一、起重機械的選擇和布置
(一)起重機的選擇
起重機的選擇要根據建築物的結構形式、構件的最大安裝高度、重量及吊裝工程量等條件來確定。對一般框架結構,5層以下的民用建築和高度18m以下的工業建築,選用自行杆式起重機;10層以下的民用建築和多層工業建築多采用軌道式塔式起重機;高層建築(10層以上)可采用爬升式、附著式塔式起重機。起重機的型號主要根據建築物的高度、平麵尺寸、構件的重量以及現有設備條件來確定。
選擇起重機型號時,首先根據建築物的結構情況繪製出剖麵圖。在剖麵圖上注明最高一層各主要構件的重量Qi及所需的起重半徑R,根據所需的最大起重力矩M(M=QiR)及最大起重高度來選擇起重機。
(二)起重機的布置
起重機的布置方案主要根據建築物的平麵形狀、構件的重量、起重機的性能以及現場地形等條件來確定。塔式起重機布置形式主要有以下四種。
1.跨外單側布置
適用於房屋寬度較小(15m左右)、構件重量較輕(20kN左右)的情況。此時起重半徑應滿足R≥b+α(4-12)式中R-塔式起重機吊裝最遠構件時的起重半徑,m;
b——建築物寬度,m;
α——塔式起重機的軌道中心線至建築物外側的距離,一般為3~5m。
2.跨外雙側布置或環形布置
適用於建築物寬度較大、構件較重、起重機不能滿足最遠構件的吊裝要求時。雙側布置時起重半徑應滿足R≥2/b十α(4-13)
3.跨內單行布置
當建築場地狹窄、起重機不能布置在建築物外側或起重機布置在建築物外側而起重機的性能不能滿足構件的吊裝要求時采用。
4.跨內環形布置
構件較重、起重機跨內單行布置時,起重機的性能不能滿足構件的吊裝要求,同時,起重機又不可能跨外環形布置時采用。
二、構件的平麵布置和堆放
預製構件的現場布置方案取決於建築物結構特點、起重機的類型、型號及布置方式。構件布置應遵循以下幾個原則:
(1)預製構件應盡量布置在起重機的工作範圍之內,避免二次搬運。
(2)重型構件盡可能布置在起重機周圍,中小型構件布置在重型構件的外側。
(3)當所有構件布置在起重機工作範圍之內有困難時,可將一部分小型構件集中堆放在建築物附近,吊裝時再用運輸工具運到吊裝地點。
(4)構件布置地點應與該構件安裝到建築物上的位置相吻合,以便在吊裝時減少起重機的移動和變幅,提高生產效率。
(5)構件疊澆預製時,應滿足吊裝順序要求,即先吊裝的底層構件布置在上麵,後吊裝的上層構件布置在下麵。
(6)構件堆放時,同類構件要盡量集中堆放,便於吊裝時查找,同時,堆放的構件不能影響運輸道路的暢通。
裝配式框架結構的柱一般在現場預製,其他構件均在工廠預製。柱的現場布置方式主要有:平行於起重機軌道、垂直於起重機軌道和斜向布置等。平行布置的主要優點是可將幾層柱通長預製,能減少柱接頭的偏差;斜向布置可用旋轉法吊裝,適用較長的柱;當起重機跨內開行時,為使柱的吊裝點在起重半徑內,柱應垂直布置。梁、板等構件一般堆放在柱的外側。
三、結構吊裝方法
多層裝配式框架結構的吊裝方法有分件吊裝法和綜合吊裝法兩種。
1.分件吊裝法
起重機開行一次吊裝一種構件,如先吊裝柱、梁,最後吊裝板。為使已吊裝好的構件盡早形成穩定的結構,分件吊裝法又分為分層分段流水作業和分層大流水作業。
是采用QT1-6塔式起重機吊裝框架結構的示例。由於構件數量不多,用一台起重機在建築物外側環形布置。每一樓層分四個吊裝施工段,每一施工段吊裝時,先吊裝柱,然後吊裝該段的梁,再吊裝樓板。也可將兩個施工段的柱、梁吊裝完畢後,再吊裝這兩段的樓板。
