结构吊装方案及例题概要

土木工程施工
跨内布置时：
后退3—4个节
间开始堆放；
跨外布置时： 后退2—3个节 间开始堆放； 堆放位置均 应在起重半径R 范围之内。
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【例】
某车间为单层、单跨18m的工业厂房， 柱距 6m，共 13 个节间，主要承重结构采用 装配式钢筋砼工字形柱，预应力折线形屋 架， 1.5×6m 大型屋面板， T 形吊车梁。厂 房平面图、剖面图等如图所示：
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结构吊装方案
一般在结构吊装之前，应编制出结构吊装方案，吊装方案中 应着重解决和主要研究的问题有：
（1）吊装机械的选择； （2）结构吊装方法的制定； （3）起重机开行路线的确定； （4）构件的平面布置；（包括预制阶段与安装阶段的平面布置）
1、起重机的选择；
起重机的选择主要包括选择起重机的类型和型号。一般中小型 厂房多选择履带式等自行式起重机；当厂房的高度和跨度较大时， 可选择塔式起重机吊装屋盖结构；在缺乏自行式起重机或受到地形 的限制，自行式起重机难以到达的地方，可选择桅杆式起重机。
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（3）起重半径R（也称工作幅度）
起重半径的确定可以按三种情况考虑： ①当起重机可以不受限制地开到构件吊装位置附近吊 装构件时，对起重半径没有什么要求。 ②当起重机不能直接开到构件吊装位置附近去吊装构 件时，就需要根据起重量、起重高度、起重半径三个参 数，查阅起重机的性能表或性能曲线来选择起重机的型 号及起重臂的长度。 ③当起重机的起重臂需要跨过已安装好的结构构件去 吊装构件时，为了避免起重臂与已安装的结构构件相碰 ，则需求出起重机的最小臂长及相应的起重半径。此时 ，可用数解法或图解法来计算起重机的最小臂长。
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A.屋架的柱边斜向就位排放
作图步骤：
①确定起重机安装屋架时的开行路线及停机位置
首先在跨中画出起重机的开行路线，再选某轴线屋架 的中点（如②轴线）M2为圆心，以吊装屋架的起重半径R 为半径，画弧交于开行路线O2，O2即为吊装②轴线屋架的 停机点。 ②确定屋架的就位范围 屋架的柱边就位应距离柱外边缘净距≥200mm，由此定 出P—P线；起重机安装时需要回转，其回转中心至机尾部 的距离为A，根据A＋0.5m定出Q—Q线；再画出中线H—H线。
（5）列出“车间主要结构吊装工作参数表”
构件名称 吊装工作参数 柱Z1、Z2 Q (T) H R (m) (m) Q (T) 柱Z3 H R (m) (m) Q (T) 屋架 H (m) 屋面板 R Q H (m) (T) (m) 1.5 16.48 R (m)
计算所需工作 7.23 9.35 参数 23m起重臂工 作参数 8 20.5 6.5
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③确定屋架的就位排放位置。
土Байду номын сангаас工程施工
B.屋架的成组纵向就位排放
屋架成组纵向就位排放，一般以3～4榀为一组靠柱 边顺轴线纵向排放。 屋架与柱之间、屋架与屋架之间的净距离≥200mm， 相互之间用铁丝及支撑拉紧撑牢。 每组屋架之间应留3m左右间距作为横向通道。为避免 到已经安装好的屋架下方去绑扎和起吊屋架，以免发生碰 撞事故，就位时各组屋架的中心线可大致安排在该组屋架
倒数第二榀安装轴线之后约2m处。
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C.吊车梁及屋面板的运输、堆放与排放
单层工业厂房除了柱和屋架一般在施工现场制作 外，其他构件（如吊车梁、连系梁、屋面板等）均可 在预制厂或附近的露天预制场制作，然后运至施工现 场进行安装。
构件运输至现场后，应根据施工组织设计所规定的位 置，按编号及构件安装顺序进行排放或集中堆放。 吊车梁、连系梁——在靠近其安装位置的柱列附近堆 放，跨内跨外均可。 也可随吊随运，直接从车上起吊。 屋面板——每6—8块为一叠，靠近柱边堆放，可布置 在跨内或跨外。
(1)~(14) (A).(B) (A).(B)
柱Z1 柱Z2 柱Z3（抗风柱）
