吊装基础知识综述.docx
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吊装基础知识综述
一、起重施工可按工件重量划分为一下四个等级：
1、超大型：
工件重量大于等于300t或工件高度大于等于100m；
2、大型：
工件重量为80~300t或工件高度大于等于60m；
3、中型：
工件重量为40~80t或工件高度大于等于30m；
4、小型：
工件重量小于40t或工件高度小于30m；
二、超大型、大型和中型工件吊装或拆除前应编制吊装方案，小型工件应编制吊装技术措施。
三、吊装方案应包括一下内容：
1、编制说明；
2、编制依据；
3、工件概况；
4、定型起重机械性能；
5、吊装方法简述；
6、吊装受力计算；
7、机具、索具的选用（包括桅杆强度及其稳定性验算和吊装索具的强度和稳定性验算）；
8、工件的强度、稳定性验算；
9、施工网络计划；
10、主要操作程序及施工技术要求；
11、安全技术措施；
12、主要机具和手段用料计划表；
13、吊装附图：
包括平面图、立面图、工件结构图、主地锚施工图；
14、技术经济指标测算（劳动力计划、定型起重机械台班费）；
15、吊装方案应视工件的重要程度报请有关部门审批，并向参加起重施工的全体人员进行技术交底；
四、吊装方案应由吊装专业技术人员编制吊装方案。
a）吊装方案编制人员及其审批人员资格
方案级别
A级
B级
C级
特殊方案
重要方案
一般方案
级别标准
1．设备重量大于300t；
2．设备、塔架高度大于100m；
3．设备结构特殊；
4．新工艺
1．设备重量为80~300t；
2．设备、塔架高度大于等于60m;
设备重量为40~80t
高度大于30m
最低岗位资格
编制
工程师
助理工程师
助理工程师
审核
高级工程师
工程师
工程师
批准
现场技术负责人和现场行政负责人
b）吊装方案编制人员及其审批人员的职责
岗位
职责
编制
1.提出吊装方案报审稿和吊装计算书；
2.技术交底；
3.方案实施技术指导；
4.提出方案的修改意见
审核
1.工艺合理性；
2.吊装计算正确性；
3.机器选择及布置合理性；
4.特殊安全技术措施可靠性；
5.技术经济分析
批准
1.工艺合理性；
2.进度计划、交叉作业计划；
3.劳动组织；
4.安全质量技术措施；
5.结论性意见
五、起重术语
1、起重施工
指用机械或机具装卸、运输和吊装工作。
2、工件
设备、构件、其他被起重的物体的统称，
3、安全系数
在工程结构和吊装作业中，各种索具材料在使用时的极限强度与容许应力之比。
4、滑车组
由定滑车和动滑车及绕过它的钢丝绳（跑绳）组成。
它能省力也能改变力的方向。
5、索具
在起重作业中，用于承受拉力的柔性件及其附件的统称。
一般常用索具包括麻绳、尼龙绳、尼龙带、钢丝绳、滑车、卸扣、绳卡、螺旋扣等。
6、专用吊具
为满足起重工艺的特殊要求而设置的设备吊耳、吊装梁或平衡梁等的统称。
7、地锚
用于固定拖拉绳的埋地构件或建筑物，稳定抱杆、使其保持相对固定的空间位置，也可用于稳定卷扬机、钢结构、定滑车和起重机的平衡索。
8、吊耳
设置在工件上，专供系挂吊装索具的部件。
9、主吊车
抬吊被吊装工件顶（或上）部的吊车。
10、铺助吊车
抬吊被吊工件底（或下）部的吊车。
11、单吊车吊装
用一台主吊车和一台或两台铺助吊装进行的吊装。
12、双吊车吊装
用两台主吊车和一台或两台铺助吊车进行的吊装。
13、侧偏法吊装
是提升滑车组动滑车的水平投影偏离设备基础中心，设备吊点位于重心之上且偏于设备中心的一侧，在提升滑车组作用下，设备悬空呈倾斜状态，然后由调整索具校正其直立就位的吊装工艺。
