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起重机参数
第5章结构安装工程
本章学习要求
了解结构安装工程常用起重机械及其性能和使用范围
熟悉单层工业厂房结构的构件安装工艺，安装方法及安装方案的制订
了解多层装配式框架结构的安装方案
掌握结构安装工程的质量标准和安全技术要求
5.1起重机械和索具设备
结构安装工程常用的起重机械有桅杆式起重机、履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机等。
常用的索具设备有卷扬机、钢丝绳、滑轮吊钩、卡环、吊索、横吊梁等。
这些都是起重机所必须具备的辅助工具及设备。
5.1.1桅杆式起重机
建筑工程中常用的桅杆式起重机有独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式起重机等。
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，移动困难，需要较多的缆风绳。
1独脚把杆
独脚把杆是由把杆、起重滑车组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。
如图5.1（a）所示。
它只能举升重物，不能够把重物做水平方向上的运动。
使用时，β角应该保持不大于10°，以便吊装的构件不碰撞把杆，底部要设置拖子以便移动，缆风绳数量一般为6～12根，缆风绳与地面的夹角α为30°～45°。
根据独脚把杆所用的材料，可以为木独脚把杆、钢管独脚把杆、金属格构式独脚把杆。
三种独脚把杆的起重高度和起重量是不同的。
木独脚把杆起重高度一般为8～15m，起重量10t以下；钢管独脚把杆起重高度可达30m，起重量可达45t；金属格构式独脚把杆起重高度可达70～80m，起重量可达100t。
2人字把杆
人字把杆一般是由两根圆木或者两根钢管用钢丝绳绑扎或者铁件铰接而成，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，把杆下端两脚的距离约为高度的1/3～1/2，如图5.1（b）所示。
其中一根把杆的底部装有一导向滑轮，起重索通过它连到卷扬机，另用一根丝绳连接到锚碇，以保证在起重时底部稳定。
人字把杆是前倾的，但每高1m，前倾不超过10cm，并在后面用两根缆风绳拉结。
人字把杆的特点是侧向稳定性比独脚把杆好，但是构件起吊活动范围小，缆风绳的数量较少。
人字把杆的缆风绳的数量由把杆的起重量和起重高度决定，一般不少于5根。
人字把杆一般用于安装重型构件或者作为辅助设备以吊装厂房屋盖体系上的构件。
3悬臂把杆
在独脚把杆的中部或者2/3高度处装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成悬臂把杆。
由于悬臂起重杆铰接于把杆中部，起吊重量大的构件会使把杆产生较大的弯矩。
为了使把杆在铰接处得到加强，可用撑杆和拉条（或者钢丝绳）进行加固。
悬臂把杆的主要特点是能够获得较大的起重高度，起重杆能够在左右摆动120°～270°，但是起重量比较小，一般用于吊装轻型构件，但能够获得较大的起重高度，宜于吊装高炉等构筑物。
如图5.1（c）所示。
4牵缆式桅杆起重机
在独脚把杆下端装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成牵绳式桅杆起重机。
如图5.1（d）所示。
起重臂可以起伏，机身可以回转360°，起重半径大，而且灵活，可以把构件吊到工作范围内任何位置上。
牵缆式桅杆起重机所用的材料不同，其性能和作用是不相同的。
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，大多用于重型工业厂房的吊装，化工厂大型塔罐或者高炉的安装。
起重量在5t以下的牵缆式桅杆起重机，大多数用圆木制作，用于吊装一般小型构件。
起重量在10t左右的牵缆式桅杆起重机，大多数用无缝钢管制作，桅杆高度可达25m，用于一般工业厂房的吊装。
牵缆式桅杆起重机要设较多的缆风绳，比较使用于构件多且集中的工程。
图5.1桅杆式起重机
（a）独脚拔杆 （b）人字拔杆 （c）悬臂拔杆 （d）牵缆式桅杆起重机
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
5.1.2履带式起重机
履带式起重机主要由机身、回转装置、行走装置（履带）、工作装置（起重臂、滑轮组、卷扬机）以及平衡重等组成。
