項目7結構安裝工程7.1起重機具7.2構件的吊裝方法7.3單層工業廠房吊裝方案7.4單層工業廠房結構安裝模擬實訓

【教學目標】了解結構安裝工程施工中常用的起重機械和索具設備的構造、性能、適用范圍和使用要求；掌握裝配式單層工業廠房的構件吊裝工藝；掌握單層工業廠房結構吊裝方案的編制。

結構安裝工程是將房屋結構設計成各種單獨的構件，分別在工廠或現場預制成型，然后在現場用起重設備將各種預制構件安裝到設計位置的全部施工工程。用這種施工方法完成的結構，稱為裝配式結構。結構安裝工程是裝配式結構房屋的主導工種工程，它直接影響裝配式結構房屋的工程進度、工程質量和工程成本。圖7-1吊索

7.1.1索具設備

1．鋼絲繩

鋼絲繩是吊裝工作中的常用繩索，它具有強度高、韌性好、耐磨性好等優點。同時，鋼絲繩在磨損后外表會產生毛刺，容易發現，便于預防事故的發生。

7.1起重機具鋼絲繩是先由直徑相同的光面鋼絲捻成鋼絲股，再由六股鋼絲股和一股繩芯搓捻而成。鋼絲繩按每股鋼絲的根數可分為三種規格：①6?×?19?+?1，一般用作纜風繩；②6?×?37?+?1，用于穿滑車組和作吊索；③6?×?61?+?1，用于重型起重機械。

鋼絲繩按鋼絲和鋼絲股搓捻方向不同可分為順捻繩和反捻繩兩種，順捻繩一般用于拖拉或牽引裝置；反捻繩多用于吊裝工作。

2．吊具

在構件安裝過程中，常要使用一些吊裝工具，如吊索、卡環、鋼絲繩卡扣、橫吊梁等。

1)吊索

主要用來綁扎構件以便起吊，可分為環狀吊索(又稱萬能用索)和開式吊索(又稱輕便吊索或8被頭吊索)兩種，見圖7-1。

2)卡環

用于吊索與吊索或吊索與構件吊環之間的連接。它由彎環和銷子兩部分組成，按銷子與彎環的連接形式分為卡環和柱綁扎，見圖7-2。圖7-2卡環及柱綁扎活絡卡環的銷子端頭和彎環孔眼無螺紋，可直接抽出，常用于柱的吊裝。它的優點是在柱就位后，在地面用系在銷子尾部的繩子將銷子拉出，解開吊索，避免了高空作業。

3)鋼絲繩卡扣

鋼絲繩卡扣用來連接兩根鋼絲繩，一般常用夾頭固定法。通常用的鋼絲繩夾頭，有騎馬式、壓板式和拳握式三種，其中騎馬式(見圖7-3)連接力最強，應用也最廣，壓板式其次，拳握式由于沒有底座，容易損壞鋼絲繩，連接力也差，因此，只用于次要的地方。

4)吊鉤

吊鉤有單鉤和雙鉤兩種。在吊裝施工中常用的是單鉤(見圖7-4)，雙鉤多用于橋式和塔式起重機上。

5)橫吊梁

橫吊梁又稱鐵扁擔，見圖7-5(a)。在吊裝構件時，吊索與水平面的夾角越小，吊索受力越大。吊索受力越大，則其水平分力也就越大，對構件的軸向壓力也就越大。當吊裝水平長度大的構件時，為使構件的軸向壓力不致過大，吊索與水平面的夾角應不小于45°。但是吊索要占用較大的空間高度，增加了對起重設備起重高度的要求，降低了起重設備的使用價值。為了提高機械的利用程度，必須縮小吊索與水平面的夾角，因此而加大的軸向壓力，由一金屬支桿來代替構件承受，這一金屬支桿就是所謂的橫吊梁(又稱鐵扁擔)。

橫吊梁的作用有兩個：一是減少吊索高度；二是減少吊索對構件的橫向壓力。

橫吊梁常用形式有鋼板橫吊梁和鋼管橫吊梁。柱吊裝采用直吊法時，常用鋼板橫吊梁，使柱保持垂直；吊屋架時，常用鋼管橫吊梁，可減小索具高度。圖7-3鋼絲繩卡扣圖7-4吊鉤

圖7-5橫吊梁和滑車

3．滑車和滑車組

滑車(見圖7-5(b))是由滑輪做成，滑車組是由一定數量的定滑輪和動滑輪及繞過它們的繩索(鋼絲繩)組成的簡單起重工具，它既省力又能改變力的方向，主要用在桅桿式起重機上，用卷揚機通過滑車吊裝重大構件。

4．倒鏈

倒鏈又稱手拉葫蘆(見圖7-6)，可用來吊起較輕構件，如配合吊裝時移動構件等，亦可用它拉緊桅桿的纜風繩，及運輸中拉緊捆綁構件的繩索。其起重量一般常用3t及5t，大的可達10t、20t?，F場使用時搭三腳架，在架中心下懸鋼絲繩掛吊倒鏈，倒鏈的另一鉤吊重物。圖7-6倒鏈

5．卷揚機

卷揚機是配合桅桿吊的起重機具，在建筑施工中常用的電動卷揚機有快速和慢速兩種?？焖匐妱泳頁P機(JJK型)主要用于垂直、水平運輸和打樁作業，慢速電動卷揚機(JJM型)主要用于結構吊裝、鋼筋冷拉和預應力鋼筋張拉作業。常用的電動卷揚機的牽引能力一般為1～10?t(10～100kN)。

使用卷揚機時一定要選好位置，在吊裝過程中不能移動。因為它需要用地錨等錨固方法固定住，才能平衡起吊構件的重量，以防止在工作時產生滑移或傾覆。

6．地錨

地錨是拉住卷揚機、纜風繩等的一種固定物件的裝置。簡單的地錨將木樁、鐵棍樁打入土中，拴住鋼絲繩拖住物件，見圖7-7。還有水平地錨，幾根圓木、鋼管、型鋼用鋼絲繩捆綁后，橫放在挖開的坑中，一根鋼絲繩引出地面，坑用土及石子回填夯實。水平方向需用的圓木量，應根據固定物件需用多少拉力拉住而定。當需要很大拉力時，一般還應在水平方向圓木前，放置豎向圓木或鋼管，以阻止圓木向前滑移，放置豎向圓木后可使土的接觸面增大，從而加大橫向抗拉能力。