14、捆绑绳（吊索）
连接滑车吊钩与重物之间的绳索。
15、临界角
当设备处于脱排瞬时位置，设备重力作用线与尾排支点共线时，设备的仰角（即设备吊装临界角）。
16、信号
在指挥起重机械操作时，常因工地声音噪杂不易听清，或口音不对容易误解，或距离操作台司机较远无法听见等，故常用信号来指挥，常用的信号有手示信号、旗示信号及口笛信号三种。
17.计算载荷
将设备起重运输装卸、和吊装时，以静力平衡原理算出的各起重吊索的受力，在乘以动系数和不平衡系数，作为该吊索或设备所承受的计算载荷。
18.起重机外形尺寸
起重机的外形尺寸通常是指整机的长度、宽度、高度的最大尺寸。
支腿尺寸（履带尺寸）。
19.额定起重量
额定起重量是指起重机在各种工作状况下安全作业时所允许的起吊重物的最大重量，常用Q表示，单位为吨（单位也有为公斤的）。
通常起吊重物时，不但要计算重物的重量，还包含起重机吊钩的重量，吊装使用的起重工索具，例如吊索、卸扣以机使用起重专用铁扁担—平衡梁等的重量，这些重量的总合不能大于或超过额定起重量。
20.作业半径
作业半径是指起重机吊钩中心线（即被吊重物的中心垂线）到起重机回转中心线的距离，单位为米。
21.起重机主吊臂下绞点
自行式起重机主吊臂下绞点分为二种：
全液压汽车起重机主吊臂下绞点一般均在起重机回转中心的后上方。
全液压汽车格构式起重机，履带式起重机的主吊臂下绞点均在起重机回转中心的前上方。
22.自重
自重是指起重机工作状态时的机械总重，有的机型是指在行驶状态下的重量。
掌握起重机自重对在作业前合理布置起重机作业面场地的地基，确保起重机在整个吊装作业过程中达到对地基有效的承压是非常必要的。
23.起重机曲线
起重机曲线是指起重机吊臂曲线，是表示起重机吊臂在不同吊臂长度和不同作业半径时空间位置的曲线，规定直角坐标的横坐标为幅度（即作业半径），纵坐标为起升高度。
起升高度是表示最大起升高度随幅度改变的曲线。
不难看出，当幅度变小（作业半径变小）起重量增加，起升高度也随之增加，此时的起重机吊臂的仰角也同时增加。
同样，同等的变幅，不同的臂长，起重量也有所不同。
24.起重机性能表上75%、85%的含义
起重机性能表右上角一般都标明75%或85%是指性能表中的额定起重量与理论计算的整机倾覆载荷的百分比。
实际操作作业过程中应严格参照标明的百分比以内进行作业。
六、吊装计算
1、单吊车吊装计算载荷应小于其额定起重能力。
2、双吊车吊装载荷不平衡系数应为1~1.25。
3、吊车扁角不应大于3°。
4、履带吊车带载荷移动时，载荷不得超过允许起重的70%。
5、双吊车吊装两主吊点与组合重心线间的夹角应大于30°。
6、钢丝绳的使用安全系数K应符合下列规定：
当拖拉绳时，K≥3.5
当作卷扬机时,K≥5
当作捆绑绳或吊索时,可根据荷重大小、受力根数、弯曲程度、有无护绳装置等情况来决定其安全系数，一般K为6～10。
7、钢丝绳的有效破断拉力为全部钢丝破断拉力的总合乘以换算系数K。
当钢丝绳为6×19+1时，K=0.85;
当钢丝绳为6×37+1时，K=0.82;
当钢丝绳为6×61+1时，K=0.80;
钢丝绳的规格型号可参看现行国家标准﹤钢丝绳＞GB/T8918。
破断拉力应按产品出厂合格证选用，否则只能按最低强度级选用破断拉力。
8、计算起重机回转半径与起升高度
（1）、全液压汽车起重机
以知TL-300E全液压汽车起重机的主吊臂下绞点A距离地面高度为2.23m,A点至起重机的回转中心O点的距离为1.27m,主吊臂长度为17.3m,主臂仰角为55°时,求起重机的回转半径R和主吊臂杆顶至地面的距离H?