2.綜合吊裝法
起重機在吊裝構件時,以節間為單位一次吊裝完該節間的所有構件,吊裝工作按節問進行。綜合吊裝法一般在起重機跨內開行時采用。
四、構件的吊裝工藝
(一)柱的吊裝
1.柱的綁紮和起吊柱子的長度在12m以內時,一般采用一點直吊綁紮;柱子的長度在14~20m時,則需兩點綁紮並對吊點位置進行驗算。
柱的起吊方法與單層工業廠房柱的吊裝基本相同,一般采用旋轉法。上層柱的底部都有外伸鋼筋,吊裝時應采取保護措施,以防止碰彎鋼筋。外伸鋼筋的保護措施為用鋼管保護柱腳外伸鋼筋,用鋼管三角架套在柱端鋼筋處或用墊木保護等。
2.柱的臨時固定和校正
底層柱插入基礎杯口後進行臨時固定,其臨時固定和校正方法與單層工業廠房柱相同。
上節柱的吊裝須在下節柱最後固定後進行,上節柱吊裝在下節柱的柱頭上時,上柱與下柱的對位工作應在起重機脫鉤前進行,對位方法是將上柱底部中線對準下柱頂部中線,同時測定上柱中心線的垂直度。
臨時固定和校正可采用方木或管式支撐進行。管式支撐為兩端裝有螺杆的鋼管,上端與套在柱上的管箍相連,下端與樓板上的預埋件連接。柱子的校正工作應多次反複進行。第一次在起重機脫鉤後焊接前進行初校;第二次在柱接頭電焊後進行,以校正因焊接引起鋼筋收縮不均而產生的偏差;在柱子與梁連接和樓板吊裝後,為消除荷載和電焊產生的偏差,還要再校正一次。此外,對細而長的多層框架柱,在強烈陽光照射下,由於陽麵和陰麵的溫差會使柱子產生彎曲變形,因此,必須考慮溫差對垂直度的影響而采取相應的措施。
3.柱接頭施工
柱接頭的形式主要有榫式接頭、插入式接頭和漿錨式接頭三種。
(1)榫式接頭。上柱下部有一榫頭承受施工荷載,上柱和下柱外露的受力鋼筋用坡口焊連接,並配置一定數量的箍筋,最後澆灌接頭混凝土形成整體。
(2)插入式接頭。上柱下部做成榫頭,下柱頂部做成杯口,上插入杯口後用水泥砂漿灌注填實。這種接頭不需焊接,吊裝固定方便。
(3)漿錨式接頭。將上柱伸出的鋼筋插入下柱的預留孔內,然後用水泥砂漿灌注縫固上柱鋼筋,形成整體。
(二)梁板的吊裝
1.梁的吊裝
框架結構的梁有一次預製成的普通梁和疊合梁兩種,疊合梁上部留出120~150mm的現澆疊合層,以增強結構的整體性。
梁與柱的接頭形式做法很多,常見的主要有明牛腿式剛性接頭、齒槽式接頭和整體式接頭等。
明牛腿式剛性接頭。這種接頭在梁吊裝後,隻要將梁端預埋鋼板和柱牛腿上的預埋鋼板焊接後,起重機即可脫鉤,然後進行梁與柱的焊接。這種接頭安裝方便,節點剛度大,受力可靠,但牛腿占據了一定空間,多用於多層廠房。
齒槽式接頭。這種接頭是利用柱接頭處的齒槽來傳遞梁端剪力的。梁吊裝時擱置在臨時牛腿上,由於擱置麵積較小,為確保安全,須將梁一端的上部接頭鋼筋焊好兩根後起重機才能脫鉤。
整體式接頭。柱每層一節,上柱帶榫頭,梁擱在柱上,梁底鋼筋按錨固要求向上彎起或焊接,在節點核心區安裝箍筋後,澆築混凝土。第一次燒築至樓板麵,待混凝土強度達到10N/mm2以上後,吊裝上柱。上柱與下柱的鋼筋采用搭接連接,搭接長度為20d,然後第二次澆築混凝土到上柱的榫頭上部,留35mm左右的空隙,用細石混凝土撚縫。
2.板的吊裝
多層框架結構的樓板有預應力密助樓板、預應力槽形板、預應力空心板、組合板等型式,選擇取決於跨度和樓麵荷載。樓麵板一般都是擱置在梁上並與梁焊接,接縫處灌細石混凝土。板的吊裝方法同單層廠房大型屋麵板。