圖7-7卷揚機的固定拉錨示意7.1.2起重機械

在結構安裝工程中，常用的起重機械主要有桅桿式起重機、自行式起重機以及塔式起重機。

1．桅桿式起重機

桅桿式起重機是由桅桿、轉盤、底座、吊桿、起伏吊桿的滑車組、起重的滑車組和拉住桅桿的纜風鋼絲繩組成。桅桿和吊桿起重量在10t左右的，可用無縫鋼管做成。大多用角鋼組成的格構式截面作桅桿及吊桿，起重量最大的可達60t左右。桅桿及吊桿高度可根據建筑物高度組裝，最高的可達80m左右。在建筑工程中常用的桅桿式起重機有：獨腳拔桿(見圖7-8)、懸臂拔桿(見圖7-9)、人字拔桿(見圖7-10)和牽纜式桅桿(見圖7-11)等。

圖7-8獨腳拔桿

圖7-9懸臂拔桿

圖7-10人字拔桿

圖7-11牽纜式拔桿桅桿式起重機具有制作簡單、裝拆方便、起重量大的特點，搭設時需設較多的纜風繩，移動較困難，靈活性也較差，所以桅桿式起重機一般多用于缺乏其他起重機械或安裝工程量比較集中而構件又較重的工程。一般情況下用電源作動力，無電源時，可用人工絞盤。圖7-12履帶式起重機

2．自行式起重機

自行式起重機是可以自己行走的起重機，按其行走方式不同可分為履帶式起重機、汽車式起重機、輪胎式起重機。

1)履帶式起重機

履帶式起重機是由行走裝置、回轉機構、機身及起重臂等部分組成，見圖7-12。行走裝置為鏈式履帶，以減少對地面的壓力?；剞D機構為裝在底盤上的轉盤，使機身可回轉360°。機身內部有動力裝置、卷揚機及操縱系統。履帶式起重機的特點是操縱靈活，本身能回轉360°，在平坦堅實的地面上能負荷行駛。由于履帶的作用，不僅可在松軟、泥濘的地面上作業，還可以在崎嶇不平的場地行駛。目前，在裝配式結構施工中，特別是單層工業廠房結構安裝中，履帶式起重機得到了廣泛的應用。

履帶式起重機的缺點是穩定性較差，不能超負荷吊裝，行駛速度慢且履帶易損壞路面。因此，其轉移時多用平板拖車裝運。目前，在結構安裝工程中常用的國產履帶式起重機，主要有以下幾種型號：W1-50、W1-100、W1-200、西北78D等。此外，還有一些進口機型。

W1-50型的最大起重量為100kN，采用液壓杠桿聯合操縱，吊桿可接長到18m。這種起重機車身小、自重輕、速度快，可在較狹窄的場地工作，適用于吊裝跨度在18m以下、安裝高度在10m左右的小型廠房和做一些輔助工作，如裝卸構件等。

W1-100型的最大起重量為150kN，采用液壓操縱。與W1-50型相比，這種起重機車身較大，速度較慢，但由于有較大的起重量和接長的起重臂，適用于吊裝跨度在18～24m的廠房。

W1-200型的最大起重量為500kN，主要機構由液壓操縱，輔助機械用杠桿和電氣操縱，吊桿可接長到40m。這種起重機車身特別大，適用于大型工業廠房安裝。圖7-13汽車式起重機

2)汽車式起重機

汽車式起重機是把起重機構安裝在普通載重汽車或專用汽車底盤上的一種自行式起重機，見圖7-13。起重臂的構造形式有桁架臂和伸縮臂兩種，其行駛的駕駛室與起重操縱室是分開的。圖7-14輪胎式起重機汽車式起重機的優點是行駛速度快、轉移迅速、對路面破壞性小。因此，特別適用于流動性大、經常變換地點的作業。其缺點是安裝作業時穩定性差。為增加其穩定性，設有可伸縮的支腿，起重時支腿落地。這種起重機不能負荷行駛，由于機身長，行駛時的轉彎半徑較大。

3)輪胎式起重機

輪胎式起重機是把起重機構安裝在加重型輪胎和輪軸組成的特制底盤上的一種全回轉式起重機，其上部構造與履帶式起重機基本相同，見圖7-14。為了保證安裝作業時機身的穩定性，起重機設有四個可伸縮的支腿，在平坦地面上可不用支腿進行小起重量吊裝及吊物低速行駛。

與汽車式起重機相比，其優點有：輪距較寬、穩定性好、車身短、轉彎半徑小，可在360°范圍內工作。

其缺點是：行駛時對路面要求較高，行駛速度較汽車式慢，不適于在松軟泥濘的地面上工作。

3．塔式起重機

塔式起重機具有豎直的塔身，其起置臂安裝在塔身頂部與塔身組成“Г”形，使塔式起重機具有較大的工作空間，廣泛應用于多層及高層建筑工程施工中。

塔式起重機種類繁多，常用的類型有附著式塔式起重機和爬升式塔式起重機。

1)附著式塔式起重機

附著式塔式起重機是固定在建筑物近旁混凝土基礎上的起重機械，它可借助頂升系統隨著建筑施工進度而自行向上接高。為了減小塔身的計算長度，規定每隔20m左右將塔身與建筑物用錨固裝置聯結起來。這種塔式起重機宜用于高層建筑施工。

2)爬升式塔式起重機

爬升式塔式起重機安裝在高層建筑的結構部位，每吊裝1～2層樓的構件后，向上爬升一次。這類起重機主要用于高層建筑結構安裝。其特點是機身體積小、重量輕、安裝簡單，適于現場狹窄的高層建筑結構安裝。

4．起重機的參數

起重機主要技術性能包括三個參數：起重量Q、起重半徑R及起重高度H。

其中，起重量Q指起重機安全工作所允許的最大起重重物的質量，起重半徑R指起重機回轉軸線至吊鉤中心的水平距離，起重高度H指起重吊鉤中心至停機地面的垂直距離。

起重量Q、起重半徑R、起重高度H這三個參數之間存在相互制約的關系，其數值的變化取決于起重臂的長度及其仰角的大小變化。每一種型號的起重機都有幾種臂長，當臂長L一定時，隨起重臂仰角α的增大，起重量Q和起重高度H增大，而起重半徑R減小。當起重臂仰角α一定時，隨著起重臂長L增加，起重半徑R及起重高度H增加，而起重量Q減小。

