单层工业厂房结构吊装施工组织设计

装配式钢筋混凝土单层工业厂房的结构件有柱、基础梁、吊车梁、连系梁、托架、屋架、天窗架、屋面板、墙板及支撑等。构件的吊装工艺有绑扎、吊升、对位、临时固定、校正、最后固定等工序。在构件吊装之前，必须切实做好和各项准备工作，包括场地清理，道路的修筑，基础的准备，构件的运输、就位、堆放、拼装加固、检查清理、弹线编号以及吊装机具的装备等。

6.3.1.1 柱的吊装

（1）基础的准备

柱基施工时，杯底标高一般比设计标高低（通常代5cm），柱在吊装前需对基础杯底标高进行一次调整（或称找平）。调整方法是测出杯底原有标高（小柱测中间一点，大柱测四个角点），再量出柱脚底面至牛腿面的实际长度，计算出杯底标高调整值，并在杯口内标出，然后用1：2水泥砂浆或细石混凝土将杯底找平至标志处。例如，测出杯底标高为-1.20m，牛腿面的设计标高是＋7.80m，而柱脚至牛腿面的实际长度为8.95m，则杯度标高调整值h＝（7.80＋1.20）－8.95＝0.05m。

此外，还要在基础杯口面上弹出建筑的纵、横定位轴线和柱的由装准线，作为柱对位、校正的依据（图6.21）。柱子应在柱身的三个面上弹出吊装准线（图6.22）。柱的吊装准线应与基础面上所弹的吊装准线位置相适应。对矩形截面柱可按几何中线弹吊装准线；对工字形截面柱，为便于观测及避免视差，则应靠柱边弹吊装准线。

图6.21 基础的准线

图6.22 柱的准线

1-基础顶面线；2-地坪标高线；3-柱子中心线；4-吊车梁对位线；5-柱顶中心线

（2）柱的绑扎

柱的绑扎方法、绑扎位置和绑扎点数，应根据柱的形状、长度、截面、配筋、起吊方法和起重机性能等因素确定。由于柱起吊时吊离地面的瞬间由自重产生的弯矩最大，其最合理的绑扎点位置，应按柱子产生的正负弯矩绝对值相等的原则来确定。一般中小型柱（自重13t以下）大多数绑扎一点；重型柱或配筋少而细长的柱（如抗风柱），为防止起吊过程中柱的断裂，常需绑扎两点甚至三点。对于有牛腿的柱，其绑扎点应选在牛腿以下200mm处；工字形断面和双肢柱，应选在矩形断面处，否则应在绑扎位置用方木加固翼缘，防止翼缘在起吊时损坏。

根据柱起吊后柱身是否垂直，分为斜吊法和直吊法，相应的绑扎方法有如下两种。

①斜吊绑扎法

当柱平卧起吊的抗弯强度满足要求时，可采用斜吊绑扎法（图6.23）。此法的特点是柱不需翻身，起重钩可低于柱顶，当柱身较长，起重机臂长不够时，用此法较方便，但因柱身倾斜，就位对中比较困难。

图6.23 柱的斜吊绑扎法

1-吊索；2-活络卡环；3-柱；4-滑车；5-方木

②直吊绑扎法

当柱平卧起吊的抗弯强度不足时，吊装前需先将柱翻身后再绑扎起吊，这时就要采取直吊绑扎法（图6.24）。此法吊索从柱子两侧引出，上端通过卡环或滑轮挂在铁扁担上，柱身成垂直状态，便于插入杯口，就位校正。但由于铁扁担高于柱顶，须用较长的起重臂。

此外，当柱较重较长、需采用两点起吊时，也可采用两点斜吊和直吊绑扎法（图6.25）

（3）柱的吊升方法

根据柱在吊升过程中的特点，柱的吊升可分为旋转法和滑行法两种。对于重型柱还可采用双机拾吊的方法。

①旋转法{观看动画}

采用旋转法吊柱时（图6.26），柱脚宜近基础，柱的绑扎点、柱脚与基础中心三者宜位于起重机的同一起重半径的圆弧上。在起吊时，起重机的起重臂边升钩、边回转，使柱绕柱脚旋转而成直立状态，然后将柱吊离地面插入杯口（图6.27）。此法要求起重机应具有一定回转半径和机动性，故一般适用于自行杆式重机吊装。其优点是，柱在吊装过程中振动小、生产率较高。

