建筑施工手册2-12 吊装工程

12吊装工程 12.1吊装工程特点及基本要求

12.1.1吊装工程特点

吊装工程是施工结构装配式部分的主要工序。所谓结构的装配式部分，是指建筑物的某些构件在工厂或施工现场预制成各个单体构件或单元，然后利用起重机械按图纸要求在施工现场完成组装。与现浇钢筋混凝土结构施工方法相比，它具有设计标准化、构件定型化、生产工厂化、安装机械化的优点，是建筑业施工现代化的重要途径之一。

目前，超高层、大跨度钢结构的施工在我国比比皆是，吊装工程的突出特点可总结为：

(1) (2) (3)

为减少吊装次数，吊装构件朝大型化、单元化发展。

吊装构件受力复杂。在构件安放和起吊过程中，其受力的大小、性质不断改变，因而构件预制及拼装质量要求严格。构件制作的外观尺寸及吊装单元的拼装精度是否达到

须对构件在施工全过程中的承载力和变形进行验算，并采取相应的措施。 设计要求，将直接影响安装的效率。

12.1.2吊装基本要求

(1) (2)

必须编制吊装作业施工组织设计，并应充分考虑施工现场的环境、道路、架空电线等起重吊装操作人员必须身体健康，持证上岗，作业时应穿防滑鞋、戴安全帽，高处作

情况。作业前应进行技术交底；作业中，未经技术负责人批准，不得随意更改。 业应佩挂安全带，并应系挂可靠和严格遵守高挂低用的规定。

(3) 吊装作业区四周应设明显标志，严禁非操作人员入内，夜间施工须有足够照明。

(4) (5) (6) (7) (8)

绑扎所用的吊索、卡环、绳扣等的规格应按计算确定。起吊前，应对起重机钢丝绳及吊装大、重、新结构构件和采用新的吊装工艺时，应先进行试吊，确认无问题后，方高空吊装屋架、梁和斜吊法吊装柱时，应在构件两端绑扎溜绳，由操作人员控制构件构件吊装和翻身扶直时的吊点必须符合设计规定。异形构件或无设计规定时，应经计开始起吊时，应先将构件吊离地面200?300mm后停止起吊，并检査起重机的稳定性、

连接部位和索具设备进行检査。 可正式起吊。 的平衡和稳定。

算确定，并保证使构件起吊平稳。

制动装置的可靠性、构件的平衡性和绑扎的牢固性等，待确认无误后，方可继续 起吊。已吊起的构件不得长久停滞在空中。

(9)

起吊时不得忽快忽慢和突然制动。回转时动作应平稳，当回转未停稳前不得做反向动

作。

(10) 起吊过程中，在起重机行走、回转、俯仰吊臂、起落吊钩等动作前，起重司机应鸣声

示意。一次只宜进行一个动作，待前一动作结束后，再进行下一动作。

(11) 因故（天气、下班、停电等）对吊装中未形成空间稳定体系的部分，应采取有效的加

固措施。

(12) 对起吊物进行移动、吊升、停止、安装时的全过程应用旗语或通用手势信号进行指挥，

信号不明不得启动，上下相互协调联系应采用对讲机。

12. 2起重设备选择7S3

12.2起重设备选择

进行起重设备选择时，主要考虑以下几个因素： (1) (2) (3) (4) (5)

场地环境。要根据现场的施工条件，包括道路、邻近建筑物、障碍物等，来确定选择安装对象。要根据待安装对象的高度、半径和重量来确定起重设备。 起重性能。要根据起重机的主要技术参数确定起重设备的选型。 资源情况。要根据自有设备和市场的实际情况来选择起重设备。