裝配式單層廠房的結構構件有：柱、吊車梁、連系梁、屋架、天窗架、屋面板等。

預制構件的吊裝程序一般為綁扎、起吊、對位、臨時固定、校正及最后固定等工序?，F場預制的構件有些還需要翻身扶正后，再進行吊裝。7.2構件的吊裝方法7.2.1柱的吊裝

單層工業廠房鋼筋混凝土柱一般均為現場預制，其截面形式有矩形、工字形、雙肢形等。當混凝土的強度達到75%的混凝土強度標準值以上時方可吊裝。

柱的吊裝方法，按柱起吊后柱身是否垂直，可分為直吊法和斜吊法；按柱在吊升過程中柱身運動的特點，可分為旋轉法和滑行法。

1．柱的綁扎

綁扎柱用的吊具有鐵扁擔、吊索、卡環等。為了在高空中脫鉤方便，盡量采用活絡式卡環。為避免起吊時吊索磨損構件表面，要在吊索與構件之間墊上麻袋或木板。

柱在現場預制時，一般用混凝土底模平臥(大面向上)生產。在支模、澆混凝土前，就要確定綁扎方法，在綁扎點預埋吊環、預留孔洞或底模懸空，以便綁扎時能穿鋼絲繩。柱的綁扎點數目和位置應視柱的外形、長度、配筋和起重機性能確定：中、小型柱(重13?t以下)，可以綁扎一點；重型柱或配筋少而細長的柱(如抗風柱)，為防止起吊過程中柱身斷裂，需綁扎兩點。綁扎點位置應使兩根吊索的合力作用線高于柱子中心，這樣才能保證柱起吊后自行回轉直立狀態。

一點綁扎時，綁扎位置常選在牛腿下100～200mm處。工字形截面和雙肢柱，綁扎點應選在實心處(工字形柱的矩形截面處和雙肢柱的平腹桿處)，否則，應在綁扎位置用方木墊平。常用的綁扎方法有：

(1)一點綁扎斜吊法。

當柱的寬面抗彎能力滿足吊裝要求時，可采用一點綁扎斜吊法，見圖7-15、圖7-16。

這種方法的優點是：直接把柱在平臥的狀態下從底模上吊起，不需翻身，也不用鐵扁擔；柱身起吊后呈傾斜狀態，吊索在柱寬面的一側，起重鉤可低于柱頂。當柱身較長，起重桿長度不足時，可用此法綁扎。但因柱身傾斜，就位時對正比較困難。

圖7-15一點綁扎斜吊法

圖7-16一點綁扎斜吊法施工圖圖7-17一點綁扎直吊法

(2)一點綁扎直吊法。

當柱平放起吊的抗彎強度不足時，需將柱翻身，然后起吊，這種方法叫直吊法。采用這種方法，柱吊起后呈豎直狀態，見圖7-17。

其優點是：柱翻身后剛度大，抗彎能力強；起吊后柱與基礎杯底垂直，容易對位。但采用這種綁扎起吊方法，柱要預先翻身。

直吊法一般應用橫吊梁，起重機吊鉤超過柱頂，需要的起重高度比斜吊法大，起重臂要比斜吊法長。

2．柱的起吊

柱的吊裝方法，視柱重量、長度、起重機性能和現場施工條件而定。重型柱有時可采用兩臺起重機抬吊。采用單機吊裝時，有單機吊裝旋轉法和單機吊裝滑行法。

1)單機吊裝旋轉法

起重機一邊升鉤，一邊旋轉，柱繞柱腳旋轉而逐漸吊起的方法叫旋轉法(見圖7-18(a))。

其要點有二：一是保持柱腳位置不動，并使吊點、柱腳和杯口中心在同一圓弧上；二是圓弧半徑即為起重機起重半徑。旋轉法吊裝柱時，柱的平面布置要做到綁扎點、柱腳中心與柱基礎杯口中心三點同弧。

在以吊柱時起重半徑R為半徑的圓弧上，柱腳靠近基礎。這樣，起吊時起重半徑不變，起重臂邊升鉤，邊回轉。柱在直立前，柱腳不動，柱頂隨起重機回轉及吊鉤上升而逐漸上升，使柱在柱腳位置豎直。然后，把柱吊離地面約20～30?cm，回轉起重臂把柱吊至杯口上方，插入杯口。采用旋轉法吊裝柱時，起重臂仰角不變，起重機位置也不變，僅一面旋轉起重臂，一面上升吊鉤，柱腳的位置在旋轉過程中是不移動的，柱受振動小，生產效率高，同時對起重機的機動性要求較高，柱布置時占地面積較大。此種方法適用于中小型柱的吊裝。

2)單機吊裝滑行法

起重機只升鉤，不旋轉，柱子沿地面滑行而逐漸吊起的方法叫滑行法(見圖7-18(b))。

(a)旋轉法(b)滑行法

1—柱子；2—托木；3—滾筒；4—滑行道

圖7-18柱子的滑移吊裝采用滑行法吊裝柱時，柱的平面布置要做到綁扎點、基礎杯口中心二點同弧。

在以起重半徑R為半徑的圓弧上，綁扎點靠近基礎杯口。這樣，在柱起吊時，起重臂不動，起重鉤上升，柱頂上升，柱腳沿地面向基礎滑行，直至柱豎直。然后，起重臂旋轉，將柱吊至柱基礎杯口上方，插入杯口。滑行法吊裝柱特點：在滑行過程中，柱受振動大，但對起重機的機動性要求較低(起重機只升鉤，起重臂不旋轉)。當采用獨腳拔桿、人字拔桿吊裝柱或不能采用旋轉法時，常采用此法。這種起吊方法，因柱腳滑行時柱受振動，起吊前應對柱腳采取保護措施。為了減少滑行阻力，可在柱腳下面設置托木滾筒。圖7-19柱的對位與臨時固定

3．柱的對位與臨時固定

柱插入杯口后，應使柱身大體垂直。在柱腳離杯底30～50mm時，停止吊鉤下降，開始對位。對位時，先在柱基礎四邊各放兩塊楔塊(共八塊)，并用撬棍撥動柱腳，使柱的吊裝準線對準杯口頂面的吊裝準線。

