单层工业厂房吊装方案设计文档格式.docx
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根据厂房生产和建筑要求的不同，钢筋混凝土排架结构又可分为单跨、两跨或多跨等高和两跨或多跨不等高形式。
按主体承重结构的方向分，有横向承重结构和纵向承重结构。
单层厂房钢筋混凝土排架结构大多采用装配式，它的空间高度大、跨度大；
由屋架吊车梁、柱、基础等构件组成，除基础为现浇钢筋混凝土杯基础外（当中、重型单层工业厂房建于土质较差的地区时，一般需采用桩基础），其他构件均需预制和吊装，外墙仅起围护作用。
单跨单层工业厂房，其跨度在24m以内，起重高度在18m以下，一般采用一台自行臂式起重机进行单机吊装；
跨度在30~36m的钢筋混凝土结构，在缺乏大型起重机械的情况下，常采用双机台吊；
跨度在60m以上的大跨度，柱子常用自行臂式起重机或土拔杆吊装，屋盖常采用钢带提升设备等专用设备整体吊装；
在起重机缺乏的情况下，可采用拔杆吊装。
（二）结构吊装方法
单层工业厂房的结构吊装方法，有分件吊装法、综合吊装法和混合吊装法三种：
（1）分件吊装法：
指起重机在车间内每开行一次仅吊装一种或两种构件。
通常分三次开行吊装完全部构件。
第一次开行——吊装全部柱子，并对柱子进行校正和最后固定；
第二次开行——吊装吊车梁、联系梁以及柱间支撑等；
第三次开行——分节间吊装屋架、天窗架、屋面板、屋面支撑及抗风柱等。
在第一次开行（柱子吊装之后），起重机即进行屋架的扶直排放以及吊车梁、联系梁、屋面板的摆放布置。
优点：
由于每次基本安装同类构件，索具不需经常更换。
操作程序基本相同，所以安装速度快。
构件校正、接头焊接、灌缝、混凝土养护时间充分。
构件供应、现场平面布置比较简单。
缺点：
不能为后续工程及早提供工作面，起重机开行路线长，同时，也有柱子固定工作跟不上吊装速度的问题。
一般单层厂房多采用分件吊装法。
（2）综合吊装法：
起重机在车间内的一次开行中，分节间安装完各种类型的构件，即先吊装4~6根柱，并立即加以校正和最后固定，接着吊装联系梁、吊车梁、屋架、天窗架、屋面板等构件。
起重机在每一个停机点上，要求安装尽可能多的构件。
停机点少，开行路线短；
每一节间安装完毕后，即可为后续工作开辟工作面，使各工种能进行交叉平行流水作业，有利于加快施工速度。
并且能保证质量，吊装误差能及时发现和纠正，同时吊完一个节间，全部构件已经校正和固定，这一节间已成为一个稳定的整体，由利于保证工程质量。
由于要同时安装各种不同类型的构件，影响安装效率的提高；
使构件供应和平面布置复杂；
构件校正和最后固定时间紧迫；
构件校正工作较为复杂，混凝土柱与杯形基础接头的混凝土结硬需要有一定的时间，柱子的固定跟不上吊装速度。
因此，目前很少采用，只有对某些结构（如门架式结构）必须采用综合安装法时，或当采用移动比较困难的桅杆式起重机进行安装时，才采用此法。
（3）混合吊装法：
即分件吊装和综合吊装相结合的方法。
由于分件安装法与综合安装法各有优缺点，因此，目前有不少工地采用分件吊装法吊装柱，而用综合吊装法来吊装吊车梁、联系梁、屋架、屋面板等各种构件。
第一次开行将全部（或一个区段）柱子吊装完毕并校正固定，杯口二次灌浆混凝土强度达到设计的70%后，第二次开行吊装柱间支撑，吊车梁、联系梁，第三次开行分节间吊装屋架、天窗架、屋面板等其余全部构件。
（三）起重机具及其选择
起重机具有索具设备和起重机械。
索具设备主要应用于吊装工程中的构件绑扎、吊运。
包括钢丝绳、吊索、卡环、横吊梁、卷扬机、铆碇等。
