预应力砼及结构吊装工程.ppt

第 五 章 预应力砼及结构吊装工程,第一节预制混凝土构件施工,钢筋混凝土结构包括现浇整体式钢筋混凝土结构和预制装配式钢筋混凝土结构两大类。预制装配式结构是将各种钢筋混凝土预制构件用机械进行安装，并按设计要求进行装配的一种结构形式。预制构件的制作过程包括模板的制作与安装，钢筋的制作与安装，混凝土的制备、运输，构件的浇筑振捣和养护，脱模与堆放等。,一、构件制作工艺,根据生产过程中组织构件成型和养护的不同特点，预制构件制作工艺可分为台座法、机组流水法和传送带法三种。1.台座法台座是表面光滑平整的混凝土地坪、胎模或混凝土槽。构件的成型、养护、脱模等生产过程都在台座上进行。2.机组流水法机组流水法是在车间内，根据生产工艺的要求将整个车间划分为几个工段，每个工段皆配备相应的工人和机具设备，构件的成型、养护、脱模等生产过程分别在有关的工段循序完成。（视频）,二、生产预制构件的模板,现场就地制作预制构件常用的模板有胎模、分节脱模、重叠支模等。预制厂制作预制构件常用的模板有固定式胎模、拉模、折页式钢模等。,3.传送带流水法模板在一条呈封闭环形的传送带上移动，各个生产过程都是在沿传送带循序分布的各个工作区中进行。,1.胎模,胎模是指用砖或混凝土材料筑成构件外形的底模，它通常用木模作为边模。多用于生产预制梁、柱、槽形板及大型屋面板等构件，如图所示。,胎模(a)工字形柱砖胎模；(b)大型屋面板混凝土胎模 1-胎模；2-655；3-侧模；4-端模；5-木楔,2.重叠支模,重叠支模如图(a)所示，即利用先预制好的构件作底模，沿构件两侧安装侧模板后再制作同类构件。对于矩形、梯形柱和梁以及预制桩，还可以采用间隔重叠法施工，以节省侧模板，如图所示。,重叠支模法(a)短夹木倒夹重叠支模；(b)间隔重叠支模 1-临时撑头；2-短夹木；3-M12螺栓；4-侧模；5-支脚；6-已捣构件；7-隔离剂或隔离层；8-卡具,3.水平拉模,拉模由钢制外框架、内框架侧模与芯管、前后端头板、振动器、卷扬机抽芯装置等部分组成。内框架侧模、芯管和前端头板组装为一个整体，可整体抽芯和脱膜。,三、预制构件的成型,常用的振捣方法有振动法、挤压法、离心法、真空作业法等。1.振动法用台座法制作构件，使用插入式振动器和表面振动器振捣。加压的方法分为静态加压法和动态加压法。前者用一压板加压，后者是在压板上加设振动器加压，如图5-42所示。,图5-42振动加压方法(a)静态加压；(b)动态加压 1-压板；2-振动台；3-振动压板；4-构件,2.挤压法用挤压法连续生产空心板有两种切断方法：一种是在混凝土达到可以放松预应力筋的强度时，用钢筋混凝土切割机整体切断；另一种是在混凝土初凝前用灰铲手工操作或用气割法、水冲法把混凝土切断，然后再将钢筋切断。3.离心法离心法是将装有混凝土的模板放在离心机上，使模板以一定转速绕自身的纵轴旋转，模板内的混凝土由于离心力作用而远离纵轴，均匀分布于模板内壁，并将混凝土中的部分水分挤出，使混凝土密实。,四、预制构件养护,1.预制构件的养护方法有自然养护、蒸汽养护、热拌混凝土热模养护、太阳能养护、远红外线养护等。自然养护：自然养护成本低，简单易行，但养护时间长，模板周转率低，占用场地大，我国南方地区的台座法生产多用自然养护。蒸汽养护：1.优点：蒸汽养护可缩短养护时间，模板周转率相应提高，占用场地大大减少。2.原理：蒸汽养护是将构件放置在有饱和蒸汽或蒸汽与空气混合物的养护室(或窑)内，在较高温度和湿度的环境中进行养护，以加速混凝土的硬化，使之在较短的时间内达到规定的强度标准值。3.影响因素：蒸汽养护效果与蒸汽养护制度有关，它包括养护前静置时间、升温和降温速度、养护温度、恒温养护时间、相对湿度等。,4.蒸汽养护的过程可分为静停、升温、恒温、降温等四个阶段。(1)静停阶段混凝土构件成型后在室温下停放养护叫做静停。时间为26h，以防止构件表面产生裂缝和疏松现象。(2)升温阶段是构件的吸热阶段。升温速度不宜过快，以免构件表面和内部产生过大温差而出现裂纹。(3)恒温阶段是升温后温度保持不变的时间。此时混凝土强度增长最快，这个阶段应保持90%100%的相对湿度；最高温度不得大于95，时间为38h。(4)降温阶段是构件散热过程。降温速度不宜过快，每小时不得超过10；出池后，构件表面与外界温差不得大于20。5.目前采用蒸汽养护方法有三种，即立窑、坑窑和隧道窑。,五、预制构件模板拆除,预制构件拆模时，混凝土强度应符合设计要求。当设计无要求时，应符合下列规定：1.侧模应在混凝土强度能保证构件不变形、棱角完整时，方可拆除。2.芯模或预留孔洞的内模，应在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生坍陷和裂缝时，方可拆除。