對位后，將8只楔塊略加打緊，放松吊鉤，讓柱靠自重沉至杯底。觀察吊裝中心線對準的情況，若已符合要求，立即用大鐵錘將楔塊打緊，將柱臨時固定。柱臨時固定后，起重機即可完全放鉤，拆除綁扎索具，將其移去吊裝下一根柱。臨時固定的楔塊，可用硬木制作，也可用鋼板焊成。鋼楔可以多次重復使用，且易拔出，一般做成兩種規格，相互配合使用，如圖7-19所示。

當柱基礎的杯口深度與柱長之比小于1/20，或柱具有較大牛腿時，僅靠柱腳處的楔塊不能保證臨時固定的穩定，這時則應采取增設纜風繩或加斜撐等措施來加強柱臨時固定的穩定，即可將柱穩定地臨時固定在基礎上。圖7-20柱的校正

4．柱的校正

柱吊裝以后要做平面位置、標高及垂直度等三項內容的校正。但柱的平面位置在柱的對位時已校正好，而柱的標高在柱基礎杯底抄平時已控制在允許范圍內，故柱吊裝后主要是校正垂直度。

柱垂直度的校正方法主要是用兩臺經緯儀從柱相鄰兩邊檢查柱吊裝準線的垂直度。當柱垂直偏差較小時，可用打緊或放松楔塊的方法或用鋼釬來糾正；偏差較大時，可用螺旋千斤頂或平頂、鋼管支撐斜頂等方法糾正，見圖7-20。

5．柱的最后固定

柱采用澆灌細石混凝土的方法最后固定，見圖7-21。

圖7-21柱的最后固定為防止柱在校正后被大風或楔塊變形使柱產生新偏差，灌縫工作應在校正后立即進行。灌縫時，應將柱底雜物清理干凈，并要灑水濕潤。在澆灌混凝土和振搗時不得碰撞柱或楔塊。澆灌混凝土之前，應先澆灌一層砂漿使其填滿空隙，然后澆灌細石混凝土，但要分兩次進行，第一次澆灌至楔塊底部，待混凝土強度達到25%后，拔去楔塊，再灌滿混凝土。

第一次灌筑后，柱可能會出現新的偏差，其原因可能是振搗混凝土時碰動了楔塊，或者兩面相對的木楔塊因受潮程度不同，膨脹變形不一產生的，故在第二次灌筑前，必須對柱的垂直度進行復查，如超過允許偏差，應予調整。7.2.2吊車梁的吊裝

由于吊車梁的高度小、長度小，一般采用平吊法，即吊裝時的狀態與使用時工作狀態一致。吊車梁、屋架吊裝一般都是采用平吊法。不用進行吊車梁的臨時固定，只需做校正和最后固定工作。

吊車梁的吊裝必須在柱杯口二次灌注混凝土的強度達到70%設計強度后進行。

1．吊車梁的綁扎、起吊、就位、臨時固定

圖7-22吊車梁的吊裝吊車梁吊起后應基本保持水平，因此其綁扎點應對稱地設在梁的兩側，吊鉤應對準梁的重心。在梁的兩端應綁扎溜繩以控制梁的轉動，避免懸空時碰撞柱。

吊車梁對位時應緩慢降鉤，使吊車梁端與柱牛腿面的橫軸線對準，見圖7-22。在對位過程中不宜用撬棍順縱軸線方向撬動吊車梁，因為柱順軸線方向的剛度較差，撬動后會使柱頂產生偏移。

在吊車梁安裝過程中，應用經緯儀或線垂校正柱的垂直度，若產生了豎向偏移，應將吊車梁吊起重新進行對位，以消除柱的豎向偏移。吊車梁本身的穩定性較好，一般對位后，無需采取臨時固定措施，起重機即可松鉤移走。當梁高與底寬之比大于4時，可用8號鐵絲將梁捆在柱上，以防傾倒。

2．吊車梁的校正、最后固定

吊車粱吊裝后，需校正標高、平面位置和垂直度。吊車梁的標高在進行杯形基礎杯底抄平時，已對牛腿面至柱腳的高度做過測量和調整，固此誤差不會太大，如存在少許誤差，也可待安裝軌道時，在吊車梁面上抹一層砂漿找平層加以調整。

吊車梁的平面位置和垂直度可在屋蓋吊裝前校正，也可在屋蓋吊裝后校正。但較重的吊車梁，由于摘鉤后校正困難，則可邊吊邊校。

吊車梁的校正可采用平移軸線法(見圖7-23)及通線法(見圖7-24)。吊車梁校正之后，應立即按設計圖紙用電焊作最后固定，并在吊車梁與柱的空隙處，澆筑細石混凝土。

圖7-23平移軸線法校正吊車梁

圖7-24通線法校正吊車梁7.2.3屋架的吊裝

中小型單層工業廠房屋架的跨度為12～24m，重量約30～100kN，鋼筋混凝土屋架一般在施工現場平臥疊澆預制。

在屋架吊裝前，先要將屋架扶直(或稱翻身、起扳)，所謂扶直，就是把屋架由平臥狀態變為直立狀態，然后將屋架吊運到預定地點就位(排放)。

1．屋架的扶直與就位

鋼筋混凝土屋架的側向剛度較差，扶直時由于自重影響，改變了桿件的重力性質，特別是上弦桿極易扭曲，造成屋架扭傷，因此，在屋架扶直時必須采取一定措施，嚴格遵守操作要求，才能保證安全施工。

1)屋架扶直方法

屋架扶直時，由于起重機與屋架的相對位置不同，可分為正向扶直和反向扶直。

(1)正向扶直。

起重機位于屋架下弦一邊，首先以吊鉤對準屋架中心，收緊吊鉤，然后略略起臂使屋架脫模。接著起重機升鉤并起臂，使屋架以下弦為軸，緩緩轉為直立狀態，見圖7-25、圖7-26。