图6.24 柱的翻身及直吊绑扎法 图6.25 柱的两点绑扎法

(a)柱翻身绑扎法；(b)柱直吊绑扎法 (a)斜吊；(b)直吊

图6.26 旋转法吊柱的平面布置 图6.27 旋转法

尚须指出，采用旋转法吊柱，若受施工现场的限制，柱的布置不能做到三点共弧时，则可采用绑扎点与基础中心或柱脚与基础中心两点共弧布置，但在吊升过程中需改变回转半径和起重机仰角，工效低，且安全度较差。

②滑行法{观看动画}

柱吊升时，起重机中升钩，起重臂不转动，使柱脚沿地面滑升逐渐直立，然后吊离地面插入杯口（图6.28）。采用此法吊柱时，柱的绑扎点布置在杯口附近，并与杯口中心位于起重机同一起重半径的圆弧上（图6.29）。

滑行法的特点是柱的布置较灵活；起重半径小，起重杆不转动，操作简单；可以起吊较重、较长的柱子；适用于现场狭窄或采用桅杆式起重机吊装。但是柱在滑行过程中阻力较大，易受振动产生冲击力，致使构件、起重机引起附加内力；而且当柱子刚吊离地面时会产生较大的“串动”现象。为此，采用滑行法吊柱时，宜在柱的下端垫一枕木或滚筒，拉一溜绳，以减小阻力和避免“串动”。

③双机抬吊

当柱的重量较大，使用一台起重机无法吊装时，可以采用双机抬吊。双机抬吊仍可采用旋转法（两点抬吊）和滑行法（一点抬吊）。

双机抬吊旋转法，是用一台起重机抬柱的上吊点，另一台抬柱的下吊点，柱的布置应使两个吊点与基础中心分别处于起重半径的圆弧上，两台起重机并列于柱的一侧（图6.30）。起吊时，两机同时同速升钩，将注吊离地面为m+0.3m，然后两台起重机起重臂同时向杯口旋转，此时，从动起重机A只旋转不提升，主动起重机

则边旋转边升钩直至柱直立，双机以等速缓慢落钩，将柱插入杯口中。

图6.30 双机抬吊旋转法

图6.35 屋架扶直 图6.36 屋架的绑扎方法

(a)正向扶直；(b)反向扶直

图6.37 屋架校正器

1-钢管；2-撑脚；3-屋架上弦；4-螺母；5-螺杆；6-摇把

（4）屋架的校正与周定

屋架的竖向偏差可用锤球或经纬仪检查。用经纬仪检查方法是在屋架上安装三个卡尺，一个安在上弦中点附近，另两个分别安在屋架两端。自屋架儿何中心向外量出一定距离（一般为500mm）在卡尺上作出标志，然后在距离屋架中线同样距离（500mm）处安置经纬仪，观察三个卡尺上的标志是否在同一垂直面上。

用锤球检查屋架竖向偏差，与上述步骤相同，但标志距屋架几何中心距离可短些（一般为300mm），在两端卡尺的标志连一通线，自屋架顶卡尺的标志处向下挂锤球，检查三卡尺的标志是否在同一垂直面上（图6.38）。若发现卡尺标志不在同一垂直面上，即表示屋架存在竖向偏差，可通过转动工具式支撑上的螺栓加以纠正，并在屋架两端的柱顶上嵌入斜垫铁。

屋架校正垂直后，立即用电焊固定。焊接时，应在屋架两端同时对角施焊，避免两端同侧施焊。

图6.38 屋架垂直度校正

1-屋架轴线；2-屋架；3-标尺；4-固定螺杆

（5）屋架的双机抬吊

当屋架的重量较大，一台起重机的起重量不能满足要求时，则可采用双机抬吊，其方法有以下两种。

①一机回转，一机跑吊?