屋架YWJ18 -1 吊车梁 DL-8Z （端部）DL-8B 屋面板YWB
4 24 4
14 22 4 156 26
7.03 7.03 5.8
4.95 3.95 3.95 1.30 1.07
12.20 12.20 13.89
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选择起重机的依据：
①构件的最大重量 Qmax； ②构件的最大安装高度 Hmax；
③起重机起重性能与臂长L；④现有的起重设备条件。 要求：所选择的起重机其起重性能和起重臂长均能满足厂 房安装各个环节的需要。
（1）起重量Q ——起重机的起重量应满足下式要 求；
Q≥Q1＋Q2 (t)
Q1——安装构件的重量（t）； Q2——索具的重量，一般取0.2t；
17.70 5.95 5.95 5.97 5.97
-1.40 -1.40 -1.20
+10.80 +6.60 +6.60 +13.80 +11.40
(A).(B)
天沟板TGB
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一、列出“车间主要结构构件一览表” 二、起重机的选择及相应工作参数计算
根据厂房基本概况及现有起 重设备条件，初步选用W1-100型 履带式起重机进行结构吊装。主 要构件吊装的参数计算如下：
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（2）起重高度H ——起重
机的起重高度必须满足所吊件 的安装高度要求；
H≥h1＋h2 ＋h3 ＋h4 (m)
式中：h1——安装支座表面的高度，从停机面算起（m）； h2——安装的空隙，不小于0.3m； h3——绑扎点至所安装构件底面的距离（m）； h4——索具的高度，自绑扎点至吊钩中心的距离（m）；
（1
（采用斜吊法，一点绑扎） 柱 Z 1、 Z 2： 起重量： Q＝Q1＋Q2＝7.03＋0.2＝7.23 t 起重高度： H＝h1＋h2＋h3＋h4＝0＋0.3＋7.05＋2.0＝9.35 m
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柱Z3（抗风柱）
起重量：
Q＝Q1＋Q2＝5.8＋0.2＝6.0 t
起重高度： H＝h1＋h2＋h3＋h4 ＝0＋0.3＋11.5＋2.0＝13.8 m
14.5m时： 起重量：Q＝2.3t＞1.5t；起重高度：H＝
17.25m＞16.48m；所以选择W1-100型23m起重臂长符合吊
装跨中屋面板的要求。
（4）复核能否满足吊装跨边屋面板的要求
以选取的L=23m，α =55°为依据。
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根据以上各种吊装工作参数的计算，从W1-100型L=23m起重机性 能曲线表可以看出，所选起重机可以满足所有构件的吊装要求。
6.0 13.8
5.15 18.24
6.9 20.3 7.26 6.9
20.3 7.26 2.3 17.25 14.5
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采用的L和α 值，计算出起重半径R：
起重半径：
R F L cos
根据R值以及选定的臂长L值，查阅起重机性能曲线，复核起重量Q 及起重高度H，如能满足要求，即可根据R值确定起重机吊装屋面板时 的停机点。
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【举例】某单层工业厂房安装构件，已知：Q1＋Q2 ＝2t; h1＋h2 ＋h3 ＋h4 ＝16.5m;其中构件支座高度h1 ＝13.34m 现拟选用W1—100型履带式起重机进行安装，试确定该型号 起重机能否完成吊装任务？ 【解】查表：起重臂枢轴中心距地面的高度为E＝1.7m；枢 轴中心距回转中心的距离为F＝1.3m； 则：h＝h1－E＝13.34－1.7＝11.64m ； （1）起重机的仰角： arctg3 h arctg3 11 .64 arctg1.428 55 o f g 3 1 （2）起重机最小臂长：
Lmin h sin55
o

f g cos55 o
11 .64 3 1 21 .18 m 0.8192 0.5736
结合W1—100型履带式起重机的臂长情况，选用L＝23m臂长。