见图1-1.
B
17.3m
H
55º
2.23m名蒙
AOC
1．27mR
图1-1TL-300E型全液压汽车起重机计算图
根据三角函数：
对边BCBC
正弦=∵sin55º==
斜边AB17.3
∴BC=17.3×sin55º=17.3×0.8192=14.17m
对边BC14.17
∵正切===
邻边ACAC
14.1714.17
∴AC===9.92m
tg55º1.4281
主吊臂杆顶至地面距离:
H=14.17+2.23=16.4m
回转半径:
R=9.92-1.27=8.65m
（注:
实际的起升高度中应包括起重机滑车组的有效距离及起重机吊钩\吊索等）
（2）、履带式起重机
已知W2002型履带式起重机吊杆下绞点A距离地面高度为2.2m,A点至起重机回转中心O点的距离为1.5m,吊杆的长度为20m.吊杆仰角为45º时,求起重机的回转半径R和吊杆顶至地面的距离H?
见图1-2
根据三函数:
对边BCBC
正弦=∵sin45º==
斜边AB20
∴BC=20×sin45º=20×0.707=14.14m
对边BC14.14
∵正切===
邻边ACAC
14.1414.14
∴AC===14.14m
tg45º1
主吊杆顶至地面距离H=14.14+2.2=16.34m
回转半径R=14.14+1.5=15.46m
B
20m
H
45º
2.2m
OAC
1.5mR
图1-2W2002型履带式起重机计算图
9、设备找重心
设备下段重量G1=40t、设备上段重量G2=20t、设备上段下平台重量G3=1.3t、设备上段上平台重量G4=1.5t、
设备下段长度L1=20m、设备上段长度L2=24m、设备上段下平台标高L3=26m、设备上段上平台标高L4=43m。
设备总重量W=62.8t。
求设备重心LW=？
{m}
GI×（LI/2）+G2×L5+G3×L3+G4×L4
LW=
（G1+G2+G3+G4）
40×（20/2）+20×34+1.3×26+1.5×43
==18.126m
（40+20+1.3+1.5）
L1=20mL2=24m
（L1/2）=10mG1=40t
LW=18.126mW=62.8t
L3=26mG3=1.3t
L5=34mG2=20t
L4=43mG4=1.5t
设备找中心示意图1-3
10、主吊车、辅助吊车吊点连线与设备中心线平行时受力分析
PA=主吊车受力、PB=辅助吊车受力、G=设备重量
H1PA
PB=.GPA=G-PB
H1+H2
主吊点A
重心
PAPBG
PB
主吊点AG辅助吊点Bψ
H1H2H3
辅助吊点B
开吊受力简图1-4松钩时受力简图1-5
11、主吊车、辅助吊车吊点连线与设备中心线不平行时受力分析
H1cosψ
PB=.G
（H1+H2）cosψ+dsinψ
PA
H1
当ψ=0º时，PB最大，PBmdx=.G
H1+H2
PAPB重心
PB
重心G
主吊点AG辅助吊点B
H1H2H3
ψd
开吊受力简图1-6
松钩时受力简图1-7
12、双吊车吊装载荷不均衡系数计算
K2—载荷不均衡系数
а—两主吊点与组合重心连线间的夹角
Ø—设备纵轴线与其重力作用线间的夹角
G—设备吊装计算载荷
载荷不均衡系数K2表：
аØ
0º
1º
2º
3º
4º
5º
180ºº
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
120ºº
1.00
1.01
1.02
1.03
1.04
1.05
90º
1.00
1.02
1.03
1.05
1.07
1.09
60º
1.00
1.031
1.06
1.09
1.12
1.15
30º
1.00
1.07
1.13
1.2
1.26
1.33
0.5GK20.5G（2-K2）
а
Ø
G