结构吊装工程中常用的起重机械有自行杆式起重机、桅杆式起重机和塔式起重机等。
前两种是单层厂房吊装中用得比较多的。
其中自行杆式起重机又包括履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机。
1．索具设备
（1）钢丝绳
钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物的物件。
它是由许多根直径为0.4～2mm、抗拉强度为1200～2200MPa的钢丝按一定规则捻制成的。
按照捻制方法不同，分为单绕、双绕和三绕，建筑施工中常用的是双绕钢丝绳，它是由钢丝捻成股，再由多股围绕绳芯绕成绳。
双绕钢丝绳按照捻制方向分为同向绕、交叉绕和混和绕三种，如图所示。
同向绕是钢丝绳捻成股的方向与股捻成绳的方向相同，这种绳的挠性好、表面光滑磨损小，但易松散和扭转，不宜用来悬吊重物。
交叉绕是指钢丝捻成股的方向与股捻成绳的方向相反，这种绳不易松散和扭转，宜作起吊绳，但挠性差。
混合绕指相邻两股的钢丝绕向相反，性能介于两者之间，制造复杂，用得较少。
钢丝绳的表示方法如6x19＋1指共有6股，每股由19根细钢丝拧成，另加一根油麻芯。
每股内钢丝绳数量越多，每根钢丝的直径就约细，钢丝绳越柔软。
6x19＋1的钢丝绳，钢丝较粗，硬而耐磨，不易弯曲，宜用于拉索。
6x37＋1的钢丝绳，比较柔软，易弯曲，一般用于滑车组，6x61＋1钢丝绳更柔软，更易弯曲，用作起重机械的吊索。
（2）吊索
吊索是一种用钢丝绳（6x37或6x61等）制成的吊装索具。
吊索主要用于绑扎构件以便起吊。
吊索主要有两种类型：
环状吊索（万能吊索/闭式吊索）和轻便吊索（8股头吊索/开式吊索）。
两种吊索如图所示。
吊索是用钢丝绳制作而成的，钢丝绳吊索的接头方式包括编接和卡接两种。
吊索的接头方式最好采用编接，即将钢丝绳分股拆股，并按一定的方法编插在钢丝绳股内形成一个牢固的接头。
当吊索采用钢丝绳夹头（钢丝绳卡）制作时长采用钢丝绳夹头来固定钢丝绳端，钢丝绳夹头主要有骑马式夹头、压板式夹头和拳握式夹头三种，其中，骑马式是最常采用的。
（3）卡环
卡环（卸甲）用于吊索之间或吊索构件之间的连接，固定和扣紧吊索。
卡环由弯环和销子两部分组成。
卡环可以分为直形卡环（螺栓式和活络式）两种类型，如图所示。
（4）横吊梁
横吊梁又称铁扁担，主要用于柱和屋架等的吊装。
常用的横吊梁包括以下几种：
①滑轮横吊梁
用于8t以下的柱子吊装，能够保证在起吊和直立柱子时，使吊索受力均匀，柱子易于垂直，便于就位。
②钢板横吊梁
用于10t以下的柱子吊装。
③桁架横吊梁
用于双机台吊安装柱子，能够使吊索受力均匀，柱子吊直后能够绕转轴旋转，便于就位。
④钢管横吊梁
用于屋架吊装，能够降低起吊高度，减小吊索的水平分力对屋架的压力。
横吊梁的构造如图所示。
所有的横吊梁都应进行验算后方能使用。
（5）卷扬机
卷扬机又称绞车。
按驱动方式可分为手动卷扬机和电动卷扬机。
卷扬机在结构吊装中是最常用的工具。
用于结构吊装的卷扬机多为电动卷扬机。
电动卷扬机主要由调动机、卷筒、电磁制动器和减速机构等组成。
卷扬机分快速和慢速两种。
快速电动卷扬机主要用于垂直运输和打桩等作业；
慢速电动卷扬机主要用于结构吊装、钢筋冷拉、预应力筋张拉等作业。
选用卷扬机的主要技术参数是卷筒牵引力、钢丝绳的速度和卷筒容绳量。
使用卷扬机应当主意：
①为使钢丝绳能自动在卷筒上往复缠绕，卷扬机的安装位置应使距第一个导向滑轮的距离l为卷筒长度a的15倍，即当钢丝绳在卷筒边时，与卷筒中垂线的夹角不大于2℃，如图所示。