如图5.2所示。
履带式起重机是一种360°全回转的起重机，它利用两条面积较大的履带着地行走。
它操作灵活，行走方便，有较大的起动，能够负载行驶。
缺点是稳定性差，行走时对路面破坏较大，行走速度慢，在城市中和长距离转移时，需要拖车进行运输，不宜超负荷吊装。
起重臂是用角钢组成的格构式杆件，下端铰接在机身的前面，能够随机身回转。
起重臂可分节接长，设有两套滑轮组，其钢丝绳通过起重臂顶端连到机身内的卷扬机上。
图5-2 履带式起重机
1-底盘；2-机棚 3-起重滑轮组 5-变幅滑轮组 6-履带
A、B……－外形尺寸符号 L－起重高度R－工作幅度
常用的履带式起重机有以下几种：
W1-50、W1-100、W1-200、Э-1252、西北78D等，上述起重机的外型尺寸及技术性能见表5.1、表5.2、表5.3、表5.4。
表5.1履带式起重机外形尺寸mm
符号
名称
型号
W
-50
W
-100
W
-200
Э-1252
西北78D（80D）
A
B
C
D
E
F
G
M
N
J
K
机身尾部到加转中心距离
机身宽度
机身顶部到地面高度
机身底部距离地面高度
起重臂下铰点中心距离面高度
起重臂下铰点中心至回转中心距离
履带长度
履带架宽度
履带桥宽度
行走底架距地面高度
机身上部支架距地面高度
2900
2700
3220
1000
1555
1000
3420
2850
550
300
3480
3300
3120
3675
1045
1700
1300
4005
3200
675
275
4170
4500
3200
4125
1190
2100
1600
4950
4050
800
390
6300
3540
3120
3675
1095
1700
1300
4005
3200
675
270
3930
3450
3500
－
1220
1850
1340
4500（4450）
3250（3500）
680（760）
310
4720（5270）
表5.2 履带式起重机性能表
参数
单位
型 号
W1-50
W1-50
W1-100
Э-1252
W-4
起重臂长度
M
10
18
18
13
23
15
30
40
12.5
20
25
21
27
33
45
最大起重半径
M
10
17
10
12.5
17
15.5
22.5
30
10.1
15.5
19
20.32
25.52
30.67
41.12
最小起重半径
M
3.7
4.5
6
4.23
6.5
4.5
8
10
4
5.65
6.5
6.54
7.79
9.03
11.51
起重量
最小起重半径时
T
10
7.5
2
15
8
50
20
8
20
9
7
63.4
56.8
45.7
32
最大起重半径时
T
2.6
1
1
3.5
1.7
8.2
4.3
1.5
5.5
2.5
1.7
16.8
11.3
83.3
4.34
起升高度
最小起重半径时
M
9.2
17.2
17.2
11
19
12
26.8
36
10.7
17.9
22.8
20.5
26.5
32.5
45
最大起重半径时
M
3.7
7.6
14
5.8
16
3
19
25
8.1
12.7
17
10.5
13.5
16.5
22.65
表5.3 W-50型履带式起重机起重物性
臂长10m
臂长18m
臂长10m（带鹅头）
R（m）
Q（m）
H（m）
R（m）
Q（m）
H（m）
R（m）
Q（m）
H（m）
3.7
10
9.2
4.5
7.5
17.2
6
2
17.2
4
8.7
9
5
6.2
17
8
1.5
16
5
6.2
8.6
7
4.1
16.4
10
1
14
6
5
8.1
9
3
15.5
--
--
--
7
4.1
7.5
11
2.3
14.4
--
--
--
8
3.5
6.5
13
1.8
12.8
--
--
--
9
3
5.4
15
1.4
10.7
--
--
--
10
2.6
3.7
17
1
7.6
--
--
--
表5.4 W-100型履带式起重机起重特性
R（m）
臂长13m
臂长23m
臂长27m
臂长30m
Q（t）
H（m）
Q（t）
H（m）
Q（t）
H（m）
Q（t）
H（m）
4.5
15
11
--
--
--
--
--
--
5
13
11
--
--
--
--
--
--
6
10
11
--
--
--
--
--
--
6.5
9
10.9
8
19
--
--
--
--
7
8
10.8
7.2
19
--
--
--
--
89
6.5
10.4
6
19
5
23
--