3.当构件跨度等于或小于4m时，底模应在混凝土强度达到设计混凝土强度标准值的50%时，方可拆除。,六、预制构件施工,1.进入现场的预制构件，其外观质量、尺寸偏差应符合标准图或设计的要求。(1)预制构件的外观质量不宜有一般缺陷，对已经出现的一般缺陷，应按技术处理方案进行处理，并重新检查验收。抽样数量：全数检查。(2)预制构件的尺寸偏差应符合GB 502042002的有关规定。抽样数量：同一工作班生产的同类型构件，抽查5%且不少于3件。2.预制构件与结构之间的连接应符合设计要求。,第二节 预应力混凝土施工工艺,概 述 普通钢筋混凝土构件的混泥土抗拉极限应变只有0.00010.00015。构件混凝土受拉不开裂时，构件中受拉钢筋的应力只有=E=2105(0.00010.00015)=2030Nmm2；即使允许出现裂缝的构件,因受裂缝宽度限制，受拉钢筋的应力也仅达150200N/mm2.钢筋的抗拉强度未能充分发挥。预应力混凝土是解决这一问题的有效方法，即在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对混凝土施加预压应力。当构件在使用阶段时外荷载作用下产生的拉应力，首先要抵消预压应力，这就推迟了混凝土裂缝的出现并限制了裂缝的开展，从而提高了构件的抗裂度和刚度。同时，预应力混凝土能有效地利用高强钢筋，大大节约了钢材。,预应力混凝土构件与普通混凝土构件相比，除能提高构件的抗裂度和刚度外，还具有能增加构件的耐久性，节约材料，减轻自重和降低造价等优点。但是在制作预应力混凝土构件时，增加了张拉工作，相应增添了张拉机具和锚固装置，制作工艺也较复杂。对混凝土构件受拉区施加预压应力的方法，是张拉受拉区中的预应力钢筋，通过预应力钢筋和混凝土间的粘结力或锚具，将预应力钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，并产生预压应力。预应力混凝土的施工方法：按施工顺序分：先张法；后张法。按张拉方法分：机械张拉（液压或电动螺杆）；电热张拉。,一、先张法预应力混凝土施工,适用范围：先张法一般仅适用于生产中小型预制构件，多在固定的预制厂生产，也可在施工现场生产。生产方法:台座法 机组流水法,施工工艺,台座准备,刷隔离剂,铺放预应力筋等,张拉并锚固,安侧模、安预埋件,浇混凝土,养护,放张,脱模、堆放,起拱,（一）先张法施工准备1、台座准备 台座的组成成分（1）、墩式台座 目前常用的是现浇钢筋混凝土制成的由承力台墩与台面共同受力的台座。,（2）、槽式台座 适于张拉吨位较大的构件,2、夹具准备：夹具要求：工作可靠，构造简单，施工方便，成本低，并能多次周转使用。,（1）、锚固夹具：锥形（锥销式、二片式、三片式）锚固单根直径1214预应力筋；镦头锚具带槽螺栓、梳子板。用于：冷拉筋（热镦），冷拔丝（热、冷镦），碳素钢丝（冷镦）。,锥销夹具,圆套筒三片式夹具,方套筒二片式夹具,圆套筒二片式夹具,固定端镦头夹具,单根镦头钢筋螺杆夹具,（2）、张拉夹具：偏心式、楔形。钢丝张拉夹具,(a)钳式(偏心式)(b)月牙式(c)楔形1钢丝；2钳齿；3拉钩；4偏心齿条；5拉环；6锚板；7楔块,3、张拉设备,（1）、穿心式千斤顶:YC20型，最大拉力20t、行程200mm，适于1220mm单根钢筋。（视频）（2）、电动螺杆：拉力3060t、行程800mm，用于：钢筋、钢丝。（3）、卷扬机滑车组。,（1）、台座台面涂隔离剂；（2）、对遭受污染的钢筋，应先加以清洗；（3）、防雨水冲刷隔离剂；（4）、钢丝用牵引车铺设；（5）、钢丝接长：可用钢丝拼接器用20 22号铁 丝密排绑扎,1、预应力筋铺设,（二）、先张法施工工艺,2、预应力筋的张拉,（1）、张拉控制应力的确定 预应力筋的张拉工作是预应力施工中的关键工序，因此预应力筋张拉控制应力的大小直接影响预应力效果，影响到构件的抗裂度和刚度，因而控制应力不能过低。但是，控制应力也不能过高，不允许超过其屈服强度，以使预应力筋处于弹性工作状态。否则会使构件出现裂缝的荷载与破坏荷载很接近，这是很危险的；此外过大的超张拉会造成反拱过大，预拉区出现裂缝也是不利的。,预应力筋种类 先张法 后张法 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 0.80fptk 0.75fptk热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 0.75fptk 0.7fptk冷拉钢筋 0.95fpyk 0.9fpyk fptk：极限抗拉强度标准值 fpyk：屈服强度标准值,超张拉可比设计要求提高5%，但最大张拉控制应力不得超过下列规定：,（2）、张拉程序张拉程序可按下列之一进行：或其中con为预应力筋的张拉控制应力为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用 的张力程序。