圖7-25屋架正向扶直

圖7-26屋架正向扶直

(2)反向扶直。

起重機位于屋架上弦一邊，首先以吊鉤對準屋架中心，收緊吊鉤。接著起重機升鉤并降臂，使屋架以下弦為軸緩緩轉為直立狀態，見圖7-27。

正向扶直與反向扶直最主要的不同點是在扶直過程中，一個為升臂，一個為降臂。升臂比降臂易于操作且較安全，故應盡可能采用正向扶直。

圖7-27屋架反向扶直

2)屋架就位

屋架扶直后，應立即進行就位。

屋架就位的位置與屋架安裝方法和起重機械性能有關。其原則是應少占場地、便于吊裝，且應考慮到屋架的安裝順序、兩端朝向等問題。一般靠柱邊斜放或以3～5榀為一組，平行柱邊就位，見圖7-28。

屋架就位后，應用8號鐵絲、支撐等與已安裝的柱或已就位的屋架相互拉牢撐緊，以保持穩定。

圖7-28屋架就位

2．屋架的綁扎

屋架的綁扎點應選在上弦節點處或附近500mm區域內，左右對稱，并高于屋架重心，使屋架起吊后基本保持水平，不晃動、不傾翻(見圖7-29)。

(a)跨度≤18?m時(b)跨度＞18?m時

(c)跨度≥30?m時(d)三角形組合屋架圖7-29屋架的綁扎屋架吊點的數目及位置，與屋架的形式和跨度有關，一般由設計確定。綁扎時吊索與水平線的夾角不宜小于45°，以免屋架承受過大的橫向壓力。當夾角小于45°時，為了減少屋架的起吊高度及所受的橫向力，可采用橫吊梁。

一般說來，屋架跨度小于或等于18m時綁扎兩點；當跨度大于18m時需綁扎4點；當跨度大于30m時，應考慮采用橫吊梁，以減小綁扎高度。

對三角組合屋架等剛性較差的屋架，下弦不能承受壓力，故綁扎時也應采用橫吊梁。

3．屋架的吊升、對位和臨時固定

屋架吊升是先將屋架吊離地面約300mm，并將屋架轉運至吊裝位置下方，然后再起鉤，將屋架提升超過柱頂約300mm，最后利用屋架端頭的溜繩，將屋架調整對準柱頭，并緩緩降至柱頭，用撬棍配合進行對位，見圖7-30。

圖7-30屋架的吊裝屋架對位應以建筑物的定位軸線為準，因此，在屋架吊裝前，應當用經緯儀或其他工具在柱頂放出建筑物的定位軸線。如柱頂截面中線與定位軸線偏差過大時，可逐漸調整糾正。

屋架對位后，立即進行臨時固定，臨時固定穩妥后，起重機才可摘鉤離去。

第一榀屋架的臨時固定必須十分可靠，因為這時它只是單片結構，而且第二榀屋架的臨時固定還要以第一榀屋架作支撐。第一榀屋架的臨時固定通常是用4根纜風繩從兩邊將屋架拉牢，也可將屋架與抗風柱連接作為臨時固定。

第二榀屋架的臨時固定是用工具式支撐撐牢在第一榀屋架上，以后各榀屋架的臨時固定，也都是用工具式支撐撐牢在前一榀屋架上，見圖7-31。

圖7-31工具式支撐

4．屋架的校正與最后固定

屋架的豎向偏差可用垂球或經緯儀檢查，見圖7-32。屋架校正垂直后，立即用電焊固定。焊接時，先焊接屋架兩端成對角線的兩側邊，再焊另外兩邊，避免兩端同側施焊影響屋架的垂直度。

圖7-32屋架的臨時固定與校正7.2.4天窗架與屋面板的吊裝

天窗架可以單獨吊裝，也可以在地面上先與屋架拼裝成整體后同時吊裝。后者雖然減少了高空作業，但對起重機的起重量及起重高度要求較高。天窗架單獨吊裝時，應在天窗架兩側的屋面板吊裝后進行，其吊裝過程與屋架基本相同，見圖7-33。

屋面板一般埋有吊環，用帶鉤的吊索鉤住吊環即可吊裝，根據屋面板平面的尺寸大小，吊環的數目為4～6個，見圖7-34、圖7-35。屋面板的吊裝次序應自兩邊檐口左右對稱地逐塊吊向屋脊，避免屋架承受半邊荷載。屋面板對位后，立即進行電焊固定，一般情況下每塊屋面板可焊3點。

圖7-33天窗架吊裝

圖7-34屋面板的吊裝

圖7-35屋面板吊裝

單層工業廠房大多采用裝配式鋼筋混凝土結構(重型廠房采用鋼結構)，其主要承重構件除基礎為現澆構件外，其他構件(柱、吊車梁、基礎梁、屋架、天窗架、屋面板等)均為預制構件。根據構件尺寸和重量及運輸構件的能力，預制構件中較大型的一般在施工現場就地制作；中小型的多集中在工廠制作，然后運送到現場安裝。

單層工業房的構造組成見圖7-36。7.3單層工業廠房吊裝方案

圖7-36單層工業廠房構造組成確定施工方案時應根據廠房的結構形式、跨度、構件的重量及安裝高度、吊裝工程量及工期要求，并考慮現有起重設備條件等因素綜合研究決定。

在擬定結構吊裝方案時，應著重解決起重機的選擇、結構吊裝方法、起重機開行路線與構件平面布置等問題。7.3.1起重機的選擇

起重機的選擇包括：選擇起重機的類型、型號和數量。起重機的選擇要根據施工現場的條件及現有起重設備條件，以及結構吊裝方法確定。

1．起重機類型的選擇

起重機的類型主要根據廠房的結構特點、跨度、構件重量、吊裝高度來確定。一般中小型廠房跨度不大，構件的重量及安裝高度也不大，可采用履帶式起重機、輪胎式起重機或汽車式起重機，其中以履帶式起重機應用最普遍。缺乏上述起重設備時，可采用桅桿式起重機(獨腳拔桿、人字拔桿等)。重型廠房跨度大、構件重、安裝高度大，根據結構特點可選用大型的履帶式起重機、輪胎式起重機、重型汽車式起重機以及重型塔式起重機或其他起重機與之配合使用等。

2．起重機型號及起重臂長度的選擇

起重機的類型確定之后，還需要進一步選擇起重機的型號及起重臂的長度。起重機的型號應根據吊裝構件的尺寸、重量及吊裝位置而定。在具體選用起重機型號時，應使所選起重機的三個工作參數：起重量Q、起重高度H和起重半徑R均滿足結構吊裝的要求。

