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建筑施工技术
1.10.1 任务1 单层工业厂房的结构安装施工
任务1 单层工业厂房的结构安装施工

任务描述

本任务有起重机械、单层工业厂房的结构安装等。

知识准备

(一)桅杆式起重机

桅杆式起重机制作简单、装拆方便、起重量较大、受地形限制小,能用于安装其他起重机械不能安装的一些特殊工程和设备;但这类机械的服务半径小,移动较困难,需设较多的缆风绳。桅杆式起重机按其构造不同,可分为独脚拔杆、人字拔杆、悬臂拔杆和牵缆式桅杆起重机等。

1.独脚拔杆

独脚拔杆按制作的材料不同,可分为木独脚拔杆、钢管独脚拔杆、金属格构式独脚拔杆等。独脚拔杆由拔杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成,如图7.1(a)所示。

图7.1 桅杆式起重机

1—拔杆;2—缆风绳;3—起重滑轮组;4—导向装置;5—拉索;
6—起重臂;7—回转盘;8—卷扬机

2.人字拔杆

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。两杆夹角一般为20°~30°,底部设有拉杆或拉绳,以平衡水平推力。拔杆下端两脚的距离约为高度的1/3~1/2,如图7.1(b)所示。

3.悬臂拔杆

悬臂拔杆是在独脚拔杆的中部或2/3高度处装一根起重臂而成。其特点是起重高度和起重半径都较大,起重臂左右摆动的角度也较大,但起重量较小,多用于轻型构件的吊装,如图7.1(c)所示。

4.牵缆式桅杆起重机

牵缆式桅杆起重机是在独脚拔杆下端装一根起重臂而成。这种起重机的起重臂可以起伏,机身可回转360°,可以在起重机半径范围内把构件吊到任何位置。用角钢组成的格构式截面杆件的牵缆式起重机,桅杆高度可达80m,起重量可达60t左右。牵缆式桅杆起重机要设较多的缆风绳,比较适用于构件多且集中的工程,如图7.1(d)所示。

(二)自行式起重机

1.履带式起重机

履带式起重机是一种具有履带行走装置的全回转起重机,它利用两条面积较大的履带着地行走,由行走装置、回转机构、机身及起重臂等部分组成,如图7.2所示。

图7.2 履带式起重机

1—行走装置;2—回转机构;3—机身;4—起重臂

(1)履带式起重机的常用型号及性能

W1-50型起重机的最大起重量为10t,起重臂可接长至18m,适于安装跨度在18m以下、高度在10m左右的小型车间和做一些辅助工作(如装卸构件)。

W1-100型起重机的最大起重量为15t,机身较大,行驶速度较慢,可接长起重臂,适于18~24m跨度厂房结构的安装。

W1-200型起重机的最大起重量为50t,起重臂可接长至40m,一般用于大型厂房的结构安装。

履带式起重机的主要技术性能包括三个主要参数:起重量Q、起重半径R、起重高度H。起重量Q不包括吊钩、滑轮组的质量,起重半径R是指起重机回转中心至吊钩中心的水平距离,起重高度H是指吊钩中心至停机面的垂直距离。

常用履带式起重机的外形尺寸及技术性能见表7.1、表7.2、表7.3、表7.4。

表7.1 履带式起重机外形尺寸(单位:mm)

表7.2 履带式起重机性能表

续表

注:表中数据所对应的起重臂倾角为:最小30°,最大77°。

表7.3 W1-50型履带式起重机起重特性

表7.4 W1-100型履带式起重机起重特性

续表

(2)履带式起重机的稳定性验算

履带式起重机在正常情况下工作,机身可保持稳定。

在图7.3所示的情况下吊装构件,起重机的稳定性最差,此时以履带中心A点为倾覆点,分别按以下条件进行验算:

图7.3 履带式起重机受力简图

当考虑吊装荷载及附加荷载时,稳定安全系数为:

当考虑吊装荷载,不考虑附加荷载时,稳定安全系数为:

式中,G0——机身平衡质量;

G1——起重机机身可转动部分的质量;

G2——起重机机身不可转动部分的质量;

G3——起重臂质量;

L0、L1、L2、L3——G0、G1、G2、G3各部分重心至A点的距离;

R——起重半径;

Q——起重量(包括构件和索具质量);

q——起重滑轮组的质量。

(3)起重臂接长计算

当起重机的起重高度或起重半径不足时,在起重臂的强度和稳定性能得到保证的前提下,可以将起重臂接长,接长后的起重量Q′按图7.4计算。

图7.4 接长起重臂受力图

根据同一起重机起重力矩等量的原则得:

式中,R′——接长起重臂后的起重半径;

G′——起重杆接长部分的质量;

S——两条履带板中心线间的距离。

其他符号同前。若计算得出的Q′小于所吊构件的质量,则需采取相应的加强措施。

2.汽车式起重机

汽车式起重机是自行式全回转起重机,起重机构安装在汽车的通用或专用底盘上,如图7.5所示。汽车式起重机具有起重机的作业特性和载重汽车的行驶特性,具有行驶速度快、机动性能好的优点;但吊装时必须伸出支腿以保证起重机的稳定,不能负荷行驶,也不适宜在松软的场地上工作。汽车式起重机常用于构件的运输、装卸及结构吊装。

图7.5 汽车式起重机

图7.6 轮胎式起重机

1—起重杆;2—起重索;
3—变幅索;4—支腿

3.轮胎式起重机

轮胎式起重机是把起重机构安装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的全回转起重机,如图7.6所示。轮胎式起重机的行驶速度快、不破坏路面、稳定性较好、起重量较大,起重时一般要伸出支腿以保证机身的稳定。