预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序0103%con。,（3）、预应力筋的张拉力 N预应力筋张拉力；m超张拉系数，0.03或0.05；预应力筋张拉控制应力；预应力筋的截面积,（4）、预应力值的校核 预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。若实际伸长值与计算伸长值偏差超过6时，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。预应力筋理论伸长值L按下式计算：FP 预应力筋平均张拉力，kN；轴线张拉取张拉端的 拉力；两端张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中 扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；L 预应力筋的长度，mm；AP 预应力筋的截面面积，mm2；ES 预应力筋的弹性模量，kN/mm2。,3、混凝土的浇筑与养护 为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。,采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。混凝土未达到一定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护，自然养护不得少于14d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温度升高而引起的预应力损失。为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在混凝土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过20C。,4、预应力筋放张（1）、放张顺序 预应力筋放张时，应缓慢放松锚固装置，使各根预应力筋缓慢放松。预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按下列要求进行：承受轴心预应力构件的所有预应力筋应同时放张；承受偏心预压力构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋。长线台座生产的钢弦构件，剪断钢丝宜从台座中部开始；叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进行放松；板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。,（2）、放张方法 对于中小型预应力混凝土构件，预应力丝的放张宜从生产线中间处开始，以减少回弹量且有利于脱模；对于构件应从外向内对称、交错逐根放张，以免构件扭转、端部开裂或钢丝断裂。放张单根预应力筋，一般采用千斤顶放张，如下图所示。构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块等放松装置。砂箱装置如下图所示。楔块放张装置如下图所示。,二、后张法预应力混凝土施工,铺底模,支侧模、绑扎钢筋,埋管制孔,浇混凝土,抽管,养护拆模,穿预应力筋,预应力筋张拉,孔道灌浆,起吊运输,1.锚具的种类（1）单根粗钢筋锚具 一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除了采用螺丝端杆锚具外，还可采用帮条锚具或镦头锚具。,螺丝端杆锚具 1螺母；2垫板；3螺丝端杆；4对焊接头；5预应力筋,（一）、锚具及张拉设备,螺丝端杆锚具适用于锚固直径不大于36mm的热处理钢筋。螺丝端杆可用同类热处理钢筋制作，螺母用3号钢制作，螺丝端杆锚具与预应力筋对焊。帮条锚具 由一块方板和三根帮条组成，一般用在单根粗钢筋作预应力筋的固定端。张拉机具 螺丝端杆锚具设于张拉端，与其配套的张拉设备有YL60型拉杆式千斤顶，或YC60型、YC20型及YC18型穿心式千斤顶。（拉杆视频）,帮条锚具1帮条；2衬板；3预应力筋,用拉杆式千斤顶张拉单根粗钢筋的工作原理图 1主油缸；2主缸活塞；3主缸油嘴；4副缸；5副缸活塞；6副缸油嘴；7连接器；8顶杆；9拉杆；10螺母；11预应力筋；12混凝土构件；13预埋钢板；14螺丝端杆,目前常用的锚具有JM型、KT-Z型(可锻铸铁锥形)以及XM型、QM型、墩头锚具。