经济效益。要根据工期、整体吊装方案等综合考虑经济效益来决定起重设备的类型和

起重设备的类型。

大小。

12. 2.1塔式起重机

1.塔式起重机的分类和特点

12. 2.1.1塔式起重机的选择原则

按架设方式、变幅方式、回转方式、起重量大小，塔式起重机可分为多种类型，其分类和相应的特点见表12-1。

塔式起重机的分类和特点 分类方法 类型 特点 表12-1 轨道行走式 底部设行走机构，可沿轨道两侧进行吊装，作业范围大，非生产时间少，并可替代履带式和汽车式等起重机。 需铺设专用轨道，路基工作量大、占用施工场地大 无行走机构，底座固定，能增加标准节，塔身可随施工进度逐渐提高。缺点是不能行走，作业半径较小，覆盖范围很有限 须将起重机固定，每隔16?36m设置一道锚固装置与建筑结构连接，保证塔身稳定性。其特点是可自行升高，起重高度大，占地面积小。 需增设附墙架，对建筑结构会产生附加力，必须进行相关验算并采取相应的施工措施 固定式 附着自升式 按架设方式 内爬式 特点是塔身长度不变，底座通过附墙架支承在建筑物内部（如电梯井等），借助爬升系统随着结构的升髙而升高，一般每隔1?3层爬升一次。 优点是节约大量塔身，体积小，既不需要铺设轨道，又不占用施工场地；缺点是对建筑物产生较大的附加力，附着所需的支承架及相应的预埋件有一定的用钢量；工程完成后，拆机下楼需要辅助起重设备 784 12 吊装工程

续表 分类方法 按变幅方式 类型 动臂式 特点 当塔式起重机运转受周围环境的限制，如邻近的建筑物、高压电线的影响以及群塔作业条件下，塔式起重机运转空间比较狭窄时，应尽量采用动臂塔式起重机，起重灵活性增强。 吊臂设计采用“杆”结构，相对于平臂“梁”结构稳定性更好。因此，常规大型动臂式塔式起重机起重能力都能够达到30?1001，有效解决了大起重能力的要求 平臂式 小车变幅式的起重小车在臂架下弦杆上移动，变幅就位快，可同时进行变幅、起吊、旋转三个作业。 由于臂架平直，与变幅形式相比，起重高度的利用范围受到限制 按回转方式 上回转式 回转机构位于塔身顶部.驾驶室位于回转台上部，司机视野广。 均采用液压顶升接高（自升）、平臂小车变幅装置。 通过更换辅助装置，可改成固定式、轧道行走式、附着自升式、内爬式等. 实现一机多用 下回转式 回转机构在塔身下部，塔身与起重臂同时旋转。 重心低，运转灵活.伸缩塔身可自行架设，采用整体搬运，转移方便 起重S 0. 5?3t 起重量3?5t 起重量15?40t 轻型 中型 重型 按起重量 2.塔式起重机的选型塔式起重机的选型见表12-2。

塔式起重机的选型 结构形式 普通建筑 常用塔式起重机类型 固定式 说明 表12-2 因不能行走，作业半径较小，故用于高度及跨度都不大的普通建筑施工 大跨度场馆 轨道行走式 因可行走，作业范围大，故常用于大跨度、体育场馆及长度较大的单层工业厂房的钢结构施工 高层建筑 附着自升式 因通过增加塔身标准节的方式可自行升高，故常用于高度在100m左右的高层建筑施工。 国内使用的附着自升式塔式起重机多采用平臂式设计 超髙层建筑 内爬式 常规的附着自升式塔式起重机，塔身最大高度只能达到200m左右。内爬式因塔身高度固定，依赖爬升框固定于结构，与结构交替上升。特别适用于施工现场狭窄的200m以上的超高层施工。 与附着自升式相比，内爬式不占用建筑外立面空间，使得幕墙等围护结构的施工不受干扰。 国内内爬式起重机多采用平臂式设计，国外产品多为动臂式 12. 2起重设备选择785

12.2.1.2塔式起重机相关计算

1.塔式起重机基础计算

塔式起重机的基础是保证起重机正常工作的前提，根据起重机类型不同，基础形式主要有：轨道基础（轨道行走式塔式起重机）、钢筋混凝土基础（固定式塔式起重机）、支撑架（附着自升式、内爬式塔式起重机)。安装前，需根据塔式起重机的作用特点设计计算。

固定式塔式起重机一般宜采用钢筋混凝土基础，其常用的形式有整体式（如X形整体式、整体式方块基础）、分离式（如双条块分离式、四块分离式）、灌注桩承台式等。表12-3为几种常用固定式混凝土基础特点及适用范围。

几种常用固定式混凝土基础特点及适用范围

名称 构造特点 适用范围 图例

表12-3

形状及平面尺寸大致与塔式起重机X形底架相似. 起重机底架通过预埋地脚螺栓固定 多用于轻型自升式塔式起重机 X形整体基础

S Om

0.7m

由两条或四荼并列平行的钢筋混凝土底架组成，支撑起重机底架的四个支腿 多用于直接安装在原有混凝土地面上的塔式起重机 长条形基础

构造简单，混凝土及钢筋用量少。适用于设置于建筑物外部的塔式起重机基础或装有行走底架但无台车的基础 由四个独立的钢筋混凝土块体组成，支撑起重机底架的四个支腿，块体的构造尺寸视底架支反力及地耐力而定