--
10
5.5
9.6
4.9
19
3.8
23
3.6
26
11
4.8
2.2
4.2
18.9
3.1
22.9
2.9
25.9
12
4
7.8
3.7
18.6
2.5
22.6
2.4
25.7
13
3.7
6.5
3.2
18.2
2.2
22.2
1.9
25.4
14
--
--
2.9
17.8
1.9
22
1.4
25
15
--
--
2.4
17.5
1.5
21.6
1.1
24.5
16
--
--
2.2
17
1.4
21
0.9
23.8
17
--
--
1.7
16
--
--
--
--
起重量Q、起重半径R、起重高度H是履带式起重机主要技术性能的三个主要参数。
起重半径R指起重机回转中心到吊钩的水平距离，起重高度H是指重吊钩到地面的距离，起重量Q是指起吊的重量。
起重量Q、起重半径R、起重高度H这三个参数之间存在相互制约的关系，其数值变化取决于起重臂的长度及其仰角的大小。
每一种起重机械都有几种臂长，臂长不变时，起重机仰角增大，起重量Q和起重高度H增大，起重半径减小。
仰角不变时，随着起重臂长的增加，起重半径R和起重高度H增加，而起重量Q减少。
汽车式起重机是把机身和起重作业装置安装在汽车通用或专用底盘上、汽车的驾驶室与起重的操纵室分开，具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。
根据吊臂的结构可分为定长臂、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，可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。
汽车式起重机的特点是灵活性好，能够迅速地转换场地，所以广泛地应用在建筑工地。
汽车式起重机的品种和产量近年来得到极大的发展，我国生产的汽车式起重机型号有QY5、QY8、QY12、QY16、QY40、QY65、QY100型等。
图5.3为QY16型汽车式起重机，最大起重量为16t，臂长为20m，可用在一般单层工业厂房的结构吊装。
图5.3汽车式起重机
1.可伸缩的起重机 2.变幅液压千斤顶 3.可回转的起重平台 4.可伸缩的支脚
我国一些常用的汽车式起重机的技术性能见表5.5
表5.5 国产液压汽车起重机的技术性能
项目
QT5
QY5
QY8
QY8
QY12
QY16
QY16
QY40
底盘型号
最大起重量（t）
整机质量（t）
吊臂节数
吊臂全伸长度（m）
吊臂全缩长度（m）
最大起升高度（m）
最小工作半径（m）
副臂伸出长度（m）
吊臂伸出速度（m/s）
起升速度（m/min）
变幅速度（°/s）
SH142
5
7.9
2
10.6
6.6
11.15
3
5
0.14
10
70/17
CA10B
5
7.95
2
10.6
6.6
10.82
3
5
0.14
10
70/17
JN150C
8
15
2
11.7
6.95
12
3.2
－
0.09
8
/27
DC150
8
15
2
12.28
7.525
12
3.2
-
-
-
/12
JN150
12
17.3
2
13.2
8.5
12.8
3.6
-
0.21
7.5
/18
专用
16
21.5
3
21
9.5
21.1
4
-
0.33
8
/14
长江牌
16
21.5
3
20
8.2
20
3.5
-
0.07
8.75
/60
专用
40
45
4
34.4
11.0
35
3.8
-
23.4/180
-
78/103
汽车式起重机在作业时，不能负荷行驶。
汽车式起重机在作业时，必须先打好支腿，增大机械的支承面积，增加汽车式起重机作业时的稳定性。
轮胎式起重机的构造基本上与履带式起重机相同，但其行驶装置系彩轮胎。
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。
轮胎式起重机在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，必要时支腿下面可以加垫，以扩大支承面。
如图5.4所示。
图5.4 QL
-16型轮胎起重机
轮胎式起重机的优点是行驶速度快，能够迅速转移工作地点的场地，不破坏路面，便于城市道路上作业。
轮胎式起重机的缺点是不适合在松软或者泥泞的地面上作业。
国产轮胎式起重机分为机械传动和液压传动两种。
常用的轮胎式起重机的型号有QL2-8、QL3-16、QL3-25、QL3-40、QL1-16等，多用于工业厂房结构安装。
轮胎式起重机的主要的技术性能见表5.6