,（2）钢筋束或钢绞线束锚具,JM型锚具由锚环和夹片组成(a)预应力筋与锚具连接图(b)JM型锚具的夹片(c)JM型锚具的锚环1混凝土构件；2孔道；3钢筋束；4JM型锚具的夹片；5镦头锚具；6甲型锚环；7乙型锚环,JM锚具由锚环和夹片组成。锚环分甲型和乙型，夹片呈扇形，靠两侧的半圆槽锚固预应力钢筋；可用于锚固36根直径12mm的光圆或螺纹钢筋束，也可锚固56根12mm的钢绞线束；可作为张拉端或固定端锚具。JM型锚具性能好，锚固时钢筋束或钢绞线束被单根夹紧，不受直径误差的影响，且预应力筋是在呈直线状态下被张拉和锚固，受力性能好。JM型锚具用于锚固钢筋束时的滑移值，不应大于3mm；用于锚固钢绞线时，滑移值不应大于5mm。（视频）,XM型锚具 这是一种新型锚具，由锚环与三块夹片组成，适用于锚固钢绞线束、钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋。当用于锚固多根预应力筋时，既可单根张拉、逐根锚固，又可成组张拉、成组锚固；近年来随着预应力混凝土结构和无粘结预应力结构的发展，XM型锚具巳得到广泛应用。实践证明，XM型锚具具有通用性强、性能可靠、施工方便、便于高空作业的特点。,夹片,锚环,张拉机具：宜选用相应的YC型穿心式千斤顶，适于张拉JM型、XM型、QM型的预应力钢丝束、钢筋束、钢绞线束。,1大缸缸体；2穿心套；3顶压活塞；4护套；5回程弹簧；6连接套；7顶压套；8撑套；9堵头；10密封圈；11两缸缸体；12油嘴；13撑脚；14拉杆；15连接套筒,钢丝束锚具 钢丝束用做预应力筋时，由几根到几十根直径35mm的平行碳素钢丝组成。钢质锥型锚具、钢丝束镦头锚具、XM型、QM型 钢质锥型锚具 由锚环和锚塞组成。钢丝分布在锚环锥孔内侧，由锚塞塞紧锚固。锚塞上刻有细齿槽，夹紧钢丝防止滑移。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致。,钢丝束镦头锚具 A型用于张拉端，B型用于固定端。锚环的内外壁均有丝扣，内丝扣连接张拉螺杆，外丝扣拧紧螺母锚固钢丝束。张拉时，张拉螺丝杆一端与锚环内丝扣连接，另一端与千斤顶的拉头连接。张拉到控制应力时，锚环被拉出，则拧紧锚环外丝扣上的螺母加以锚固。,张拉机具：YZ型锥锚式千斤顶或YC型穿心式千斤顶 张拉油缸用以张拉预应力筋，顶压油缸用以顶压锥塞。主要用于张拉KT-Z型（锥形）锚具锚固的钢筋束、钢绞线束和使用锥形锚具的预应力钢丝束。,（二)、预应力筋的制作 1.单根预应力筋的制作 单根预应力筋一般用精轧螺纹钢筋；钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。这种高强度钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。2.钢筋束及钢绞线束的制作 钢筋束由直径为10mm的热处理钢筋编束而成，钢绞线束由直径12mm或15mm的钢绞线束编束而成，每束36根；预应力筋的制作包括开盘冷拉、下料、编束等工序；下料在钢筋冷拉后进行；用1822号铁丝对预应力筋编束。,（三）、后张法施工工艺1、孔道留设：,要求：位置准确；内壁光滑；端部预埋钢板垂直于孔道轴线（中心线）；直径、长度、形状满足设计要求。（1）、钢管抽芯法（直孔）钢管应平直、光滑，用前刷油；每根长15米，每端伸出500mm；两根接长，中间用木塞及套管连接；用钢筋井字架固定，1米；浇砼后每1015分钟转动一次；砼初凝后、终凝前抽管；常温下抽管时间在混凝土浇筑后36h；抽管先上后下，边转边拔。（灌浆孔间距12米）灌浆孔和排气孔的留设。,（2）、胶管抽芯法直线或曲线孔道 在胶管内注入压力水或压缩空气，待混凝土初凝后，放出压力水或压缩空气，胶管直径变小，与混凝土脱离，抽管。胶管用间距小于0.5m的钢筋井字架固定；胶管必须有良好的密封装置；接头处理要慎重；抽管时间比钢管略迟；抽管顺序宜先上后下，先曲后直。,胶管的封端处理,胶管与阀门连接,（3）、预埋金属波纹管法直线或曲线孔道。无需抽管;金属波纹管重量轻、刚度好、弯折方便，与混凝土粘结好；波纹管采用间距不大于0.8m的钢筋井字架固定；波纹管的连接，可采用大一号的同型波纹管，用密封胶带或塑料热塑管封口。,金属波纹管,螺旋管的连接,螺旋管上留灌浆孔,螺旋管的固定,（4）、预埋塑料波纹管留孔 塑料波纹管优点 提高预应力筋的防腐保护，可防止氯离子侵入而产生的电腐蚀；不导电，可防止杂散电流腐蚀；密封性好，预应力筋不生锈；强度、刚度大，不怕踩压，不易被振动棒凿破；减小张拉过程中的孔道摩擦损失；提高了预应力筋的耐疲劳能力。