500

分块式基础

2000

Η

独立式整体基础

通过塔身基础节、预埋塔身框架等将塔身固定在混凝土基础上，将上部荷载传递到地基上。对塔身嵌固作用好，可防整机倾概适用于无底架固定自升式塔式起重机

1 一预埋塔身标准节；2—钢筋; 3—架设钢筋

(i)分离式基础验算 i)确定基础预埋深度

根据施工场地的地基情况而定，一般塔式起重机基础埋设深度为1?1.5m。 2)

基础面积F的估算

786 12 吊装工程

塔式起重机所需基础的底面积F按地基需用承载力估算如下:

(12-1)

常用灰土处理后的地基 F=_ N + G_ \\_σ? ] 一?? . d 式中N——每个基础承担的垂直载荷； G~基础自重，可按0.06N估算；

[^]——地基容许承载力（具体取值需根据地质报告确定），承载力为200kN/m2; 7d -------------- 20kN/m3；

d—基础埋深（从基础顶面到地面高度，m)。 3)

基础平面尺寸的确定

当基础浇筑成正方形，其边长为：

(12-2)

(12-3)

a --- \\[Ψ 4) 初步确定基础髙度按KTNC公式估算： Η= χ(α — α0)

式中 ----------- 系数，取为0.38;

a——基础的边长；‘ ?ο——柱顶垫板的边长。

基础的有效高度： hv= Η — δ 式中δ~基础配筋的保护层厚度，一般不少于70mm。 (12-4)

5) 验算混凝土基础的冲切强度混凝土基础的冲切强度应满足下式 式中&—垂直载荷在基础底板上产生的应力，鸟·’ a- RL——混凝土抗拉强度；k——安全系数，一般取1.3; ~h0);当α〈?^+2/ι0 时，Α2= (α0 +/?ο )/ι0 —

Ai

时，A! = (I—2~^°) · ;

Ο 7KJ? Δ ……当α>α+2/ι。时，—专一々。）·—(f —，

α

?

α

Λ2 ------ 当(2><^。+2/1?时，Α2=(如+/ι。）/ι。；当α〈αο+2/ζ0 -f ) °

当。〉\\ .Χλ2时’需要放大Η重新确定基础高度，一般为便于施工以50mm为单位放大。 6)配筋计算

地基反力对基础底板产生的弯矩M: M=?l (a-a0)2(Za+a0) (12-5) 所需钢筋截面面积圮为·· X 0. 875/ι, F 式中k——安全系数，取为2.0;

?——钢筋屈服强度。

所配钢筋面f3、尚应满足以下要求 」^>0. 15% a · Η (2)整体式基础计算 虑和基础接触的侧壁的影响。

(12-7)

根据起重机在倾覆力矩作用下的稳定性条件和土壤承载条件确定基础的尺寸和质量，计算时不考

12.3吊装索具、工具S825

钢丝绳 钢丝 1400 1550 1700 1850 2000 钢丝破坏拉力总和 (mm)26.028.030.0 1.2(mm2) (kg/100m)235. 9276. 8321. 1368. 6419.4 (kN)不小于351. 0412. 0478.0548.5 250. 95294. 52241. 57392. 11446. 13503. 64564. 63697.08 388.5 426. 5500. 5580. 5666. 5758. 0856.0 464.0 501. 5589.0683.0784.0892.0 1. 31. 41.51.6456. 5529. 0607. 5691.5544. 5631.5725.0 32. 534.5 624. 5705. 0790.0975.5 825. 0931. 536. 539.01. 71.8473. 4530. 8655. 3792. 9943.6780. 5875. 0 1005.01125.01390.0 959. 5104-0.01285.01560.043. 047.552.056.02. 02.22.42.62.8 1080.01305.01555.01185. 01430.0843. 471180.01405.01645.01910.02195.01003.80 1705. 02000.02320.01855. 02175.01178. 071366. 281568.431107.41825. 02115.02430.060. 565.01234. 31474. 32525. 02900.03. 0 2665. 012.3.1.3钢丝绳的许用拉力计算

(1)静荷载

注：表中粗线左侧，可供应光面或镀锌钢丝绳.右侧只供应光面钢丝绳。 钢丝绳的强度校核，主要是按钢丝绳的规格和使用条件所得出的许用拉力来确定。许用拉力按式（12-19)计算。

/>P

[S]<— (12-19)

式中[S]——钢丝绳的许用拉力（kN); P——钢丝绳的钢丝破坏拉力总和（kN);