第四節結構安裝工程的安全技術
結構安裝工程的特點是構件重,操作麵小,高空作業多,機械化程度高,多工程上下交叉作業等,如果措施不當,極易發生安全事故。組織施工時,要重視這些特點,采取相應的安全技術措施。
一、防止起重機傾翻措施
(1)起重機的行駛道路必須平整堅實,鬆軟土層要進行處理。如土質鬆軟,需鋪設道木或路基箱。起重機不得停置在斜坡上工作,也不允許起重機兩個履帶一高一低。當起重機通過牆基或地梁時,應在牆基兩側鋪墊道木或石子,以免起重機直接輾壓在牆基或地梁上。
(2)應盡量避免超載吊裝。但在某些特殊情況下難以避免時,應采取措施,如:在起重機起重臂上拉纜繩或在其尾部增加平衡重等。起重機增加平衡重後,卸載或空載時,起重臂必須落到與水平線夾角60°以內。在操作時應緩慢進行。
(3)禁止斜吊。這裏講的斜吊,是指所要起吊的重物不在起重機起重臂頂的正下方,因而當將捆綁重物的吊索掛上吊鉤後,吊鉤滑車組不與地麵垂直,而與水平線成一個夾角。斜吊會造成超負荷及鋼絲繩出槽,甚至造成拉斷繩索。斜吊還會使重物在離開地麵後發生快速擺動,可能碰傷人或其他物體。
(4)應盡量避免滿負荷行駛,如需做短距離負荷行駛,隻能將構件吊離地麵300mm左右,且要慢行,並將構件轉至起重機的前方,用拉繩控製構件擺動。
(5)雙機抬吊時,要根據起重機的起重能力進行合理的負荷分配,並在操作時要統一指揮,互相密切配合。在整個抬吊過程中,兩台起重機的吊鉤滑車組均應基本保持垂直狀態。
(6)不吊重量不明的重大構件設備。
(7)禁止在六級風的情況下進行吊裝作業。
(8)指揮人員應使用統一指揮信號,信號要鮮明、準確。起重機駕駛人員應聽從指揮。
二、防止高空墜落措施
(1)操作人員在進行高空作業時,必須正確使用安全帶。安全帶一般應高掛低用,即將安全帶繩端的鉤環掛於高處,而人在低處操作。
(2)在高空使用撬杠時,人要立穩,如附近有腳手架或已安裝好構件,應一手扶住,一手操作。撬杠插進深度要適宜,如果撬動距離較大,則應逐步撬動,不宜急於求成。
(3)工人如需在高空作業時,應盡可能搭設臨時操作台。操作台為工具式,拆裝方便,自重輕,寬度為0.8~1.0m,臨時以角鋼夾板固定在柱上部,低於安裝位置1~1.2m,工人在上麵可進行屋架的校正與焊接工作。
(4)如需在懸空的屋架上弦行走時,應在其上設置安全欄杆。
(5)在雨期或冬期裏,必須采取防滑措施。如:掃除構件上的冰雪;在屋架上捆綁麻袋,在屋麵板上鋪墊草袋等。
(6)登高用的梯子必須牢固。使用時必須用繩子與已固定的構件綁牢。梯子與地麵的夾角一般以60°~70°為宜。
(7)操作人員在腳手板上通行時,應思想集中,防止踏上挑頭板。
(8)安裝有預留孔洞的樓板或屋麵板時,應及時用木板蓋嚴。
(9)操作人員不得穿硬底皮鞋上高空作業。
三、防止高空落物傷人措施
(1)地麵操作人員必須戴安全帽。
(2)高空操作人員使用的工具、零配件等,應放在隨身佩帶的工具袋內,不可隨意向下丟擲。
(3)在高空氣割或電焊切割時,應采取措施,防止火花落下傷人。
(4)地麵操作人員,應盡量避免在高空作業麵的正下方停留或通過,也不得在起重機的起重臂或正在吊裝的構件下停留或通過。
(5)構件安裝後,必須檢查連接質量,隻有連接確保安全可靠,才能鬆鉤或拆除臨時固定工具。
(6)吊裝現場周圍應設置臨時欄杆,禁止非工作人員入內。