塑料波纹管安装与连接 塑料波纹管的钢筋支托间距不大于0.81.0mm。塑料波纹管接长：采用熔焊法或高密度聚乙烯塑料套管。,2、预应力筋张拉：,（1）、张拉条件：结构的砼强度符合设计要求或达75%强度标准值；（2）、张拉控制应力和超张拉最大应力：（比先张法均低0.05f）,（3）、张拉顺序：对配有多根预应力筋的预应力混凝土构件，由于不可能同时一次张拉完预应力筋，应分批、分阶段对称的进行张拉。,叠层构件的张拉 宜先上后下逐层加大张拉力进行张拉的方法，以减少上下层构件之间的摩阻力引起的预应力损失。,（4）、张拉端的设置：对抽芯法：长度24 m直孔：一端张拉（多根筋时，张拉端设在结构两端）；长度24 m直孔、曲线孔：两端张拉（一端锚固后，另一端补足再锚固）。对预埋管法：长度30 m直孔：一端张拉；长度30 m直孔、曲线孔：两端张拉。（5）、张拉程序：同先张法。（6）、伸长值的校核：同先张法。,3、孔道灌浆：,1.目的：防止生锈；增加整体性和耐久性；提高结 构的抗裂性和承载力。2.基本要求：（尽早进行，饱满、密实）水泥32.5级普硅；水泥浆强度30MPa；水灰比0.4左右，不得大于0.45；泌水率：拌后三小时宜2%，最大3%可掺无腐蚀性：铝粉、木钙、微膨胀剂；孔道湿、洁净，由下层孔到上层；灌满孔道并封闭排气孔后，加压0.50.6MPa，稍后再封闭灌浆孔；不掺外加剂时，可用二次灌浆法。,三、无粘结预应力施工 无粘结预应力施工方法是后张法预应力砼的发展。无粘结预应力施工方法是：在预应力筋表面刷涂料并包塑料布(管)后，如同普通钢筋一样先铺设在安装好的模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求强度后，进行预应力筋张拉锚固。这种工艺的优点是不需要预留孔道和灌浆，施工简单，张拉时摩阻力较小，预应力筋具有良好的抗腐蚀性，并易弯成多跨曲线形状，适用于曲线配筋的结构。在双向连续平板和密肋板中应用无粘结预应力钢筋束比较经济合理，在多跨连续梁、大荷载的多层工业厂房楼盖体系、大跨度梁类结构中很有发展前途。无粘结预应力起源于50年代的美国，70年代末我国开始研究，80年代初成功地应用于实际工程中。,无粘结预应力施工工艺 预应力筋制作 预应力筋安放与绑扎浇筑混凝土养护至张拉强度张拉预应力筋并锚固 无粘结预应力构件制作工艺中的主要问题是无粘结预应力筋的铺设、张拉和锚头端部处理。1)无粘结预应力筋的铺设 无粘结预应力筋在平板结构中一般为双向配置，因此其铺设顺序很重要。一般是根据双向钢丝束交点的标高差，绘制钢丝束的铺设顺序图，底层钢丝束先行铺设，然后依次铺设上层钢丝束，这样可以避免钢丝束之间的相互穿插。用短钢筋或混凝土垫块等架起来控制标高，再用铁丝将无粘结预应力筋与非预应力筋绑扎牢固，防止钢丝束在浇筑混凝土施工过程中位移。,若有曲线形状，则用钢筋制成的“马凳”来架设。一般施工顺序是依次放置间距不大于2m的钢筋马凳，然后按顺序铺设钢丝束，钢丝束就位后，调整曲率及其水平位置，经检查无误后，用铁丝将无粘结预应力筋与非预应力筋绑扎牢固。,2)无粘结预应力筋的张拉 张拉程序：一般采用 0103con 张拉顺序：应根据其铺设顺序，先铺设的先张拉，后铺设的后张拉。一般应采用两端同时张拉。,3）.锚头端部处理 1）张拉端处理 注入油脂并加以封闭或注入环氧树脂水泥砂浆 2）固定端处理 固定端设置在构件内。无粘结钢丝束采用扩大的墩头锚板，并用螺旋筋加强；无粘结钢绞线，锚固端采用压花成型。,1油枪；2锚具；3端部孔道；4有涂层的无粘结预应力筋；5无涂层的端部钢丝；6构件；7注入孔道的油脂；8砼封闭,第三节 结构吊装工程概 述 1、结构安装：将装配式结构的各构件用起重设备安装到设计位置上。2、施工特点：受预制构件的类型和质量影响大。机械选择最关键。取决于安装参数；决定了吊装方法与工期。构件受力变化多。运输、起吊产生附加应力，需正确选择吊点；有时需验算强度、稳定性，并采取相应措施。高空作业多，工作面小，易发生事故，故需加强安全措施。,一、索具设备,在构件安装过程中，常要使用一些吊装工具，如：绳索 吊具 滑轮组 卷扬机 锚碇,（一）、钢丝绳,1、类型按捻向：交互捻、同向捻、混合捻；按股、丝数：6191，6371，6611,普通钢丝绳的截面,在结构安装工作中常用以下几种：（1）619+1 即6股每股由19根钢丝组成再加一根绳芯，此种钢丝绳较粗，硬而耐磨，但不易弯曲，一般用作缆风绳。（2）637+1 即6股每股由37根钢丝组成再加一根绳芯，此种钢丝绳比较柔软，一般用于穿滑轮组和作吊索。