1)起重量

選擇的起重機起重量，必須大于所安裝構件的重量與索具重量之和，即：

Q

≥

Q1?+?Q2式中：Q?——起重機的起重量(kN)；

Q1?——構件的重量(kN)；

Q2?——索具的重量(kN)。

圖7-37起重高度計算示意圖

2)起重高度

選擇的起重機起重高度，必須滿足所吊裝的構件的安裝高度要求，即：

H

≥

h1?+?h2?+?h3?+?h4

起重高度計算示意圖見圖7-37。

式中：H?——?起重機的起重高度(m)，從停機面算起至吊鉤中心；

h1?——?安裝支座表面高度(m)，從停機面算起；

h2?——?安裝間隙，視具體情況而定，但不小于0.2m；

h3?——?綁扎點至起吊后構件底面的距離(m)；

h4?——?索具高度(m)，自綁扎點至吊鉤中心的距離，視具體情況而定。

3)起重半徑

起重半徑的確定一般有兩種情況：第一種是起重機可以不受限制地開到吊裝位置附近去吊裝構件時，對起重半徑R沒有要求，根據計算的起重量Q及起重高度H，來選擇起重機的型號及起重臂長度L，根據Q、H查得相應的起重半徑R，即為起吊該構件時的起重半徑；第二種是起重機不能開到構件吊裝位置附近去吊裝構件時，就要根據實際情況確定起吊時的起重半徑R，并根據此時的起重量Q、起重高度H及起重半徑R來選擇起重機型號及起重臂長度。在吊裝屋面板時，起重臂要跨越已吊裝好的屋架上空去吊裝，此時還要考慮起重臂是否會與已吊好的屋架相碰，以此來選擇確定起吊裝屋面板時的最小臂長及相應的起重半徑，起重半徑計算示意圖見圖7-38。

圖7-38起重半徑計算示意圖最小臂長L可按下式計算：

式中：L?——起重臂最小臂長(m)；

h?——起重臂底鉸至構件吊裝支座(屋架上弦頂面)的高度(m)；

f?——起重鉤需跨過已吊裝結構的距離(m)；

g?——起重臂軸線與已吊裝屋架軸線間的水平距離(至少取1m)；

α?——起重臂仰角，可按下式計算：

則起重機的起重半徑7.3.2結構吊裝方法

單層工業廠房結構吊裝方法有分件吊裝法和綜合吊裝法。

1．分件吊裝法

分件吊裝法是在廠房結構吊裝時，起重機每開行一次僅吊裝一種或兩種構件。

例如：第一次開行吊裝柱，并進行校正和最后固定；第二次開行吊裝吊車梁、連系梁及柱間支撐；第三次開行時以節間為單位吊裝屋架、天窗架及屋面板等，見圖7-39、圖7-40。

圖7-39分件吊裝時的構件吊裝順序

圖7-40分件吊裝法采用分件吊裝法，起重機每次開行基本上吊裝一種或兩種構件，起重機可根據構件的重量及安裝高度來選擇，能充分發揮起重機的工作性能。而且在吊裝過程中索具更換次數少，工人操作熟練，吊裝進度快，起重機工作效率高。

采用這種吊裝方法還具有構件校正時間充分、構件供應及平面布置比較容易等特點。

因此，分件吊裝法是裝配式單層工業廠房結構安裝經常采用的方法。

2．綜合吊裝法

綜合吊裝法是在廠房結構安裝過程中，起重機只開行一次，以節間為單位安裝所有的結構構件。

這種吊裝方法具有起重機開行路線短、停機次數少的優點。但是由于綜合吊裝法要同時吊裝各種類型的構件，起重機的性能不能充分發揮；索具更換頻繁，影響生產率的提高；構件校正要配合構件吊裝工作進行，校正時間短，給校正工作帶來困難；構件的供應及平面布置也比較復雜。因此，在一般情況下，不宜采用這種吊裝方法，只有在輕型車間(結構構件重量相差不大)結構吊裝，或采用移動困難的起重機(如桅桿式起重機)吊裝，或工期緊張時才采用綜合吊裝法。7.3.3起重機開行路線及停機位置

起重機開行路線及構件的平面布置與結構的吊裝方法、構件尺寸及重量、構件的供應方式等因素有關。

當單層工業廠房面積比較大，或具有多跨結構時，為加速工程進度，可將建筑物劃分為若干區段，選用多臺起重機同時進行施工。每臺起重機可以獨立作業，負責完成一個區段的全部吊裝工作，也可以選用不同性能的起重機協同作業，有的專門吊裝柱，有的專門吊裝屋蓋結構，組織大流水施工。當建筑物具有多跨并列，且有縱橫跨時，可先吊裝各縱向跨，然后吊裝橫向跨，以保證在各縱向跨吊裝時起重機械、運輸車輛的暢通。當建筑物各縱向跨具有高低跨時，則應先吊裝高跨，然后逐步向兩邊低跨吊裝。

1．吊裝柱時起重機開行路線

吊裝柱時，視廠房的跨度大小、柱的尺寸、柱的重量及起重機性能，可沿跨中開行或跨邊開行，見圖7-41。

(1)當柱布置在跨內時，有以下四種情況：

①若R≥L/2時：

起重機可沿跨中開行，每個停機位置可吊裝2根柱；

起重機可沿跨中開行，每個停機位置可吊裝4根柱。

②若R＜L/2時：

起重機可沿跨邊開行，每個停機位置可吊裝1根柱；

起重機可沿跨邊開行，每個停機位置可吊裝2根柱。

(2)當柱布置在跨外時

起重機一般沿跨外開行，停機位置與跨邊開行類似。

圖7-41起重機吊裝柱時的開行路線及停機位置

2．吊裝吊車梁時起重機開行路線

吊裝吊車梁時，可在跨內沿跨邊開行，每個停機位置可吊裝一根吊車梁。

3．屋架扶直就位及吊裝屋蓋系統時起重機開行路線

屋架扶直就位時，起重機可按跨中開行，也可以稍微偏離一點。吊裝屋架及屋蓋系統時，起重機應沿跨中開行。

7.3.4構件平面布置與運輸堆放

構件的平面布置除考慮上述因素外，現場預制構件還要考慮其預制位置。一般柱的預制位置即為吊裝前就位的位置；屋架則要考慮預制階段及吊裝階段(扶直就位)構件的平面布置；吊車梁、屋面板等構件，要按其供應方式，確定其堆放位置。