载荷不均衡系数计算简图1-8
13、侧扁法吊装
P=设备计算荷重。
d0=设备吊点至设备重心的距离。
Pq=设备牵引力。
а=滑车组倾斜角。
β=设备起吊倾斜角。
HO=设备吊点至设备底座的距离。
b=设备的半径。
PPnP
а
DD
dO
β
d0
H0
CC
PH0P
Pq
bb
侧扁法吊装受力分析图1-9
bPbPqb
tgβ=Pq=tgа=tgа=
d0H0Pd0
吊车的起重滑车组倾斜角а一般不超过3º，若а＞3º时，应根据计算适当折减吊车的起重能力。
а太小或吊装绳索太短，还会使设备触撞吊杆头部。
因此公式可写成：
bb
tgа3º≥≤0.05
d0d0
фd0
ф=设备直径:
≤0.1≥10
d0ф
上述条件只实用于安装设备吊点的高度d0与设备直径ф的比值大于10的情况即长而细的设备。
14、吊索受力分析
设备重量G=5t、P1受力侧夹角а1=30º、P2受力侧夹角а2=45º、求吊索P1、P2受力？
Gsin45º5×0.707
P1===3.66t
Sin105º0.9659
Gsin30º5×0.5
P2===2.59t
Sin105º0.9659
倒链
30º45º
P1P2
吊索
O
设备
G=5t
吊索受力计算简图1-10
15、管轴式吊耳的计算：
Ó=r2+（ÓM+ÓN）2≤〔Ó〕
Ó——吊耳应力（kg/cm2）
r——剪切应力（kg/cm2）
ÓM——弯曲应力（kg/cm2）
ÓN——轴向应力（kg/cm2）
〔Ó〕=——许用应力（kg/cm2）
16、板式吊耳的计算：
起重机具中常用的圆孔板，尺寸比例一般为（R/r）=2～3倍、取〔Ó〕=1100～1300kg/cm2AS=（R-r）.δ,δ=耳板厚度,
PP
计算应力Ó===kg/cm2
AS（R-r）.δ
17、吊装扁担受力计算：
MN
Ó=+≤〔Ó〕
WφF
M—弯矩（kg/cm）；W—抗弯截面系数（cm3）；F—截面积（cm2）；N—水平轴向压力（kg）；
φ——许用应力折减系数。
18、塔壳强度核算：
（1）塔起吊时的整体强度核算：
内力：
设塔的自重沿轴线的均布：
线载荷：
塔自重428t、长度83.4m。
428000
q==51.3kg/cm
8340
a）支反力：
ΣMA=0
428000×8340×0.5
RB==368296kg
4846
ΣM=0
RA=428000-368296=59704kg
b）剪力：
QB=51.3×3494=179242kg
QA=RA=59704kg
59704
XC==1163.8Cm
51．3
C、弯距：
MB=-1/2×51.3×34942=313136123kg-cm
1163.82
MC=59704×1163.8-51.3×=56112944.8kg-cm
4
（2）、断面（B-B）（吊点左）强度核算：
A、断面几何性质：
塔内径Φ450cm、壁厚=2.8cm
断面积：
F=3.14×452.8×2.8=3981cm2
抗弯截面系数：
W=3.14×2252×2.8=445095cm3
a）许用应力：
许用拉应力：
（材质为16mn钢）〔σ〕=2400kg/cm2
许用剪应力：
（材质为16mn钢）〔r〕=0.55×〔σ〕=0.55×2400=1320kg/cm2
b）核算：
剪应力：
179242
r=45kg/cm2≤〔r〕=1320kg/cm2即安全
3981
弯曲应力：
313136123
σ=±=704kg/cm2≤〔σ〕=2400kg/cm2即安全
445095
受力分析图1-11B
A
34．94m48.46m
179.242t59.7t
-179.242t
MB=3131.36t-m
CMC=561.3t-m
七、用作图法选用起重机
1、按比例绘出施工现场厂房尺寸、设备基础标高和地平的实际高度。