（3）661+1 即6股每股由61根钢丝组成再加一根绳芯，此种钢丝绳质地软，一般用作重型起重机械。,（二）、吊具 1、吊索,吊索拉力取决于所吊构件的重量及吊索的水平夹角，水平夹角应不小于300，一般用450一600。2、吊钩：有单钩和双钩,3、卡环,使用活络卡吊装柱子时应注意以下几点：绑扎时应使柱子起吊后销子尾部朝下，如上页图 所示，以便拉出销子。同时要注意，吊索在受力后要压紧销子，销子因受力，在弯环销孔中产生摩擦力，这样销子才不会掉下来。若吊索没有压紧销子，滑到边上去，形成弯环受力，销子很可能会自动掉下来，这是很危险的。在构件起吊前要用白棕绳(直径10mm)将销子与吊索的8股头(吊索末端的圆圈)连在一起，用铅丝将弯环与8股头捆在一起。拉绳人应选择适当位置和起重机落钩中的有利时机(即当吊索松弛不受力且使白棕绳与销子轴线基本成一直线时)拉出销子；,4、卡扣,5、横吊梁：又称铁扁担,横吊梁的作用：（1）、减少吊索高度；（2）、减少吊索对构件的横向压力。,（三）、滑轮组,滑车又名滑轮或葫芦，分定滑车和动滑车。定滑车安装在固定位置，只起改变绳索方向的作用；动滑车安装在运动的轴上，其吊钩与重物同时变位，起省力作用。钢丝绳跑头拉力N：N kQQ计算荷载K滑轮组省力系数,（四）、卷扬机 卷扬机有手摇式和电动式2种，一般常用电动式。电动卷扬机是电动机通过齿轮的传动变速机构来驱动卷筒，并设有磁吸式或手动的制动装置，卷扬机按牵引速度可分快速和慢速2种。快速卷扬机一般牵引速度为30-50mmin，多用于混凝土、钢筋等的吊运；慢速卷扬机牵引速度为7-15m/min，主要用于设备安装作业。,卷扬机安装要求：,1）位置：司机视线好、地势高处；距起吊处15m(安全距离)；司机视仰角45；距前面第一个导向滑轮20倍卷筒长(防乱绳)；,钢丝绳尽量不穿越道路。2）钢丝绳从卷筒下绕入，卷筒上存绳量不少于四圈。3）固定：用地锚固定牢固；（见下页图）,（b）水平锚固法,卷扬机的固定方法,（a）螺栓锚固法,（c）立桩锚固法,（d）压重锚固法,（五）、锚碇：,1、桩式地锚：单排(P=13t)；双排(P=35t)；三排(P=610t)打入式，埋入式；,2、水平地锚,埋深1.53.5m，P7.5t加压板，P15t加立板栅。,（一）、自行杆式起重机,优点：自身有行走装置，移位及转场方便；操作灵活，使用方便，可360全回转。缺点：稳定性差，工作空间小（斜臂杆）。1、类型、特点与型号：（1）、履带式：优点对场地、路面要求不高；可负重行驶；360 回转；臂长可接。缺点行驶慢；对路面有破坏；稳定性差。型号W1-50（10t）、W1-100（15t）、W-200（50t）、QU20（20t）、QUY50(50t)等。,二、起 重 机 械,（2）、汽车式：起重机构装在汽车底盘上。,QY16汽车式起重机,优行驶速度快，可上公路；伸缩臂变化快；全回转缺吊装时必须用撑脚（支腿），不能负重行驶。,（3）、轮胎式：专门设计的，专用轮胎和特制底盘。,优轮胎行驶，速度较快；对路面破坏小；起重量小时负重行驶。缺对路面要求高；起重量大时必须用脚撑。,（1）、起重量Q吊钩所能提起的荷载；（2）、起重高度H吊钩最高时至停机面的高度；（3）、回转半径R吊钩中心至机械回转轴间的水平距离,关系：臂长L一定时，三个参数随臂的仰角变化而变化；R：Q、H；R：Q、H。可据技术参数表或起重性能曲线查出,2、主要技术性能参数：,W1100起重机性能曲线1臂长23m时的起重高度曲线；2臂长23m时的起重量曲线；3臂长13m时的起重高度曲线；4臂长13m时的起重量曲线,（二）、塔式起重机,1、构造组成：,机构行走机构、变幅机构、起升机构、回转机构、动力及操纵装置、安全装置；结构行走台车、塔身、塔帽、起重臂、平衡臂（平衡重）、驾驶室、压重仓。,2、特点：优点起重臂安装位置高，工作半径大，故服务空间大；能最大限度地靠近建筑物；移动灵活，工效高；司机视野好，使用安全。缺点安装、拆卸及转场困难。,3、类型：按有无行走机构分固定式、自行式；按回转部位分上回转、下回转；按变幅方法分动臂变幅、小车变幅；按升高方式分内爬式、附着自升式；按起重能力分轻型0.55t、中型515t、重型 1540t。4、性能参数：主要是起重量Q、起重高度H、回转半径（工作幅 度）R、起重力矩M。,5、常用塔吊,（1）轨道式：特点：使用灵活，服务范围大。适用：长度大、进深小的多层建筑。型号：几种型号见表,(2）爬升式：安装于建筑物内（电梯井、框架梁），利用套架、托梁随建筑物升高而爬升。自带爬升系统，二层一爬。爬升过程：固定下支座提升套架固定套架下支座脱空提升塔身固定下支座。特点：起升高度大（受卷扬机容绳量限制）；控制范围大，占用场地小；拆除时较困难。