1．預制階段柱的平面布置

一般用旋轉法吊柱時，柱斜向布置；用滑行法吊柱時，柱縱向布置。

1)柱的斜向布置

柱如用旋轉法起吊，可按三點共弧的作圖法確定其斜向布置的位置，見圖7-42。

圖7-42旋轉法吊裝柱斜向布置方法一(三點共弧)其步驟如下：

(1)確定起重機開行路線到柱基中線的距離a。

起重機開行路線到柱基中線的距離a與基坑大小、起重機的性能、構件的尺寸和重量有關。a的最大值不要超過起重機吊裝該柱時的最大起重半徑；a的最小值也不要取的過小，以免起重機太近基坑邊而致失穩。此外，還應注意檢查當起重機回轉時，其尾部不致與周圍構件或建筑物相碰。綜合考慮這些條件后，就可定出a值(Rmin＜a≤R)，并在圖上畫出起重機的開行路線。

(2)確定起重機的停機位置。

確定起重機的停機位置是以所吊裝柱的柱基中心M為圓心，以所選吊裝該柱的起重半徑R為半徑，畫弧交起重機開行路線于O點，則O點即為起重機的停機點位置。標定O點與橫軸線的距離為L。

(3)確定柱在地面上的預制位置。

按旋轉法吊裝柱的平面布置要求，使柱吊點、柱腳和柱基三者都在以停機點O為圓心、以起重機起重半徑R為半徑的圓弧上，且柱腳靠近基礎。據此，以停機點O為圓心，以吊裝該柱的起重半徑R為半徑畫弧，在靠近基礎杯口的弧上選一點K作為預制時柱腳的位置。又以K為圓心，以綁扎點至柱腳的距離為半徑畫弧，兩弧相交于S。再以KS為中心線畫出柱的外形尺寸，此即為柱的預制位置圖。標出柱頂、柱腳與柱列縱橫軸線的距離(A、B、C、D)，以其外形尺寸作為預制柱的支模的依據。

布置柱時還需注意牛腿的朝向問題，要使柱吊裝后，其牛腿的朝向符合設計要求。因此，當柱布置在跨內預制或就位時，牛腿應朝向起重機；若柱布置在跨外預制或就位時，則牛腿應背向起重機。在布置柱時有時由于場地限制或柱過長，很難做到三點共弧，則可安排兩點共弧，這又有兩種做法：

一種是將柱腳與柱基安排在起重機起重半徑R的圓弧上，將吊點放在起重機起重半徑R之外，見圖7-43。吊裝時先用較大的起重半徑R'

吊起柱子，并升起起重臂。當起重半徑由R'

變為R后，停升起重臂，再按旋轉法吊裝柱。

另一種是將吊點與柱基安排在起重半徑R的同一圓弧上，而柱腳可斜向任意方向，見圖7-44。吊裝時，柱可用旋轉法吊升，也可用滑行法吊升。

圖7-43旋轉法吊裝柱斜向布置方法二(吊點與柱基兩點共弧)

圖7-44旋轉法吊裝柱斜向布置方法三(柱腳與柱基兩點共弧)

2)柱的縱向布置

當柱采用滑行法吊裝時，可以縱向布置，見圖7-45。若柱長小于12m，為節約模板及施工場地，兩柱可以疊澆，排成一行；若柱長大于12m，則需排成兩行疊澆。起重機宜停在兩柱基的中間，每停機一次可吊裝2根柱子。柱的吊點應考慮安排在以起重半徑R為半徑的圓弧上。

圖7-45柱縱向布置柱疊澆時應注意采取隔離措施，防止兩柱粘結。上層柱由于不能綁扎，預制時要加設吊環。

2．預制階段屋架的平面布置

為節省施工場地，屋架一般安排在跨內平臥疊澆預制，每疊3～4榀。

屋架的布置方式有三種：斜向布置、正反斜向布置及正反縱向布置，見圖7-46、圖7-47。

圖7-46屋架布置方式

圖7-47屋架的縱向布置在上述三種布置形式中，應優先考慮采用斜向布置方式，因為它便于屋架的扶直就位。只有當場地受限制時，才考慮采用其他兩種形式。

若為預應力混凝土屋架，在屋架一端或兩端需留出抽管及穿筋所必需的長度。其預留長度：若屋架采用鋼管抽芯法預留孔道，當一端抽管時需留出的長度為屋架全長另加抽管時所需工作場地3?m；當兩端抽管時需留出的長度為二分之一屋架長度另加抽管時所需工作場地3m；若屋架采用膠管抽芯法預留孔道，則屋架兩端的預留長度可以適當減少。每兩垛屋架之間的間隙，可取1?m左右，以便支模板及澆筑混凝土用。屋架之間互相搭接的長度視場地大小及需要而定。

在布置屋架的預制位置時，還應考慮到屋架扶直就位要求及屋架扶直的先后次序，先扶直者放在上面(層)。對屋架兩端間的朝向也要注意，要符合屋架吊裝時對朝向的要求。對屋架上預埋鐵件的位置也要特別注意，不要搞錯，以免影響結構吊裝工作。

3．預制階段吊車梁的平面布置

當吊車梁安排在現場預制時，可靠近柱基順縱向軸線或略作傾斜布置，也可插在柱子的空檔中預制。如具有運輸條件，也可另行在場外集中布置預制。

4．吊裝階段構件的就位布置及運輸堆放

由于柱在預制階段即已按吊裝階段的就位要求進行布置，當預制柱的混凝土強度達到吊裝所需要求的強度后，即可先行吊裝，以便空出場地供布置其他構件，故吊裝階段的就位布置一般是指柱已吊裝完畢，其他構件如屋架的扶直就位、吊車梁和屋面板的運輸就位等。

1)屋架的扶直就位

屋架扶直后應立即進行就位。按就位的位置不同，可分為同側就位和異側就位兩種。同側就位時，屋架的預制位置與就位位置均在起重機開行路線的同一側。異側就位時，需將屋架由預制的一邊轉至起重機開行路線的另一邊就位。此時，屋架兩端的朝向已有變動。因此，在預制屋架時，對屋架就位的位置應事先加以考慮，以便確定屋架兩端的朝向及預埋件的位置等問題。

