高。,四台吊机联合吊装宣城电厂干煤棚拱形网架,第5章 结构安装工程,是把网架分成条状或块状单元，分别吊装就位拼成整体的安装方法。,3.1 分条（块）吊装法,首都
21、机场T3B钢网架第一榀桁架吊装长958m、宽775m，是国内单体面积最大的网壳结构,分条吊装法安装屋面钢结构11届全运会自行车场馆屋盖结构,第5章 结构安装工程,3.2 整体吊装法,是将网架在地面错位拼装后，起重机吊装、高空旋转就位安装的方法。,地面拼装,预备（四机抬吊）,网架整体吊装中,第5章 结构安装工程,四机抬吊网架到达设计标高,旋转网架，使网架支座在支承柱上整体就位,注意看：网架支座与支承柱有一个错位,第5章 结构安装工程,3.3 高空滑移法,按滑移方式分逐条滑移法和逐条累积滑移法两种；按磨擦方式可分为滚动式滑移和滑动式滑移两种。,北京五棵松体育馆屋顶结构为双向正交桁架体系，跨度为12
22、0 120m，26榀钢桁架支撑于沿建筑物四周布置的20根砼柱上，柱顶标高为+29.3m，采用三组平行滑道、累积滑移的安装工艺，滑移总重量3300t，滑移距离120m。,高空滑移法安装屋盖结构 五棵松体育馆屋盖桁架逐条累积滑移法,第5章 结构安装工程,五棵松体育馆屋盖桁架 逐条累积滑移法施工中,馆外拼装胎架,中滑道、树状支撑及爬行机器人,滑移施工中,第5章 结构安装工程,国家体育总局训练局比赛馆主桁架滑移,该馆屋盖采用钢网壳结构，5 榀跨度为 50 m的主桁架及檩条等结构采用液压同步累积滑移工艺安装，滑移总重量约 500 t。,滑移施工全景架空滑道,桁架支座与滑道,第5章 结构安装工程,首都国际
23、机场地面交通中心屋面拱架滑移,该屋盖结构为单向拱架，13榀间距18m、跨度77 119m的钢结构拱构成双曲面屋顶造型。共设置七根滑移轨道，其中三根轨道在5.82m标高,四根轨道在0.0m标高，滑移总重量4500t，滑移距离 220m。,滑移就位全景,单向拱架滑移施工中,第5章 结构安装工程,郑州机场钢结构滑移,第5章 结构安装工程,3.4 整体提升法,是在地面将承重结构拼装后，利用提升设备将其整体提升到设计标高安装就位。,北京航空航天大学教学科研楼的空中钢结构连廊跨度60m，地面拼装成整体，总重900t，提升高度46m，液压提升一次安装就位。,整体提升就位远景,整体提升施工中,提升就位近景,第
24、5章 结构安装工程,首都机场A380机库钢网架屋盖整体提升安装,该机库可同时容纳4架空客A380飞机或6架波音767飞机，为世界第一大机库。屋盖结构采用三层斜放四角锥焊接球钢网架，工程总用钢量为10500t。屋盖采用地面拼装，整体提升的施工工艺，提升面积40372.7m2，提升高度 30m，提升总重量10500t。共设置45个提升点。布置 40350t千斤顶138台。该大屋盖一次提升面积，提升点位和千斤顶数 量均创世界之最。,第5章 结构安装工程,第5章 结构安装工程,国家数字图书馆工程万吨钢结构整体提升,该工程地上三层为钢筋砼结构，四至五层为钢结构。10388t钢结构在地面拼装，一次性整体提
25、升成功，创造了新的世界提升重量纪录。,第5章 结构安装工程,中国网通大厦连廊水平分块滑移垂直提升,网通大厦双塔楼之间的连廊结构包括七层型钢平台，采用水平分块(或单体)滑移,垂直提升工艺。提升最高高度为 88.7m，钢结构总重量为 2000t。,液压爬行机器人完成水平滑移的推进和牵引,连廊平台的型钢大梁,连廊结构垂直提升结束的,第5章 结构安装工程,中央电视台新台址钢桁架整体提升,中央电视台新台址137.7m标高需安装6榀高8m、跨度40m的钢桁架，桁架在五层楼面拼装成整体，用液压提升器整体提升就位，提升总重量约 800t。,整体提升施工中,整体提升就位 提升施工仰视,第5章 结构安装工程,杭州
26、市市民中心工程钢结构连廊整体提升,钢结构连廊长58m、宽21m、高8.1m，重达666t,第5章 结构安装工程,运用“整体地面拼装、液压同步提升、高空同步滑移、液压下降就位”的吊装技术。,提升高度达92m，水平滑移一次成功,第5章 结构安装工程,3.5 整体顶升法,利用原有结构柱作为顶升支架，将大吨位千斤顶直接设在网架支座下面，顶升法适用于点支承网架，在顶升过程中只能垂直顶升，不能或不允许平移或转动。,近年来，整体顶升法在桥梁顶升、电视塔天线桅杆顶升中得到广泛应用。,三门峡南站站房网架整体顶升,第5章 结构安装工程,70米跨度的系杆拱桥梁整体顶升,某公路桥跨度70m，为满足河道通航等级由级提高
27、到级、通航净空由原来的4.5m增加到7m的要求，需将该桥整体顶升2.5m。采用PLC液压同步顶升控制系统，主桥采用整体顶升盖梁的方法实现抬高主桥桥面标高；引桥通过顶升抱柱梁的方法实现抬高；使主桥、引桥同时同步顶升。,主桥顶升重量约为1600吨。单跨引桥顶升重量约为200吨，12跨共计顶升重量为2400吨。,整体顶升前的公路桥,第5章 结构安装工程,截断墩柱后顶升桥面,接长柱钢筋支设墩柱模板,浇筑墩柱砼,整体顶升结束的公路桥,第5章 结构安装工程,济南燕山立交桥整体顶升,济南燕山立交桥长170m、重6020t的北侧左半幅桥梁采用75台200t液压千斤顶整体顶升到位，最大顶升高度4.139m，与二环东路高架桥顺利对接。创造了我国桥梁 顶升的单体重量 和顶升高度两项 之最。,济南燕山立交桥整体顶升施工,第5章 结构安装工程,结构安装工程,大跨度结构,单层厂房,起重安装机械,结构吊装方案,分条吊装法,整体吊装法,高空滑移法,整体提升法,吊车选择,吊装工艺,开行路线及停机位置,构件布置,吊车类型,索具设备,性能特点,安全规定,吊装准备,柱子吊装,梁的吊装,屋盖吊装,