,爬塔爬升过程示意图,（3）附着式自升塔,型号：QT80A，QTZ63，QTZ100，QTZ200，FO/23B，H3/36B性能：（QTZ100,最大自由高度50m，40米以上每20m用锚固装置附着于建筑物）,自升过程：原理：以液压千斤顶为动力，通过套架和塔身的 相互作用而升降。,塔式起重机的自升过程,钢管独脚拔杆,木独脚拔杆,1）独脚拔杆：起重杆，加缆风、锚碇、卷扬机、滑轮组组成；起重杆材料：木、钢管、格构式，倾角10。（视频),（三）桅杆式起重机1、类型与构造：,人字拔杆,2）人字拔杆 双杆铰接或绑扎，呈30 度夹角，倾角小于10；侧稳好，但起吊范围小。,牵缆式拔杆,3）摇臂拔杆：拔杆底部铰接起重臂，可回转、起伏，操作灵活，Q、H、R均较大。（视频),悬臂式拔杆,4）悬臂拔杆：拔杆腰部铰接起重臂，可回转起伏，H、R大，但Q较小。,2、桅杆式起重机的特点：优点制作简单、装拆方便；起重量、起重高度大。缺点需较多缆风绳；移动困难，灵活性差；服 务范围小。适小构件。,三、单层工业厂房结构吊装,结构类型：装配式钢筋混凝土。单厂特点：平面尺寸大、承重结构的跨度与柱距大、构 件类型少、重量大、厂房内有设备基础。主要结构构件：柱、基础梁、吊车梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板等一般施工方法：基础现浇；吊车梁、连系梁、天窗架、屋面板工厂预制；柱、屋架现场地面预制。,结构吊装工艺流程,整体：放线 基础开挖 垫层 绑扎基础钢筋 支模 浇筑混凝土（杯基完成）预制构件 安装牛腿柱（回填土）吊车梁 屋架 屋面板 砌围护墙 做地坪单个构件：预制构件 弹线 绑扎 起吊（就位）临时固定 校正 最后固定,（一）、吊装前的准备,1、清理场地，铺设道路 事先标出机械开行路线、构件堆放位置；平整压实道路，松软土铺枕木、厚钢板；三通（水电路通）一平（地）一排（水）,路宽3.5-6m,转弯半径1020m 2、清理检查构件。（1）混凝土强度：设计要求，孔道灌浆15N/mm2。（2）外观：构件外形、尺寸、侧弯；预埋件位置和尺寸；表面有无损伤、缺陷、变形；吊环规格和位置。,3、构件弹线和编号弹：安装中心线、准线（柱 五线,屋架三线,吊车梁 二线）；编号：按图在统一位置编 号，并注明位置方向。,柱子弹线示意图,4、杯形基础的准备,检查杯口的尺寸并弹线（杯口顶面十字交叉定位中心线）；,各柱杯底按牛腿标高抄平一致后填细石混凝土。,方法：在杯口内抄上平线，一般此线比杯口设计标高低10厘米。如杯口设计标高为-05 米线，则杯口内侧抄平线标高为-060米。这条平线就是作为杯底抄平的依据，也是吊 装柱子时控制柱底部标高的依据。抄平必须准确，认真操作。杯底标高调整值h确定方法：对杯底抄平时，先要测出杯底原有标高（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，从而计算出杯底标高调整值，并在杯口内标出。然后用水泥砂浆或细石混凝土将杯底垫平至标致处。例如：测出杯底原有标高为-1.2m，牛腿面的设计标高是+7.8m，而柱脚至牛腿面的实际长度为8.95m，则杯底标高的调整值h=（7.8+1.2)8.95=0.05m，即杯底应调整加高50mm。,5、构件运输与堆放,达到75%强度；固定牢,支撑好；控制速度；吊、垫点按设计，垫点上下对齐。,用拖车两点支撑运长柱,（二）、构件吊装工艺,绑扎起吊就位临时固定校正最后固定1、柱子的吊装：（1）、绑扎：绑扎点数 一点绑扎：用于中小型柱（13吨），绑扎点在牛腿根部（实心处，否则加方木垫平）；两点绑扎：用于重型柱或配筋少而细长的柱（如抗风柱）；三点绑扎：用于重型柱，双机抬吊。两点、三点绑扎须经计算确定位置。,绑扎方法 斜吊绑扎法：不需翻身，起重高度小，抗弯差，起吊后对位困难；直吊绑扎法：翻身后两侧吊，抗弯好，不易开裂，易对位，但需用铁扁担，吊索长，需较大起重高度。,斜吊法绑扎示例,柱的直吊绑扎法,工字形柱绑扎点加固,双肢柱的绑扎点,两面牛腿柱绑扎示例,（2）、起吊,柱布置要点：柱脚靠近基础；绑扎点、柱脚中心、杯口中心三点共弧。,单机吊装1）旋转法：起重机边升钩边转臂，柱脚不动而立起，吊离地面后，转臂插入杯口。（视频）,2）滑行法(视频）,起重机只升钩不转臂，柱脚向前滑动而立起，转臂插入杯口。,柱布置要点：绑扎点靠近基础；绑扎点与杯口中心两点共弧；吊装时：柱脚下设滚木，免柱受振动。,用于：柱重、长，起重机回转半径不足，场地紧无法按旋转法排放，可用桅杆式起重机吊装。,双机先同时提升吊钩;柱子距地m+0.3米后，同时向杯口旋转，再落钩插入杯口。,3）双机抬吊旋转法,4）双机抬吊 滑行法 单机力不够时,双机对立，同时起钩；用滑行道防振动。