常用的屋架就位的方式有兩種：一種是靠柱邊斜向就位，另一種是靠柱邊成組縱向就位。

(1)屋架的斜向就位。

屋架斜向就位在吊裝時跑車不多，節省吊裝時間，但屋架支點過多，支墊木、加固支撐也多。屋架靠柱邊斜向就位可按下述作圖方法確定其就位位置：

①確定起重機吊裝屋架時的開行路線及停機位置。

起重機吊裝屋架時一般沿跨中開行，也可根據吊裝需要稍偏于跨度的一邊開行，在圖上畫出開行路線。然后以擬吊裝的某軸線(例如②軸線)的屋架中點M2為圓心，以所選擇吊裝屋架的起重半徑R為半徑畫弧交于開行路線于O2，O2即為吊②軸線屋架的停機位置。②確定屋架就位的范圍。

屋架一般靠柱邊就位，但屋架離開柱邊的凈距不小于200mm，并可利用柱作為屋架的臨時支撐，這樣，可定出屋架就位的外邊線P～P。另外，起重機在吊裝屋架及屋面板時需要回轉，若起重機尾部至回轉中心的距離為A，則在距起重機開行路線A?+?0.5m的范圍內也不宜布置屋架及其他構件，以此畫出虛線Q～Q，在P～P及Q～Q兩虛線的范圍內可布置屋架就位。但屋架就位寬度不一定需要這樣大，應根據實際需要定出屋架就位的寬度P～Q。③確定屋架的就位位置。

當根據需要定出屋架實際就位寬度P～Q后，在圖上畫出P～P與Q～Q的中線H～H，屋架就位后之中點均應在此H～H線上。因此，以吊②軸線屋架的停機點O2為圓心，以吊屋架的起重半徑R為半徑，畫弧交H～H線于G點，則G點即為②軸線屋架就位之中點。再以G點為圓心，以屋架跨度的一半為半徑，畫弧交P及Q兩虛線于E、F兩點，連E、F即為②軸線屋架就位的位置。其他屋架的就位位置均平行此屋架，端點相距6m(即柱距)。①軸線屋架由于已安裝了抗風柱，需要后退至②軸線屋架就位位置附近就位，如圖7-48所示。

圖7-48屋架斜向就位布置圖

(2)屋架的成組縱向就位。

縱向就位在就位時方便，支點用道木比斜向就位減少，但吊裝時部分屋架要負荷行駛一段距離，故吊裝費時，且要求道路平整。

屋架的成組縱向就位，一般以4～5榀為一組，靠柱邊順軸線縱向就位。屋架與柱之間、屋架與屋架之間的凈距不小于200mm，相互之間用鐵絲及支撐拉緊撐牢。每組屋架之間應留3m左右的間距作為橫向通道，應避免在已吊裝好的屋架下面去綁扎吊裝屋架，屋架起吊時應注意不要與已吊裝的屋架相碰。因此，布置屋架時，每組屋架的就位中心線可大致安排在該組屋架倒數第二榀吊裝軸線之后約2m處，如圖7-49所示。

圖7-49屋架縱向成組就位布置圖

2)吊車梁、連系梁、屋面板的運輸、堆放與就位

單層工業廠房除了柱和屋架一般在施工現場制作外，其他構件，如吊車梁、連系梁、屋面板等，均在預制廠或附近的露天預制場所制作，然后運至工地吊裝。

構件運至現場后，應按施工組織設計所規定的位置，按編號及構件吊裝順序進行就位或集中堆放。吊車梁、連系梁的就位位置，一般在其吊裝位置的柱列附近，跨內跨外均可，有時也可不用就位，而從運輸車輛上直接吊至牛腿上。屋面板的就位位置可布置在跨內或跨外，主要根據起重機吊裝屋面板時所需的起重半徑而定。當屋面板在跨內就位時，大約應向后退3～4個節間開始堆放；當屋面板在跨外就位時，應向后退1～2個節間開始堆放。

若吊車梁、屋面板等構件在吊裝時已集中堆放在吊裝現場附近，也可不用就位，而采用隨吊隨運的辦法。

7.4.1工程背景

某單層、單跨18m的工業廠房車間，柱距6m，共13個節間。車間平面布置圖見圖7-50，剖面圖見圖7-51，柱尺寸圖見圖7-52，吊車梁斷面見圖7-53，屋架尺寸圖見圖7-54，主要構件一覽表見表7-1。7.4單層工業廠房結構安裝模擬實訓

圖7-50車間平面布置圖

圖7-51車間剖面圖

圖7-52柱尺寸圖

圖7-53吊車梁斷面圖

圖7-54屋架尺寸圖表7-1主要構件一覽表7.4.2施工方案

1．工程概況

略。

2．起重機的選擇及工作參數計算

根據廠房基本概況及現有起重設備條件，初步選用W1-100型履帶式起重機進行結構吊裝。主要構件吊裝的參數計算如下。

圖7-55吊裝Z1、Z2起重高度計算簡圖

1)柱

柱采用一點綁扎斜吊法吊裝。

取索具重量為0.2t，則

柱Z1、Z2要求起重量：

Q?=?Q1?+?Q2?=?7.03?+?0.2?=?7.23?t

柱Z3要求起重量：

Q?=?Q1?+?Q2?=?5.8?+?0.2?=?6.0?t

取索具高度2.0m，則

柱Z1、Z2要求起升高度(計算簡圖見圖7-55)：

H?=?h1?+?h2?+?h3?+?h4=0?+?0.3+7.05?+?2.0?=?9.35?m

柱Z3要求起升高度：

H?=?h1?+?h2?+?h3?+?h4?

=?0?+?0.30?+?10.5?+?2.0?=?12.8?m

2)屋架

取索具重量為0.2t，則屋架要求起重量：

Q?=?Q1?+?Q2?=?4.95?+?0.2?=?5.15?t

屋架要求起升高度(計算簡圖見圖7-56)：

H?=?h1?+?h2?+?h3?+?h4?

=?(10.5?+?0.3)?+?0.3?+?1.14?+?6.0?=?18.24?m

圖7-56吊裝屋架起重高度計算簡圖

3)屋面板

按吊裝跨中屋面板計算，計算簡圖見圖7-57、圖7-58。

取索具重量為0.2t，則屋面板要求起重量：

Q?=?Q1?+?Q2?=?1.3?+?0.2?=?1.5?t

屋面板要求起升高度：

H?=?h1?+?h2?+?h3?+?h4