?——破断拉力换算系数，按表12-19取用； K——钢丝绳的安全系数，按表12-20取用。

钢丝绳破断拉力换算系数α 钢丝绳结构 6X19 6X37 6X61 换算系数 表12-19 0. 85 0. 82 0. 80 钢丝绳的安全系数Κ 作缆风绳 用途安全系数3. 5 4. 5 5?6 用途 表12-20 安全系数6?7 8?10 14 作吊索、无弯曲时 作捆绑吊索 用于载人的升降机 用于手动起重设备 用于机动起重设备 【例】用一根全新的直径20mm、公称抗拉强度为1550N/mm2的6X19钢丝绳作吊索，求它的允许拉力。

【解】由表12-17査得P=234kN，由表12-19査得α=0· 85,由表12-20査得Κ=6 许用拉力为：

[S] <— = °' 85 Χ 1 Χ 234 = 33. 15kN K

Π

U

826 12 吊装工程

图12-30冲击荷载计算简图

(2)冲击荷载（图12-30)

使用钢丝绳进行起重吊装作业时，钢丝绳不可避免会有冲击作用。与静荷载相比，冲击作用下，重物对钢丝绳的拉力会有不同程度的放大。冲击荷载可按式（12-20)进行计算：

FS = Q(I+JI + ^^) (12-20)

式中R——冲击荷载（N); Q~一静荷载（N);

E——钢丝绳的弹性模量（N/mm2);

A—钢丝绳截面积（mm2); h—落下高度（mm); L——钢丝绳的悬挂长度（mm)。

【例】采用一根直径为17. 5mm的6X37钢丝绳进行吊装作业，钢丝总截面积A = 111.53mm2,钢丝绳的弹性模量E=7. 84X 104N/mm2,吊重（静荷载）Q=20_ 5kN,悬挂长度L=5m，落下距离/i

= 250mm，试求其冲击荷载。

p —f)(Ιi Γ]~i~2EAh \\ — 9 OS v 104 ? 1 i /i~i~2 X 7. 84 X 104 X 111. 54 X 250 \\ C2(l+^l 十 2^5X10^X5000 J

= 2.05 X 104(1 十6. 6) = 15. 58 X 104?156kN

【解】由式（2-20)得到：

2.05X10 [1+^/1+

从计算中可以看出冲击荷载为156kN,是静荷载的7. 6倍。

12.3.1.4钢丝绳的安全检查

钢丝绳使用一段时间后，就会产生断丝、腐蚀和磨损现象，其承载力降低。一般规定钢丝绳在一个节距内断丝数量超过表12-21的数字时就应当报废，以免造成事故。

钢丝绳的报废标准（一个节距内的断丝数） 钢丝绳种类 6X19表12-21 6X37采用的安全系数 同向捻 678 同向抢 1113156X61 同向捻 181920交互捻 交互捻 222630交互捻 3638406以上6?7 121416 7以上当钢丝绳表面锈蚀或磨损使钢丝绳的直径显著减少时应将表12-21报废标准按表12 - 22折减并按折减后的断丝数报废。

钢丝绳锈蚀或磨损时报废标准的折减系数 钢丝绰表面锈蚀或磨损量（％) 10 15 20 表12-22 25 30 ?40 大于40 12.3吊装索具、工具S827

折减系数 85 75 70 60 50 报废 12.3.1.5钢丝绳的使用注意事项

钢丝绳解开使用时，应按正确的方法进行，以免钢丝绳产生扭结。钢丝绳切断前应

在切口两侧用细铁丝绑扎，以防切断后绳头松散。

(2) 钢丝绳穿过滑轮时，滑轮槽的直径应比绳的直径大1?3. 5mm。滑轮槽过大钢丝绳容易压扁；过小则容易磨损。滑轮的直径不得小于钢丝绳直径的10?12倍，以减小绳的弯曲应力。禁止使用轮缘破损的滑轮。

(3) 钢丝绳使用一段时间（4个月左右）后应进行保养，保养用油膏配方可为千黄油90%,牛油或石油沥青10%。

(4) 存放在仓库里的钢丝绳应成卷排列，避免重叠堆置，库中应保持干燥，以防钢丝锈蚀。

(5) 绑扎边缘锐利的构件时，应使用半圆钢管或麻袋、木板等物予以保护。

(6) 使用中，如绳股间有大量的油挤出，表明钢丝绳的荷载已相当大，这时必须勤加检查，以防发生事故。

(1)

12.3.2绳

12. 3. 2.1绳夹类型

夹

绳夹又称绳卡、卡头，是用来夹紧钢丝绳末端，或将两根钢丝绳固定在一起的一种索具，见图12-31。用它来固定和夹紧钢丝绳不但牢固，而且装拆方便。绳夹通常用骑马式、压板式（U形）、拳握式（L 形）三种类型，其中骑马式绳夹最为常

12. 3. 2. 2构造要求

吊装作业中，-定直径的钢丝绳须

绳卡个数及间距相匹配，见图12-33及表12-23。

绳卡数量与钢丝绳直径关系 钢丝绳直径（mm) 绳卡数量（个） 9^19? 12'31 _纟#_^

.

