高空吊装工法

高层建筑铰支座桅杆吊装作业施工工法

杭州市设备安装有限公司起重运输分公司朱贵宝

一、前言

目前，高层建筑越来越普遍，随着建筑物高度的上升，相应

的设备安装高度也同步上升，设备的体积和重量也相应提高，特别是建筑物高度超过100米，设备重量超过10吨的设备，要将设备安装在建筑物100米或100米以上位置，一般吊装机械就难以胜任，需采用特大型吊机进场作业，有时，建筑物周边都是地下室顶板，又限制了大型吊机的进场作业，在建筑物的屋顶设立铰支座桅杆吊装作业，通常能巧妙解决这一问题。

二、工法特点

2.1 可根据建筑物立柱、横梁、楼板面结构，设计相应的桅杆几何尺寸。

2.2 根据需吊装的设备重量，选择相应的无缝钢管的直径和壁厚。同时选择相应的起重机具。

2.3 对吊装作业场地无特别要求。

2.4 不受设备的吊装高度限制，通常建筑物越高，它的建筑物立柱横截面也相应增大，立柱承载力也随之增加，只要建筑结构有足够的支撑强度，就适应铰支座桅杆的吊装作业。

三、适用范围

3.1 高层建筑物立柱、横梁有相应的承载强度。

四、工艺原理

4.1 “铰支座桅杆吊装”采用卷扬机提供设备上升动力，卷扬机

收紧卷筒上的钢丝绳，吊装系统中的动滑车逐步上升，将吊装的设备提升到需要的高度。并可下降到需要的位置。

六、实施过程

6.1 从业主处取得吊装所需的建筑物结构设计图纸

6.2 确定铰支座桅杆吊装系统必须的吊装系统在建筑物立柱、横梁上的受力位置。

6.3.1 铰支座桅杆系统中铰支座的两个受力位置，

6.3.2 后背缆风绳四个受力位置，

6.3.3 牵引卷扬机的两个受力位置，

6.3.4 铰支座桅杆系统前缆风绳的两个受力位置。

铰支座桅杆的几何尺寸如图所示；

七、桅杆系统的组成

7.1 确定吊装设备的起吊重量kg ，外形尺寸mm 。

7.2 确定桅杆几何尺寸mm ，长度mm 。

7.3 桅杆无缝钢管的直径、壁厚，分几段法兰连接。

7.4 桅杆自身的重量。

7.5 无缝钢管的截面面积F —cm 2、惯性半径r —cm 、抗弯截面系数W —cm 3、桅杆的柔度λ—L/r ，桅杆的折减系数ϕ。

7.6 桅杆的设计吊装幅度b —m 。

7.7 桅杆的偏心矩e —cm 。

7.8 单根桅杆的实际吊装倾角(L arecon l L α=的投影长度）

。 7.9 确定滑车组规格H(t)×（轮数）D ，滑车组重量kg ，上定滑车组

配置单门导向滑车规格H(t)x1轮。

7.10 确定起吊钢丝绳规格φ直径mm、整根起吊钢丝绳长度m、整

根起吊钢丝绳重量。

7.11 铰支座的选用规格。

7.12 桅杆吊装铰支座基础钢架底座的型钢选用规格。

八、吊装系统的受力分析

8.1 求设备起吊对桅杆的负载P；

P=k1×k2×（Q+q1+q2）kg

桅杆的动载系数k1=1.1、高空吊装风载系数k2=1.1

Q—吊装设备重量kg，q1——吊装机具重量，q2—起吊钢丝绳重量。

8.2 求负载P对单根桅杆的轴向压力N1kg。

1

sin 2

P

Nα

=（kg）

8.3 求起吊钢丝绳牵引拉力对桅杆的轴向压力N2kg。

2P

N S

nη

==(S是从定滑车组出来的起吊钢丝绳牵引力) n—动滑车上的有效工作钢丝绳根数，

η—滑车组的效率系数。

8.4 求第一台卷扬机的牵引力S1。

S1=f n×S kg

N—牵引钢丝绳经过的导向滑车数量。

f—导向滑车的摩擦系数1.02。

根据卷扬机的牵引力大小，选用相应牵引吨位的卷扬机。

8.5 根据卷扬机工作牵引力的大小S1，选择起吊钢丝绳规格，按规

范机动卷扬机钢丝绳安全系数k=6，则牵引力的6倍，

选用的钢丝绳规格，抗拉强度1550MPa ，6×37+1、其破断拉力大于6×S 1kg 。满足使用要求，实际起吊钢丝绳安全系数k=选用的钢丝绳破断拉力÷S 1卷扬机牵引力=(倍数)。

8.6 选择导向滑车，根据牵引绳进出导向滑车的最小夹角β，求出导向轮所受进出钢丝绳拉力的合力B 。

B =kg

根据导向轮所受进出钢丝绳拉力的合力大小，选择满足要求的单门导向滑车。

8.7 求后背缆风绳拉力T 对桅杆的轴向压力。确定后背缆风绳的拉力方向与桅杆两铰支座转轴的轴心线垂直距离a ，根据系统力矩平衡方程0M ∑=，则；

/20T a P b G b ⨯-⨯+⨯=

/2P b G b T kg a

⨯+⨯= P —负载kg ， b —负载重力方向P 到铰支座转轴连线的垂直距离cm 。

G —桅杆的重量kg ，

b/2—桅杆重心重力方向到两铰支座转轴轴线的垂直距离cm

8.8 求后背缆风绳T 对单根桅杆的轴向压力N 3

31cos 2

T N α=⨯ （kg ）

1α—后背缆风绳拉力T 与桅杆的夹角。

根据后背缆风绳锚点个数，计算出每处锚点的拉力。利用建筑物立柱做锚点的，贴近立柱根部其许用拉力按下式计算；

拉力 F=bhf 1 （kg ）

B —立柱的宽度(cm)，h —立柱的截面长度(cm)

f 1—立柱混凝土的抗拉强度计算值，通常按C 25强度取值。 锚点的抗拉强度必须大于锚点所受拉力的2.5倍。

8.9 求桅杆自重对桅杆的轴向压力N 4，受力状态下的桅杆最危险截面在桅杆的中部，所以，计算桅杆自重作用在桅杆中部截面的轴向压力。

4sin 4

G N α=⨯ （kg ） 8.10 作用在每根桅杆中部截面上总的轴向压力；

1234N N N N N =+++ （kg ）

8.11 桅杆对底部的垂直压力；

sin z N N α= （kg ）

8.12 桅杆支腿水平向两侧外滑移的分力为；

cos sin Y N N αβ= （kg ）

8.13 桅杆支腿向后滑移的分力为；

cos cos X N N αβ= （kg ）

根据支腿向后滑移的分力，桅杆底座必须设置向前牵拉装置，其许用拉力大于2倍的桅杆向后滑移分力。

8.14 计算负载作用在桅杆中部截面上的弯矩；

11(sin )22p M s e α=+⨯ （kg cm ⋅）

8.15 计算桅杆自重作用在桅杆中部截面上的弯矩；

21cos 16M G L α=

⨯⨯⨯ （kg cm ⋅）