②钢丝绳引入卷筒时应接近水平，并应从卷筒的下面引入，以减少卷扬机的倾覆力矩；
③卷扬机在使用时必须作可靠的固定，如做基础固定、压重物固定、设锚碇固定或利用树木、构筑物等作固定。
（6）锚碇
锚碇又叫地锚，是用来固定缆风绳和卷扬机的，它是保证把杆稳定的重要组成部分，一般有桩式锚碇和水平锚碇两种。
桩式锚碇系用木桩或型钢打入土中而成。
水平锚碇可承受较大荷载，分无板栅水平锚碇和有板栅水平锚碇两种，见下图。
水平锚碇的计算内容：
在垂直分力作用下锚碇的稳定性；
在水平分力作用下侧向土壤的强度；
锚碇横梁计算。
①锚碇的稳定性计算
锚碇的稳定性，按下列公式计算：
式中
K——安全系数，一般取2；
N——锚碇所受荷载的垂直分力：
N=Ssin
其中
S——锚碇荷重；
G——土壤重量：
l——横梁长度；
——土壤容重；
——有效压力区宽度，与土壤内摩擦角有关，即
b——横梁宽度；
——土壤内摩擦角，松土取15°
~30°
，坚硬土取30°
~40°
；
H——锚碇埋置深度；
T——摩擦力：
T=fP；
f——摩擦系数，对无板栅锚碇取0.5，对有板栅锚碇取0.4；
P——S的水平分力：
P=Scos。
②侧向土壤强度
对于无板栅锚碇
对有板栅锚碇
[]——深度H处的土壤容许压应力；
n——降低系数，可取0.5~0.7。
③锚碇横梁计算
A．使用一根吊索的横梁计算
横梁为圆形截面时，按单向弯曲构件计算：
横梁为矩形截面时，按双向弯曲构件计算：
Mx，My——对构件截面x，y轴的弯矩；
Wnx，Wny——对x，y轴的净截面抵抗矩；
fm——木材抗弯设计强度。
B．使用两根吊索的横梁按偏心双向受压构件计算
N0——横梁轴向力；
A——横梁截面积。
2．起重机分类
自行杆式起重机时间长安装工程中用的最多、最广泛的起重机。
它具有以下特点：
具有高度的灵活性，不仅能有效地服务于架设安装各种工程对象，且可服务于整个工地现场。
起重高度大，起重臂长度从数十米乃至200m以上，因而可从一个停放点服务于很大的工作区域。
工作快速，能将重物在空间内向任何一个方向，以很快的速度自行移动。
起重机一般整机出厂，不需要在工地装拆，使用很方便。
起重机自重大，对道路和设定点要求较高。
起重机的构造较复杂，维修不方便。
起重机的成本高，使用费比较贵。
（1）履带式起重机
履带式起重机由行走装置、回转机构、机身及起重杆等组成。
采用链式履带的行走装置，对地面压力大为减少，装在底盘上的回转机构使机身可回转360°
。
机身内部有动力装置、卷扬机及操作系统。
它操作灵活，使用方便，起重杆可分节接长，在装配式钢筋混凝土单层厂房结构吊装中得到广泛的使用。
其缺点是稳定性较差，未经验算不宜超负荷吊装。
建筑工程中常用的履带式起重机主要有W1-100型、W1-200型、W4型、QU25型等。
履带式起重机的主要参数有三个：
起重量Q、起重高度H和起重半径R。
下图为W1-100型起重机的工作性能曲线，可见起重量、起重高度和回转半径的大小取决于起重臂长度和倾角。
当起重臂长度一定时，随着仰角的增大，起重量和起重高度增加，而回转半径减小；
当起重臂长度增加时，起重半径和起重高度增加而起重量减小。
履带式起重机在进行超负荷调子或接长吊杆时，需进行稳定性验算，以保证起重机在吊装中不会发生倾覆事故。
履带式起重机在车身与行驶方向垂直时稳定性最差，此时履带的轨链中心为倾覆中心，故需按相应公式进行验算稳定性。