32<9^38 19<9^32 表12-23 38<9^44 3 4 5 6 12.3.2.3使用注意事项

(1)钢丝绳夹必须有出厂合格证和质量证明书。螺母与螺栓的配合应符合要求，螺母应能用

手拧入，但无松旷现象，螺纹部位应加润滑油。

12.3 吊装索具、工具828

图12-32绳夹分类示意(a)骑马式钢丝绳卡；（6) U形钢丝绳卡；U') L形钢丝绳卡

索具套环（也叫心形环或梨形环）

图12-33绳卡间距要求

作用时，应根据所卡夹钢丝绳的直径大小选择相应规格的钢丝绳夹，严禁代用(大代

小或小代大）或采用在钢丝绳中加垫料的方法拧紧绳夹。

(3) 每个钢丝绳夹都要拧紧，以压扁钢丝绳直径1/3左右为宜，并应将压板式绳夹部分卡在绳头（即活头）的一边，见图12-34。这是因为压板式绳夹与钢丝绳的接触面小，容易使钢丝绳产生弯曲，如有松动或滑移，绳头也不会从压板式绳夹环中滑出，只是钢丝绳夹与主绳滑动，有利于安全。

(2)

正确

错误

图12-34钢丝绳卡的安放

(4)卡绳时，应将两根钢丝绳理顺，使其紧密相靠，不能一根紧一根松，否则钢丝绳夹不能

同时起作用，将会影响安全使用。

(5) 钢丝绳受力后，应立即检查绳夹是否走动。由于钢丝绳受力后会产生变形，因此，绳夹在实际使用中受荷1?2次后，要对绳夹要进行二次拧紧。

(6) 离套环最近的绳夹应尽可能地紧靠套环，紧固绳夹时要考虑每个绳夹的合理受力，离套环最远的绳夹不得首先单独紧固。

主绳

140 ?160

绳头

12.3吊装索具、工具S829

安全弯

图12-35保险钢丝绳卡 保险钢 丝绳卡

(7) 吊装重要的设备或构件时，为了便于检查，可在绳头的尾部加一保险绳卡，并放出一个“安

全弯”（图12- 35)。当接头的钢丝绳发生滑动时，“安全弯”即被拉直，可及时采取相应措施， 保证作业安全。

(8) 钢丝绳夹使用后，要检查螺栓

的螺纹有无损坏。暂时不用时，应在螺纹处涂上防镑油，并存放于干燥处备用。

12.3.3吊

12.3.3.1吊装带的规格

装带

吊装带为钢结构施工常用的吊装工具，一般在吊装外表圆滑的钢构件时使用，严禁使用吊装带吊装有锋利边缘的钢构件。

按照吊装带外形分为扁平吊装带和圆形吊装带两种（图12-36)。

图12-36

吊装带外形分类(α)扁平吊装带；（W

圆形吊装带

12.3.3.2吊装带的选用

1.扁平吊装带选用

根据吊装构件的质量选用吊带。工程使用中，可根据吊装带缝制织带部件的颜色按表12-24的规定辨别吊装带的极限工作载荷。

吊装带或组合多肢吊装带的极限载荷应等于缝制织带部件垂直提升时的极限工作载荷乘以相应的方式系数Μ (按表12-24选用）。

按照端头的连接构造将连接形式分为W01型（环眼型）、W02型（重型环眼型）、W03型（环型）、W04型（重型环型）、W05型（宽体型）。

2.圆形吊装带选用

圆形吊装带选用国际上最优质的合成纤维为原料，采用国际上最先进的织造设备与工艺加工而成，其主要由承载芯、吊装带保护套组成。承载芯无级环绕平行排列，保护套由特制耐磨套管对接成环型，以警示、保护承载芯安全使用。圆形吊装带具有质量轻、承载能力强、柔软、不导电等特点，为用户提供一种安全、轻便的吊装工具。

表12-24

扁平吊装带极限工作载荷和颜色标记

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