(三)塔式起重机

塔式起重机是一种具有竖直塔身的全回转臂式起重机。它具有较高的起重高度、工作幅度和起重量,工作速度快、生产效率高,广泛用于多层、高层房屋的施工。塔式起重机的类型较多,按结构与性能特点分为两大类:一般式塔式起重机与自升式塔式起重机。

1.一般式塔式起重机

一般式塔式起重机主要介绍QT1-6、QT-60/80等型号。QT1-6型为上回转动臂变幅式塔式起重机,起重量为2~6t,工作幅度为8.5~20 m,最大起升高度约为40 m,起重力矩为400kN·m,适用于结构吊装及材料装卸工作,如图7.7所示。2.自升式塔式起重机

图7.7 QT1-6型塔式起重机

自升式塔式起重机的型号较多,如QTZ50、QTZ60、QTZ100、QTZ120等。QT4-10型多功能(可附着、可固定、可行走、可爬升)自升式塔式起重机是一种上旋转、小车变幅自升式塔式起重机,随着建筑物的增高,利用液压顶升系统而逐步自行接高塔身,如图7.8所示。

图7.8 QT4-10型塔式起重机

1—液压千斤顶;2—顶升套架;3—锚固装置;4—建筑物;5—塔身;6—附着杆

QT4-10型自升式塔式起重机的主要技术性能如表7.5所示。

表7.5 QT4-10型自升式塔式起重机的主要技术性能表

自升式塔式起重机的液压顶升系统主要有顶升套架、长行程液压千斤顶、支承座、顶升横梁、引渡小车、引渡轨道及定位销等。液压千斤顶的缸体装在塔吊上部结构的底端支承座上,活塞杆通过顶升横梁支承在塔身顶部。其顶升过程如图7.9所示。

图7.9 附着式自升塔式起重机的顶升过程

1—顶升套架;2—液压千斤顶;3—支撑座;4—顶升横梁;5—定位销;6—过渡节;7—标准节;8—摆渡小车

塔身中心线至建筑物外墙表面的垂直距离称为附着距离,附着距离的长短要符合起重机生产厂家的规定。其第一道锚固装置设置在距地面30~40 m处,向上每隔16~20m设一道。锚固装置的附着杆布置形式如图7.10所示。

图7.10 附着杆的布置形式

3.爬升式起重机

爬升式起重机又称内爬式塔式起重机,通常装设在建筑物的电梯井或特设开间的结构上,依靠爬升机构,随着建筑物的建高而升高。一般是建筑物每施工1~2层,起重机就爬升一次。

爬升式起重机的特点是:塔身短,起升高度大而且不占建筑物的外围空间;缺点为司机作业时看不到起吊过程,全靠信号指挥,施工完成后拆塔工作属于高空作业等。图7.11所示为爬升式起重机的爬升示意图,其主要型号有QT5-4/40型、QT5-4/60型、QT3-4型等。

图7.11 液压爬升机构的爬升过程

1—爬梯;2—塔身;3—液压缸;4、6—支腿;5—活动横梁

(四)索具设备及锚碇

1.卷扬机

在建筑施工中常用的卷扬机分快速和慢速两种。快速卷扬机主要用于垂直、水平运输和打桩作业;慢速卷扬机主要用于结构吊装、钢筋冷拉等作业。

卷扬机安装时,基座应平稳牢固、周围排水畅通、地锚设置可靠,以防滑移和倾翻;电气线路要经常检查,电磁抱闸要有效,全机接地无漏电现象,以确保安全;为保证钢丝绳在卷扬机的卷筒上正确缠绕,应根据钢丝绳的捻向将绳头固定在卷筒上(左边或右边),并从卷筒的下方引出,使出绳的方向接近水平;钢丝绳全部放出时卷筒上至少要保留3~4圈;卷筒中心应与前面的第一个导向轮中心线垂直;从卷筒中心线到第一个导向滑轮的距离,带槽卷筒应大于卷筒宽度的15倍,无槽卷筒应大于卷筒宽度的20倍;卷筒上的钢丝绳应排列整齐,当重叠或斜绕时,应停机重新排列,严禁在转动中用手拉或脚踩钢丝绳。

2.滑轮组及钢丝绳

滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮组成,具有省力和改变力的方向的功能,是起重机的重要组成部分。

钢丝绳是先由若干根钢丝绕成股,再由若干股绕绳芯捻成绳,其规格有6×19+1、6×37+1、6×61+1等。6表示6股,19、37、61表示每股的钢丝根数,1表示1根绳芯。6×19+1钢丝绳较粗较硬,不易弯曲,多用作缆风绳;当用作滑轮组、吊索的绳索时,采用6×37+1,钢丝绳比较柔软;当用作起重机械和吊索的绳索时,采用6×61+1,钢丝绳更柔软、更易弯曲。

3.吊具及锚碇

吊具包括吊钩、钢丝夹头、卡环、吊索、横吊梁等,是吊装时的重要辅助工具。横吊梁又称铁扁担,用于承受吊索对构件的轴向压力并能减小起吊高度,常用于柱子、屋架的吊装,如图7.12所示。

图7.12 横吊梁

锚碇又称地锚,用来固定缆风绳、卷扬机、导向滑车、拔杆的平衡绳索等。常用的锚碇有桩式锚碇和水平锚碇两种。

桩式锚碇常用来固定受力不大的缆风绳。

表7.6所示为木桩锚碇尺寸和承载力表。

表7.6 木桩锚碇尺寸和承载力表