履带式起重机，具有越野性能好、爬坡能力大、牵引力大、可吊重行驶、可变换工作装置多种作业、对工作地面要求不高、对捣乱破坏大、不便长距离移运等特点。
履带式起重机的稳定性验算：
履带式起重机在进行超负荷吊装或接长吊杆时，需进行稳定性验算，以保证起重机在吊装中不发生倾覆事故。
履带式起重机在如右图所示的情况下（即车身与行驶方向垂直）时稳定性最差，此时，履带的轨链中心A为倾覆中心，起重机的安全条件如下：
当考虑吊装荷载及附加荷载时：
稳定性安全系数
当仅考虑吊装荷载时：
即
按K1验算十分复杂，现场施工中常用K2验算。
G0——平衡重；
G1——起重机机身可转动部分的重量；
G2——起重机机身不转动部分的重量；
G3——吊杆重量；
Q——吊装荷载（包括构件和索具重量）；
l1——G1重心至A点的距离；
l2——G2重心至A点的距离；
d——G3重心至A点的距离；
l0——G0重心至A点的距离；
h‘1——G1重心至地面的距离；
h‘2——G2重心至地面的距离；
h2——G3重心至地面的距离；
h0——G0重心至地面的距离；
——地面倾斜角度，应限制在3°
以内；
R——起重机最小回转半径；
MF——风载引起的倾覆力矩：
MF=W1h1+W2h2+W3h3
W1——作用在起重机机身上的风载；
W2——作用在吊件上的风载，按荷载规范计算；
W3——作用在所吊构件上的风载，按构件的实际受风面积计算
H1——机棚后面中心至地面的距离；
h3——吊杆顶端至地面的距离；
MG——重物下降时突然刹车的惯性力所引起的倾覆力矩：
v——吊钩下降速度（m/s），取为吊钩速度的1.5倍；
g——重力加速度（9.8m/s2）；
t——从吊钩下降速度v变到0所需的制动时间，取1s；
ML——起重机回转时的离心力所引起的倾覆力矩：
n——起重机回转速度，取1r/min；
h——所吊构件于最低位置时，其重心至吊杆顶的距离；
h3——同前。
（2）汽车式起重机
汽车式起重机是一种将起重作业部分安装在汽车通用或专用底盘上、具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。
根据吊臂结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种，前两种多采用桁架结构臂，后一种采用箱形结构臂。
根据动力传动方式，可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。
因其机动灵活性好，能够迅速移场地，广泛用于土木工程。
现在普通使用的汽车起重机多为液压伸缩臂汽车起重机，液压伸缩臂一般有2~4节，最下（最外）一节为基本臂，吊臂内装有液压伸缩机构控其伸缩。
汽车起重机作业时，必须先打开支腿，以增大机械的支撑面积，保证必要的稳定性。
因此，汽车起重机不能负荷行驶。
汽车起重机的主要技术性能有最大起重量、整机质量、吊臂拳伸长度、吊臂全缩长度、最大起重高度、最小工作半径、起升速度、最大行驶速度等。
汽车式起重机具有机动性能好、便于长距离移运、越野性能差、对工作地面要求高等特点。
（3）轮胎式起重机
轮胎式起重机不采用汽车底盘，而另行设计轴距较小的专门底盘。
其构造与履带式起重基本相同，只是底盘上装有可伸缩的支腿，起重时可使用支腿以增加机身的稳定性，并保护轮胎。
轮胎起重机的优点是行驶速度较高，越野性能好，能迅速地转移工作地点或工地，对路面破坏小，并且可吊重行驶。
但这种起重机不适合在松软或泥泞的地面上工作。
国产轮胎起重机分为机械传动和液压传动两种。
轮胎起重机的主要技术性能有额定起重量、整机质量、最大起重高度、最小回转半径、起升速度等。