表5.6轮胎式起重机性能
参数
单位
型号
QL
-16
QL
-25
QL
-16
起重臂长度
m
10
15
20
12
17
22
27
32
10
15
最小起重半径
最大起重半径
m
m
4
11.0
4.7
15.5
8
20.0
4.5
11.5
6
14.5
7
19
8.5
21
10
21
4
11
4.7
15.5
起
重
量
最小起重
半径时
用支腿
不用支腿
t
t
16
7.5
11
6
8
-
25
6
14.5
3.5
10.6
3.4
7.2
-
5
-
16
7.5
11
6
最大起重
半径时
用支腿
不用支腿
t
t
2.8
-
1.5
-
0.8
-
4.6
-
2.8
0.5
1.4
-
0.8
-
0.6
-
2.8
-
1.5
-
起重
高度
最小起重半径时
最大起重半径时
m
m
8.3
5.3
13.2
4.6
17.95
6.85
8.3
8.3
5.0
13.2
4.6
5．2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
单层工业厂房结构构件有基础、柱子、吊车梁、连系梁、物架、天窗架、屋面板等。
除了基础是现浇外，其余构件可为预制构件。
在现场或预制构件厂预制，然后运输到施工现场进行安装，因此，单层工业厂房的施工关键是制定一个切实可行的构件运输和结构安装方案。
1．准备工作
准备工作的内容包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件的检查、清理、运输、堆放、弹线放样以及吊装机具的准备等。
1）场地清理和道路修筑
（1）把施工场地清理，使得有一个平整的舒适的作业场所。
（2）道路修筑是指运输车辆和起重机械能够很方便地进出施工现场。
（3）符合施工现场要求的三通一平。
2）构件的检查与清理
为保证吊装的安全和建筑工程的质量，在结构吊装之前，应该对所有的构件进行全面的检查。
（1）检查构件的外形尺寸和安装位置尺寸进行比较。
（2）检查预埋件的位置和大小。
（3）检查构件的表面外形，有无损伤、缺陷、变形、扭曲、裂缝等，表面是否有污物，若有需要加以清除。
（4）检查构件吊环的位置，吊环有无损伤、变形等。
（5）检查构件的强度。
构件吊装时混凝土强度不低于设计强度的75%，对于一些大跨度的构件，如屋架则应达到100%。
3）构见的弹线放样
在每一个构件上弹出安装的定位墨线和校正所用的墨线，作为构件安装、定位、校正的依据。
（1）柱子：
在柱身三面弹出安装中心线，所弹中心线的位置与柱基杯口上的安装中心线相吻合。
此外，在柱顶与牛腿面上还要弹出安装屋架及吊车梁的定位线。
、
（2）屋架：
屋架上弦顶面应弹出几何中心线，并从跨中间两端分别弹出天窗架、屋面板或檩条的安装定位线；在屋架两端弹出安装中心线以及安装构件的两侧端线。
（3）梁：
在两端及顶面弹出安装中心线和两端线。
（4）编号：
按图纸将构件与安装的位置进行对应的编号。
安装时，可以根据相对应的编号进行安装、定位、校正。
4）杯形基础的准备
杯形基础的准备工作主要是在柱子安装前对杯底抄平，并在杯口顶面弹线放出柱子安装的位置线。
杯底的抄平是对杯底标高的检查和调整，以保证吊装后牛腿面标高的准确。
杯底标高在制作时一般比设计要求低（一般预留50mm），以便柱子长度有误差时能抄平调整。
一般用水泥沙浆或细石混凝土将杯底抹平，垫至所需标高。
基础标高的控制可用水准仪进行测量，小柱测中间一点，大柱测四个角点。
基础顶面定位弹线要根据厂房的定位轴线测出，并与柱的安装中心线相对应。
一般在基础顶面弹十字交叉的安装中心线，并画上红三角。
5）构件的运输
一些重量不大而数量很多的构件，可在预制厂制作，用汽车运到工地。
构件在运输过程中要保证构件不变形、不损坏。
构件的混凝土强度达到设计强度的75%时方可运输。
构件的支垫位置要正确，要符合受力情况，上下垫木要在同一水平线上。
构件的运输顺序及下车位置应按施工组织设计的规定进行，以免构件造成二次运输而致的损伤。
6）.构件的堆放
构件的堆放场地应先行平整压实，并按设计的受力情况搁置好垫木或支架，构件按设计的受力情况搁置在上。
重叠堆放时一般可堆放2~3层；大型屋面板不超过6块；空心板不宜超过8块。
构件吊环要向上，标志要向外。
构件堆放原则：
每跨的构件尽量堆放在本跨内，便于吊装。
构件的堆放应该便于支模和浇筑混凝土，有足够的作业空间。
构件的堆放应该满足工艺安装的要求，尽可能在起重机的半径内，尽量在起重机的范围内一次性起吊。
构件的堆放应该保持场内车辆运输的畅通。