,（3）、柱子就位与临时固定：,柱入杯口，距底3050，插入8个钢楔，对位、紧楔、落钩，用石块卡住柱脚；高、重柱用缆风绳拉住。,柱的临时固定,(4)、校正：,主要是垂直度用两台经纬仪观测。校正方法：敲打楔子法：柱脚绕柱底转动（10t以下柱）千斤顶平顶法：柱脚绕楔转动（25t以下柱）撑杆校正法：用钢管校正器（10t以下柱）千斤顶斜顶法：（30t以内柱）。千斤顶立顶法：（30t以上柱）,敲打钢钎法校正位置和垂直度,用钢管校正器校正柱子垂直度,丝杠千斤顶构造,丝杠千斤顶校正柱子垂直度,千斤顶立顶法,注意：先校偏差大的面；楔可松不可拔出；垂直度允许偏差：,（5）、最后固定：校正后立即进行；清理湿润，柱脚下空隙大者先灌一层砂浆；分两次灌注细石混凝土（标号比构件提高一级）第一次至楔下，达25%后拔楔灌满；第二次灌的混凝土达70%后方可安上部构件。,2、吊车梁安装,（1）、柱杯口灌缝混凝土达到70%后进行；（2）、两点绑扎，水平起吊，两端设拉绳（溜绳）控制；（3）、就位与临时固定：用垫铁垫平，一般不需临时固定（高宽比4时铁丝与柱捆牢或点焊）；（4）、校正：中小型吊车梁屋盖安完后校正。用拉通线法或平移轴线法校正平面位置；用靠尺或铅锤检查垂直度；砂浆找平表面再铺轨；重型吊车梁边吊边校。（木尺经纬仪）（5）、固定：预埋铁件焊牢，梁柱间及接头处支模浇细石混凝土。,拉通线法校正吊车梁的平面位置,平移轴线法校正吊车梁的平面位置,边吊边校法校正吊车梁的平面位置,吊车梁垂直度校正,3、屋架的吊装,屋架吊装的施工顺序是：绑扎 扶直就位 吊升 对位 临时固定 校正和最后固定,（1）、屋架的绑扎1）位置：上弦结点部位，两头对称。2）方法：跨度18米两点绑扎；跨度1830米四点绑扎；跨度30米应使用铁扁担。3）注意：吊索与水平面夹角45O；吊装前做好加固处理。,(a)两点绑扎,屋架的绑扎,(d)加固与绑扎,(b)四点绑扎,(c)四点绑扎加横吊梁,（2）、屋架的扶直与就位 钢筋混凝土屋架或预应力混凝土屋架一般均在施工现场平卧叠浇。因此，屋架在吊装前要扶直就位，即将平卧制作的屋架扶成竖立状态，然后吊放在预先设计好的地面位置上，准备起吊。扶直方法：正向扶直：升钩升臂 R减小 反向扶直：升钩降臂 R增大 屋架的就位：同侧就位、异侧就位 要点：加垫木垛，端头拉住；立于便于吊装的位置。,屋架扶直,（3）、吊升、就位与临时固定：吊升保持水平，吊索与水平面夹角45O，至柱顶以上用拉绳旋转对位。临时固定：第一榀用四根缆风绳系于上弦，拉住或与抗风柱连接；第二榀以后用工具式支撑（校正器）与前榀连接。（4）、校正、最后固定：校正：用经纬仪检查，要求上弦三点木尺的标志在同 一垂直面内；否则用校正器调整并垫薄钢片；固定：在屋架两端对角同时施焊。,升钩与旋转就位示意图,屋架的临时固定与校正,4、屋面板：安装顺序：自两边檐口对称向屋脊。绑扎起吊：埋有吊环，带钩吊索勾住，四绳拉力相 等，保持水平，可一 机多吊，45。固定：对位后，焊接固定，每间除最后从一块板外，每块与屋架上弦焊接不少于三点。,（三）结构吊装方法：,1、分件吊装法：一种类型的构件吊完后再吊另一种类型的构件。第一次开行柱；第二次开行地梁、吊车梁、连梁；第三次开行屋盖系统（屋架、支撑、天窗架、屋面板）。分件吊装法又分为分层分段流水作业和分层大流水2种。,分件吊装法构件安装顺序,2、综合吊装法：（视频)一个节间全部吊装完后再吊下一个节间。主要用于已安装了大型设备等，不便于起重机多次开行的工程，或要求某些房间先行交工等。,综合吊装法的构件安装顺序,两种方法比较：,（四）、起重机械的平面布置 起重机的平面布置方案主要根据房屋形状及平面尺寸、现场环境条件、选用的塔式起重机性能及构件质量等因素来确定。一般情况下，起重机布置在建筑物外侧，有单侧布置及双侧(或环形)布置2种方案，如图所示。,房屋宽度较小，构件也较轻时，塔式起重机可单侧布置。房屋宽度较大或构件较重时，单侧布置起重力矩不能满足最远构件的吊装要求，起重机可双侧布置。其布置方式有跨内单行布置及跨内环形布置2种，如图所示。,（五）接头处理,1、柱的接头形式 如图所示，有榫式接头、插入式接头和浆锚式接头3种。榫式接头是上柱和下柱外露的受力钢筋用剖口焊焊接，配置一定数量的箍筋，最后浇灌接头混凝土以形成整体；插入式接头 是将上柱做成榫头，下 柱顶部做成杯口，上柱 插入杯口后用水泥砂浆 灌注填实；浆锚式接头 是将上柱伸出的钢筋插 入下柱的顶留孔中，然 后用浇筑柱子混凝土所 用的水泥配制1：1水泥砂浆，或用42.5 MPa水泥配制不低于M30的水泥砂浆灌缝锚固上柱钢筋形成整体。,2、梁柱接头 梁柱接头的做法很多，常用的有明牛腿式刚性接头(如图5.45所示)