（4）塔式起重机
塔式起重机具有高的塔身，起重臂安装在塔身顶部，并有较高的有效高度和较大的工作半径。
起重臂可以回转360°
，因此，塔式起重机在多层及高层结构吊装和垂直运输中得到广泛应用。
塔式起重机的类型，可按有无行走机构、变幅方法、回转部位和爬升方式等划分。
目前的塔式起重机多为多功能的，他通过改装可以成为另一种类型。
下面分别介绍常用的几种类型：
①轨道式塔式起重机
轨道式塔式起重机是土木工程中使用最广泛的一种起重机，它可带重行走，作业范围大，非生产时间少，生效效率高。
常用的轨道式塔式起重机有QT1-2型、QT1-6型、QT-60/80型、QT1-15型、QT-25型等多种。
轨道式塔式起重机的主要性能有：
吊臂长度、起重幅度、起重量、起升速度及行走速度等。
②爬升塔式起重机
爬升塔式起重机又称爬式塔式起重机，通常安装在建筑物的电梯井或特设的开间内，也可安装在筒形结构内，依靠爬升机构随着结构的升高而升高，一般每建造3~8m，起重机就爬升一次，塔身自身高度只有20m左右，起重高度随施工高度而定。
爬升式起重机的优点是：
起重机以建筑物作支承，塔身短，起重高度大，而且不占建筑物外围空间。
缺点是：
司机作业往往不能看到起吊全过程，需靠信号指挥，施工结束后拆卸复杂，一般需设辅助起重机拆卸。
③附着式起重机
附着式起重机又称自升式塔式起重机，直接固定在建筑物或构筑物近旁的混凝土基础上，随着结构的升高，不断自行接高塔身，使起重高度不断增大。
为了塔身稳定，塔身每隔20m高度左右用系杆与结构锚固。
附着式塔式起重机多为小车变幅，因起重机械在结构近旁，司机能看到吊装的全过程，自身的安装与拆卸不妨碍施工过程。
（5）桅杆式起重机
桅杆式起重机具有制作简单、装拆方便、起重量大（可达1000KN以上）、受地形限制小等特点。
但它的灵活性较差，工作半径小，移动较困难，并需要拉设较多的缆风绳，故一般只适用于安装工程量比较集中的工程。
桅杆式起重机可分为：
独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式桅杆起重机。
①独脚把杆
独脚把杆由把杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。
使用时，把杆应保持不大于10°
的倾角，以便吊装构件时不致撞击把杆。
把杆底部要设置拖子以便移动。
把杆的稳定主要依靠缆风绳，绳的一端固定在桅杆顶端，另一端固定在锚碇上，缆风绳一般设4~8根。
根据制作材料的不同，把杆类型有：
木独脚把杆，常用独根圆木做成，圆木梢径20~32cm，起重高度一般为8~15m，其重量为30~100KN。
钢管独脚把杆，常用钢管直径200~400mm，壁厚8~12mm，起重高度可达30m，其重量可达450KN。
金属格构式独脚把杆，起重高度可达75m，起重量可达1000KN以上。
格构式独脚把杆一般用四个角钢作主肢，并由横向和斜向缀条联系而成，截面多呈正方形，常用截面为450mm×
450mm~1200mm×
1200mm不等，整个把杆由多段拼成。
②人字把杆
人字把杆是由两根圆木或两根钢管以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成。
两杆在顶部相交成20°
角，底部设有拉杆或拉绳，以平衡把杆本身的水平推力。
其中一根把杆的地步装有一导向滑轮组，起重索通过它连到卷扬机，另用一钢丝绳连接到锚碇，以保证在起重时底部稳固。