2、先由设备基础中心画一垂直线，然后按比例将厂房高度（H4）、设备吊装到位后悬吊时的工作间隙（H3）、设备高度（H1）、吊索垂直高度（H2）、吊钩至吊臂顶轴心距离（d），确定起重机吊臂顶部P1点画出，P1点到设备基础的距离即为设备吊装时的最小有效空间。
3、根据设备的重量、外形尺寸、初步选定起重机型号，参照起重机额定吊装载荷参数，画出起重机工作半径（回转中心）垂直线，根据吊臂下交点轴心位置画出与地面的平行线，并与工作半径垂直线相交点O，在下交点轴心平行线上找出吊臂的下交点P3的位置。
4、用比例尺测量出P1至P3点的距离，在暂定起重机参数表中选择略大于该长度的吊臂长度，以P3点为圆心，所定吊臂长度为半径，画弧交设备中心延长线于P4点，连接P3和P4点所得到的斜线长度即为起重机作业时吊臂中心线长度（L），此时吊钩至吊臂顶部轴心距离（d）随着吊臂的增长而变化。
5、在P3至P4线段上找出厂房接触最近点P2，根据吊臂宽度的1/2画出与P3至P4的下平行线（也即是吊臂宽度的下沿长线，各类起重机吊臂的宽度均有所不同）。
6、根据上述步骤要求画图，用比例尺即可复核出起重机作业时的工作半径（R）、吊臂长度（L）、吊钩至吊臂顶部轴心距离（d），并可复核出吊臂作业时P2是否与厂房抗杆。
如果所作图超出起重机额定吊装能力，或吊臂抗杆，即另行调换起重机，直至满足吊装要求为止。
例题
已知某单位需吊一台直径2.4m、长18.5m、重量65.5t的塔类设备，安装标高在15.1m的厂房楼面基础上（插入楼面4.2m），设备安装就位后顶部标高29.4m，设备中心距厂房边缘为9m。
求：
选用何种类型起重机吊装作业？
该起重机吊臂（L）、工作半径（R）各为多少米？
解：
1、根据厂房尺寸，按1：
100比例画出厂房图形；
2、在标高15.1m设备基础中心处（厂房边沿离基础中心9m画一垂直于地平面的中心垂线）；
3、在标高15.1m（H4）设备中心垂线上，按比例向上画出吊装到位后悬吊时工作间隙（H3）为0.2m，塔设备（H1）18.5m，索具垂直高度（H2）（包括吊索、铁扁担、卸扣等）为6m，吊钩至吊臂顶部轴心距离（d）最小有效距离P1点为4.4m。
4、根据掌握的各类起重机吊装性能参数，初步选用曼尼斯曼德马克CC—2000型300t履带式起重机。
从该起重机额定载荷表中查出，选用吊臂（L）为48m，工作半径（R）为18m，额定载荷76.2t。
5、按比例将该起重机工作半径18m处画一垂线，根据吊臂下绞点轴心（离地面2.85m）画出于地面的平行线与工作半径垂线相交0点，在轴心平行线段上，找出吊臂下绞点位置P3点（离工作半径垂线2.2m），以48m为半径，画一圆弧，相交于设备中心延长线为P4点，连接P3和P4点，画一斜线，此即为吊臂（L）中心长度，而此时用比例尺量出吊钩至吊臂顶部轴心距离（d）变长为8.4m。
6、在P3至P4线段距厂房边沿最近处找出P2点，并画出该起重机吊臂宽度的下沿平行线（该起重机吊臂截面为2--1.8m）。
7、由于吊装时选用的吊索、铁扁担、卸扣以及吊钩等重量为5.8t。
则：
65.8+5.8=71.3t。
查表得出该履带式起重机主吊臂（L）长48m，工作半径（R）为18m时，额定载荷为76.2t。
即76.2t≥71.3t安全
P2点用比例尺复核后，吊臂的下沿平行线距厂房边沿的间隙为1.4m，不抗杆。
见用作图法选用起重机吊装图1-12
P4
d=8.4m
H1=18.5mH2=6m4.4m4m
P1
L=48m
吊臂截面
1/2=0.9m
1.4m
H3=0.2m
P2
H4=15.1m
9m
2.85m
P3O
2.2m
R=18m
作图法选用起重机吊装图1-12
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