构件的堆放要注意吊装时的朝向，应该尽量避免在起吊的时候在空中转向。
构件应该摆放在坚实的地基上，避免地基下沉给构件造成意想不到的损坏。
2．结构安装方法及技术要求
单层工业厂房结构的主要构件有柱子、吊车梁、连系梁、物架、天窗架、物面板等。
单层工业厂房结构的安装方法，有以下两种：
1）分件安装法
起重机每开行一次，仅吊装一种或几种构件。
根据构件所在的结构部位的不同，通常分三次开行吊装完全部构件。
第一次吊装，安装全部柱子，经校正、最后固定、及柱接头施工。
当接头混凝土强度达到70%的设计强度后可进行第二次吊装。
第二次吊装，安装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑，经校正、最后固定、及柱接头施工之后可进行第三次吊装。
第三次吊装，依次按节间安装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。
吊装的顺序如图5.7所示。
分件安装法由于每次基本是吊装同类型构件，索具不需经常更换，操作方法也基本相同，所以吊装速度快，能充分发挥起重机效率，构件可以分批供应和现场平面布置比较简单，也能给构件校正、接头焊接、灌筑混凝土、养护提供充分的时间。
缺点是：
不能为后续工序及早提供工作面，起重机的开行路线较长。
但本法仍为目前国内装配式单层工业厂房结构安装中广泛采用的一种方法。
图5.7分件吊装时的构件吊装顺序图5.8 综合吊装时的构件吊装顺序
2）综合安装法
起重机在厂房内一次开行中（每移动一次）就安装完一个节间内的各种类型的构件。
综合吊装法是以每节为单元，一次性安装完毕。
吊装的顺序如图5.8所示。
即先安装4-6根柱子，并加以校正和最后固定；随后吊装这个节间内的吊车梁、连系梁、屋架、天窗架和屋面板等构件。
一个节间的全部构件安装完后，起重机移至下一节间进行安装，直至整个厂房结构吊装完毕。
综合安装法的优点是：
起重机开行路线短，停机点少，能持续作业；吊完一个节间，其后续工种就可进入节间内工作，使各工种进行交叉平行流水作业，有利于缩短工期。
缺点是：
由于同时安装不同类型的构件，需要更换不同的索具，安装速度较慢；使构件供应紧张和平面布置复杂；构件的校正困难、最后固定时间紧迫。
综合安装法需要进行周密的安排和布置，施工现场需要很强的组织能力和管理水平，目前这种方法很少采用。
对于某些结构（如门式框架结构）有特殊要求，或采用桅杆式起重机，因移动比较困难，常采用综合吊装法。
3.起重机的选用
一般钢筋混凝土单层工业厂房的结构吊装，多采用履带式、汽车式、轮胎式起重机。
在没有的情况下，也可采用桅杆式起重机等。
1）起重机型号的选择
起重机型号选择取决于三个工作参数：
起重量、起重高度和起重半径。
三个工作参数均应满足结构安装的要求。
（1）起重量Q
起重机的起重量必须大于所吊装构件的重量与索具重量之和：
Q≥Q1+Q2
式中Q——起重机的起重量（t）；
Q1——构件的重量（t）；
Q2——索具的重量（t）。
（2）起重高度H
起重机的起重高度必须满足所装构件的吊装高度要求（如图5.9所示）：
H≥h1+h2+h3+h4
式中H——起重机的起重高度（m），从停机面算起至吊构中心；
h1——安装支座表面高度（m），从停机面算起；
h2——安装空隙，一般不小于0.3m；
h3——绑扎点至所吊构件底面的距离（m）；
h4——索具高度（m），自绑扎点至吊钩中心，视具体情况而定。
图5.9 起重机的起重高度
图5.9
（3）起重半径
当起重机可以不受限制地开到所吊装构件附近去吊装构件时，可不验算起重半径。
但当起重机受限制不能靠近吊装位置去吊装构件时，则应验算当起重机的起重半径为一定值时的起重量与起重高度能否满足吊装构件的要求。
即要保证构件安装的位置在起重机的作业范围内。
（4）最小杆长的决定
当起重机的起重杆须跨过已安装好的结构去吊装构件，比如跨过屋架安装屋面板时，为了不与屋架相碰，必须计算出起重机的最小杆长。
杆长必须满足安装的要求。
5.3多层装配式框架结构安装
装配式钢筋混凝土框架结构已经广泛用于多层、高层民用建筑和多层工业厂房中。
这种结构的全部构件，在工厂或者现场预制后进行安装。
装配式框架是指柱、梁、板均由装配式构件组成，而装配整体式框架指现浇柱、预制梁、板体系。
装配式框架柱的长度可为一层一节，亦可为二层、三层或四层一节，主要取决于起重机械的起重能力。
柱子长度取决于起重机械的起
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