人字把杆是前倾的，但倾斜度不宜超过1/10，并在前、后各用两根缆风绳拉结。
人字把杆的优点是侧向稳定性好，缆风绳较少；
缺点是起吊构件的活动范围小，故一般仅用于安装重型柱或其他重型构件。
③悬臂把杆
在独脚把杆的中部或2/3高度处装上一根起重臂，即成悬臂把杆。
起重杆可以回转和起伏变幅。
悬臂把杆的特点是能够获得较大的起重高度，起重杆能左右摆动120°
~270°
，宜于吊装高度较大的构件。
④牵缆式桅杆起重
在独脚把杆的下端装上一根可以360°
回转和起伏的起重杆。
它具有较大的起重半径，能把构件吊送到有效起重半径内的任何位置。
格构式截面的桅杆起重机的起重量可达60kN，起重高度可达80m，其缺点是缆风绳较多。
3.起重机选择原则
在选择起重机时，大致上可以按照以下的几个因素来考虑：
建筑物的外形尺寸，比如建筑物的面积、高度、形状等。
安装构件的外形、尺寸、重量和安装标高，比如屋架有多重，实拱形的还是梯形的，跨度是多少，屋架的高度和安装标高为多少等等。
安装工作面、工程质量和施工进度等。
安装现场的情况，比如道路、地面、能源等。
起重机的技术性能，比如起重量、工作半径和起吊高度等。
综合考虑上述及其他因素，就可以选择一种比较适合于工程的起重机。
在实际工作中，更多的是对现有起重机的验算。
4.起重机的主要工作参数
起重机的主要工作参数为起重量、工作半径和起重高度。
下面以自行臂式起重机为例具体介绍如何选择起重机械。
（1）起重机的起重量
起重量通常用Q表示。
起重量应包括起重构件的重量和绑扎构件的吊具重量。
起重量的大小随起重半径的大小而变化，起重半径增大时，起重量变小。
起重量是根据安装最大重量的构件来决定，并且还要根据起重机的工作半径和起重机的停放位置的不同作最后的核定。
在确定起重量时，应考虑起重加速力、叠层粘结力和索具重量等，一般取1.5倍构件自重，即Q（起重量）≥1.5Q1（构件自重）。
（2）起重机的工作半径
起重半径一般用R表示。
起重半径是指起重吊钩中心与起重机回转中心的距离。
应注意，起重杆根部并不在起重机回转中心线上。
起重半径是根据建筑物的尺寸、不同重量的构件在建筑物中的位置、运输道路和起重机能够接近建筑物的距离等来考虑。
如图为起重机工作半径的计算简图，即可用下面公式求得：
R≥a+b+c+d
R——起重机的工作半径；
a——起重机旋转轴至起重臂下轴的中心距；
b——起重臂下轴的中心至构件端顶面水平线与起重臂中心线交点的距离，用图解法求（起吊后安装时的gon工作空隙应大于30cm）；
c——构件端顶至起重臂中心线的最短距离（一般大于1m）;
d——构件起吊中心线至构件边缘的距离。
（3）起重机的起吊高度
起重高度用H表示。
起重高度是指由停机面算起，吊钩可起升的最大高度。
起吊高度是根据起吊构件的高度（或者是构件安装的标高）来决定的。
如图为起吊高度的计算简图，即可用下面公式求得：
H≥h1+h2+h3+h4
H——起重机的起掉高度；
h1——安装支座表面高度；
h2——安装间隙，视情况而定，但不小于30cm
h3——绑扎点至构件吊起后底面的距离；
h4——索具高度，自绑扎点至吊钩中心，视具体情况定。
在求得起重机所需的起吊高度以后，就可以用图解法求得要满足这一起吊高度的起重机的起重臂需要多长。
吊钩中心至起重臂顶的最小高度，一般取2.5m。
三个起重参数Q、R、H不是彼此孤立的，它们都随起重杆的仰俯角α而变化。
当α变大即起重杆端部抬起时，R变小，H变大
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