屋架在跨中就位，两台起重机分别位于屋架的两侧（图6.39）。1号机在吊装过程中只回转不移动，因此其停机位置距屋架起吊前的吊点与屋架安装至柱顶后的吊点应相等。2号机在吊装过程中需回转及移动，其行车中心线为屋架安装后各屋架吊点的联线。开始吊装时，两台起重机同时提升屋架至一定高度（超过履带），2号机将屋架由起重机一侧转至机前，然后两机同时提升屋架至超过柱顶，2号机带屋架前进至屋架安装就位的停机点，1号机则作回转以相配合，最后两机同时缓缓将屋架下降至柱顶就位。

②双机跑吊

如图6.40所示，屋架在跨内一侧就位，开始两台起重机同时将屋架提升至一定高度，使屋架回转时不至碰及其他屋架或柱。然后1号机带屋架向后退至停机点，2号机带屋架向前进，使屋架达到安装就位的位置。两机同时提升屋架超过柱顶，再缓缓下降至柱顶对位。

由于双机跑吊时两台起重机均要进行长距离的负荷行驶，较不安全，所以屋架双机抬吊宜用一机回转，一起跑吊。

图6.39 一机回转、一机跑吊 图6.40 双机跑吊

天窗架常采用单独吊装；也可与屋架拼装成整体同时吊装，以减少高空作业，但对起重机的起重量和起重高度要求较高。天窗架单独吊装时，需待两则屋面板安装后进行，并应用工具式夹具或绑扎圆木进行临时加固（图6.41）。

屋面板的吊装，一般多采用一钩多块迭吊或平吊法（图6.42），以发挥起重机的效能，提高生产率。吊装顺序，应由两边檐口左右对称逐块吊向屋脊，避免屋架承受半跨荷载。屋面板对位后，应立即焊接牢固，并应保证有三个角点焊接。

图6.41 天窗架的绑扎 图6.42 屋面板吊装

(a)多块迭吊；(b)多块平吊

6.3.2 结构吊装方案{观看动画}

在拟定单层工业厂房结构吊装方案时，应着重解决起重机的选择、结构吊装方法、起重机开行路线与构件的平面布置等问题。

6.3.2.1 起重机的选择

起重机的选择直接影响构件的吊装方法、起重机开行路线与停机点位置、构件平面布置等问题。首先应根据厂房跨度、构件重量、吊装高度以及施工现场条件和当地现有机械设备等确定机械类型。一般中小型厂房结构吊装多采用自行杆式起重机；当厂房的高度和跨度较大时，可选用塔式起重机吊装屋盖结构。在缺乏自行相式起重机或受地形限制自行杆式起重机；当厂房的高度和跨度较大时，可选用塔式起重机吊装屋盖结构。在缺乏自杆式起重机或受地形限制自行杆式起重机难以到达地方，可采用拔杆吊装。对于大跨度的重型工业厂房，则可选用自行杆式起重机、牵缆式起重机、重型塔吊等进行吊装。

对于履带式起重机型号的选择，应使起重量、起重高度、起重半径均能满足结构吊装的要求（图6.43）。

图6.43 起重机参数选择

（1）起重量

起重机起重量Q应满足下式要求：

式中 Q1－构件重量（t）；

Q2－索具重量（t）。

（2）起重高度

起重机的起重高度，必须满足所吊构件的高度要求，即：

H

式中 H－起重机的起重高度（m），从停机面至吊钩的垂直距离；

h1－安装支座表面高度（m），从停机面算起；

h2－安装间隙，应不小于0.3m；

h3－绑扎点至构件吊起后底面的距离（m）；

h4－索具高度（m），自绑扎点至吊钩面，不小于1m。

（3）起重半径

在一般情况下，当起重机可以不受限制地开到构件吊装位置附近吊装时，对起重半径没有要求，在计算起重量及起重高度后，便可查阅起重机起重性能表或性能曲线来选择起重机型号及起重臂长度，并可查得在此起重量和起重高度下相应的起重半径，作为确定起重机开行路线及停机位置时参考。

当起重机不能直接开到构件吊装位置附近去吊装构件时，需根据起重量、起重高度和起重半径三个参数，查起重机起重性能表或曲线来选择起重机型号及起重臂长。

当起重机的起重臂需要跨过已安装好的结构去吊装构件时（如跨过屋架或天窗架吊屋面板），为了避免起重臂与已安装结构相碰，使所吊构件不碰起重臂，则需求出起重机的最小臂长及相应的起重半径。其方法有数解法和图解法。