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W1-100型履带式起重机起重特性
R(m)
4.5 5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 臂长13m Q(t) 15.0 13.0 10.0 9.0 8.0 6.5 5.5 4.8 4.0 3.7 H(m) 11 11 11 10.9 10.8 10.4 9.6 2.2 7.8 6.5 臂长23m Q(t) H(m) 臂长27m Q(t) H(m) 臂长30m Q(t) H(m)
26 25.9 25.7 25.4 25 24.5 23.8
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（3）起重半径R： R＝F＋L·cosα ＝1.3m＋23·cos55°＝14.5m （4）复核相应的起重量和起重高度：
由R＝14.5m，查起重机性能表可得：
Q＝2.3t＞ Q1＋Q2 ＝2t ； H＝17.25m＞ h1＋h2＋h3＋h4 ＝16.5m；
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数解法
由图： L l1 l 2
h f g sin cos
为了求得最小臂长，可对上 式求导数：
dL h f g （ ） （ ） d sin cos -h cos （f g） sin 2 sin cos 2
令： dL
d
0
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则有：
h cos （f g） sin 2 sin cos 2
tg 3
h sin 3 3 tg 3 f g cos
h h arctg3 最后可得： f g f g
将已求得的起重臂仰角α代入原公式，即可求出所需的最小起重 臂长Lmin，据此选择适当的起重臂长，要求：L≥ Lmin。然后根据实际
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一、列出“车间主要结构构件一览表”
厂房轴线
(A).(B).(1).(14) (A).(B)
构件名称及编号
构件数量 构件质量 (t) 构件长度(m) 安装标高(m)
基础梁JL
连系梁LL
32
26
1.51
1.75
5.95
5.95 +6.60
(A).(B) (A).(B) (A/1).(B/2)
（2）屋架工作参数
（采用四点绑扎）
起重量： Q＝Q1＋Q2＝4.95＋0.2＝5.15 t 起重高度：H＝h1＋h2＋h3＋h4＝10.8＋0.3＋1.14＋6.0＝18.24 m
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（ 3）
吊装跨中屋面板时，起重量： Q＝Q1＋Q2＝1.3＋0.2＝1.5 t
吊装跨中屋面板时，起重高度： H ＝ h 1＋h 2＋h 3＋ h 4 ＝（10.8＋2.64）＋0.3＋0.24＋2.5＝16.48 m 起重机吊装跨中屋面板时，起重钩需伸过已吊装好的 屋架上弦中线 f =3m，且起重臂中心线与已安装好的屋架 中心线至少保持g＝1m的水平距离，因此，起重机的最小 起重臂长度及所需起重仰角α 为：
8.0 7.2 6.0 4.9 4.2 3.7 3.2 2.9 2.4 2.2 1.7
19 19 19 19 18.9 18.6 18.2 17.8 17.5 17 16
5.0 3.8 3.1 2.5 2.2 1.9 1.5 1.4
23 23 22.9 22.6 22.2 22 21.6 21
3.6 2.9 2.4 1.9 1.4 1.1 0.9
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arctg3
h （ 10 .8 2.64） - 1.7 3 arctg 55 .07 o f g 3 1
h f g 11.74 4 L 21 .34 m o o sin cos sin55.07 cos55 .07
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根据上述计算，选W1-100型履带式起重机吊装屋面板， 起重臂长L取23m，起重仰角α =55°，则实际起重半径为： R＝F＋L·cosα=1.3＋23×cos55°＝14.5（m） 查W1-100型23m起重臂的性能曲线或性能表知：R＝