①数解法求所需最小起重臂长（图6.44）{请观看动画}

式中 L－起重臂长度（m）；

h－起重臂底铰到屋面板吊装支座的高度（m）；

h=h1-E

h1－停机面至屋面板吊装支座的高度（m）；

f－起重钩需跨过已安装好构件的距离（m）；

g－起重臂轴线与已安装好的构件间水平间隙（不小于1m）；

－起重臂的仰角；

E－起重臂底铰到停机面的距离（m）。

从公式（6.14）可知，为使L为最小，需对公式进行一次微分，并令dL/d=0，即：

解上式得：

以值代入公式（6.14），即可求得起重臂最小长度L，据此，可选用实际采用的起重臂长度，计算起

重半径R，根据R便可确定吊装屋面板时的停机位置。

②图解法

作图方法及步骤如下（图6.45）：

a、按比例（不小于1：200）绘出构件的安装标高，柱距中心线和停机地面线；

b、根据（0.3+n+h+b）在柱距中心线上定出P1的位置；

c、根据g=1m定出P2点位置；

d、根据起重机的E值绘出平行于停机面的水平线GH；

e、联接P1 P2，并延长使之与GH相交于P3（此点即为起重臂下端的铰点）；

f、量出P1 P2的长度，即为所求的起重臂的最小长度。

屋面板的吊装，也可不增加起重臂，而采用在起重臂顶端安装一个鸟嘴架来解决。一般设在鸟嘴架的融吊钩与起重臂顶端中心线的水平距离为3m（图6.46）。

图6.45 用图解法求起重臂的最小长度 图6.46 鸟嘴架的构造示意

1-起重机回转中心线；2-柱子；3-屋架； 1-鸟嘴架；2-拉绳；3-起重钢丝绳；

4-天窗架；5-屋面板4-副钩；5-起重臂；6-主钩

6.3.2.2 结构吊装方法

单层工业厂房的结构吊装方法，有分件吊装法和综合吊装法两种。

（1）分件吊装法（亦称大流水法）

分件吊装法是指起重机每开行一次，仅吊装一种或两种构件（图6.47）。

第一次开行，吊装完全部柱子，并对柱子进行校正和最后固定；

第二次开行，吊装吊车梁、连系梁及柱间支撑等；

第二次开行，按节间吊装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。

分件吊装的优点是：构件便于校正；构件可以分批进场，供应亦较单一，吊装现场不致拥挤；吊具不需经常更换，操作程序基本相同，吊装速度快；可根据不同的构件选用不同性能的起重机，能充分发挥机械的效能。其缺点是不能为后续工作及早提供工作面，起重机的开行路线长。

（2）综合吊装法（又称节间安装）{观看动画}

是起重机在车间内一次开行中，分节间吊装完所有各种类型构件。即先吊装4～6根柱子，校正固定后，随即吊装吊车梁、连系梁、屋面板等条件，待吊装完一个节间的全部构件后，起重机再移至下一节间进行安装（图6.48）。综合吊装法的优点是：起重机开行路线短，停机点位置少，可为后左作创造工作面，有利于组织立体交叉平行流水作业，以加快工程进度。其缺点是，要同时吊装各种类型构件，不能充分发挥起重机的效能；且构件供应紧张，平面布置复杂，校正困难；必须要有严密的施工组织，否则会造成施工混乱，故此法很少采用。只有在某些结构（如门式结构）必须采用综合吊装时，或当采用桅杆式起重机进行吊装时，才采用综合吊装法。

图6.47 分件吊装

图6.48 综合吊装

1、2、3……为吊装构件顺序 1、2、3……为吊装顺序

6.3.2.3 起重机的开行路线及停机位置

起重机开行路线与停机位置和起重机的性能、构件尺寸及重量、构件平面布置、构件的供应方式、吊装方法等有关。

当吊装屋架、屋面板等屋面构年时，起重机大多沿跨中开行；当吊装柱时，则视跨度大小、构件尺寸、重量及起重机性能，可沿跨中开行或跨边开行（图6.49）。

当时，起重机可沿跨中开行，每个停机位置可吊两根柱子（图6.49(a)）；

当，则可吊装4根柱子（图6.49(b)）。

当时，起重机沿跨边开行，每个停机位置吊装一根柱子（图6.49(c)）；

当，则可吊装两根柱子（图6.49(d)）。

图6.49 起重机吊装柱时的开行路线及停机位置

式中 R－起重机的起重半径（m）；

L－厂房跨度（m）；

b－柱的间距（m）；

a－起重机开行路线到跨边轴线的距离（m）.

当柱布置在跨外时，起重机一般沿跨外开行，停机位置与跨边开行相似。

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