装配式建筑概论：钢结构构件吊装方案

1）起重机械

在钢结构工程施工中，应合理选择吊装起重机械。起重机械类型应综合考虑结构的跨度、高度、构件质量和吊装工程量，施工现场条件，本企业和本地区现有起重设备状况，工期要求，施工成本要求等诸多因素后进行选择。常见的起重机械有汽车式起重机、履带式起重机和塔式起重机等。

工程中根据具体情况选用合适的起重机械。所选起重机的三个工作参数，即起重量、起重高度和工作幅度（回转半径），均必须满足结构吊装要求。

（1）汽车式起重机

汽车式起重机是利用轮胎式底盘行走的动臂旋转起重机，如图3.48 所示。它是把起重机构安装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的一种全回转式起重机。其优点：轮距较宽、稳定性好、车身短、转弯半径小，可在360°范围内工作。但其行驶时对路面要求较高，行驶速度较一般汽车慢，且不适于在松软泥泞的地面上工作，通常用于施工地点位于市区或工程量较小的钢结构工程中。

（2）履带式起重机

履带式起重机是将起重作业部分安装在履带底盘上，行走依靠履带装置的流动性起重机，如图3.49 所示。履带式起重机接地面积大、对地面压力较小、稳定性好、可在松软泥泞地面作业，且其牵引系数高、爬坡度大，可在崎岖不平的场地上行驶。履带式起重机适用于比较固定的、地面条件较差的工作地点和吊装工程量较大的普通单层钢结构。

（3）塔式起重机

塔式起重机分为固定式塔式起重机、移动式塔式起重机、自升式塔式起重机等。其主要特点：工作高度高，起身高度大，可以分层分段作业；水平覆盖面广；具有多种工作速度、多种作业性能，生产效率高；驾驶室高度与起重臂高度相同，视野开阔；构造简单，维修保养方便。塔式起重机是钢结构工程中使用较广泛的起重机械，特别适用于吊装高层或超高层钢结构。

图3.48　汽车式起重机

图3.49　履带式起重机

2）吊具、吊索和机具

行业内习惯把用于起重吊运作业的刚性取物装置称为吊具，把系结物品的挠性工具称为索具或吊索，把在工程中使用的由电动机或人力通过传动装置驱动带有钢丝绳的卷筒或环链来实现载荷移动的机械设备称为机具。

（1）吊具

①吊钩：起重机械上重要取物装置之一，如图3.50 所示。

图3.50　吊钩

图3.51　卸扣

②卸扣：由本体和横销两大部分组成，根据本体的形状又可分为U 形卸扣和弓形卸扣，如图3.51 所示。卸扣可作为端部配件直接吊装物品或构成挠性索具连接件。

③索具套环：钢丝绳索扣（索眼）与端部配件连接时，为防止钢丝绳扣弯曲半径过小而造成钢丝绳弯折损坏，应镶嵌相应规格的索具套环，如图3.52 所示。

图3.52　索具套环

④钢丝绳绳卡：也称为钢丝绳夹、线盘、夹线盘、钢丝卡子、钢丝绳轧头，主要用于钢丝绳的临时连接和钢丝绳穿绕的固定，如图3.53 所示。

图3.53　钢丝绳绳卡

⑤钢板类夹钳：为了防止钢板锐利的边角与钢丝绳直接接触，损坏钢丝绳，甚至割断钢丝绳，在钢板吊运场合多采用各种类型钢板类夹钳（图3.54）来完成吊装作业。

⑥吊横梁：也称为吊梁、平衡梁和铁扁担（图3.55），主要用于水平吊装中避免吊物受力点不合理造成损坏或过大的弯曲变形给吊装造成困难等情况。吊横梁根据吊点不同可分为固定吊点型和可变吊点型，根据主体形状不同可分为一字形和工字形等。

图3.54　钢板类夹钳

图3.55　吊横梁

（2）吊索

①钢丝绳：一般由数十根高强度碳素钢丝先绕捻成股，再由股围绕特制绳芯绕捻而成。钢丝绳具有强度高、耐磨损、抗冲击等优点且有类似绳索的挠性，是起重作业中使用最广泛的工具之一。

②白棕绳：以剑麻为原料捻制而成。其抗拉力和抗扭力较强，耐磨损、耐摩擦、弹性好，在突然受到冲击载荷时也不易断裂。白棕绳主要用作受力不大的缆风绳、溜绳等，也有的用于起吊轻小物件。

（3）机具

①手拉葫芦：又称为起重葫芦、吊葫芦，如图3.56 所示。其使用安全可靠、维护简单、操作简便，是比较常用的起重工具之一。手拉葫芦工作级别，按其使用工况分为Z 级（重载，频繁使用）和Q 级（轻载，不经常使用）。

②卷扬机：在工程中使用的由电动机通过传动装置驱动带有钢丝绳的卷筒来实现载荷移动的机械设备，如图3.57 所示。卷扬机按速度可分为高速、快速、快速溜放、慢速、慢速溜放和调速六类，按卷筒数量可分为单卷筒和双卷筒两类。

图3.56　手拉葫芦

图3.57　卷扬机

③千斤顶：用比较小的力就能把重物升高、降低或移动的简单机具。其结构简单，使用方便，承载能力为1 ～300t。千斤顶分为机械式和液压式两种，如图3.58 所示。机械式千斤顶又分为齿条式和螺旋式两种。机械式千斤顶起重量小，操作费力，适用范围较小；液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故被广泛使用。(www.xing528.com)

图3.58　千斤顶

3）钢结构构件的验收、运输、堆放

（1）钢结构构件的验收

钢结构构件加工制作完成后，应按照施工图和《钢结构工程施工质量验收标准》（GB 50205—2020）的规定进行验收。钢结构构件出厂时，应提供下列资料：

①产品合格证及技术文件。

②施工图和设计变更文件。

③制作中技术问题处理的协议文件。

④钢材、连接材料、涂装材料的质量证明或试验报告。

⑤焊接工艺评定报告。

⑥高强度螺栓摩擦面抗滑移系数试验报告、焊缝无损检验报告及涂层检测资料。

⑦主要构件检验记录。

⑧预拼装记录。由于受运输、吊装条件的限制以及设计的复杂性，有时构件要分两段或若干段出厂，为了保证工地安装的顺利进行，根据需要可在出厂前进行预拼装。

⑨构件发运和包装清单。

（2）钢结构构件的运输

发运的构件，单件超过3 t 的，宜在易见部位用油漆标上质量及重心位置的标志，以免在装、卸车和起吊过程中损坏构件；节点板、高强度螺栓连接面等重要部分要有适当的保护措施，零星部件等要按同一类别用螺栓和铁丝紧固成束或包装发运。

大型或重型构件的运输应根据行车路线、运输车辆的性能、码头状况、运输船只来编制运输方案。在运输方案中，构件的运输顺序要着重考虑吊装工程的堆放条件、工期要求等因素。

运输构件时，应根据构件的长度、质量、断面形状选用车辆；构件在运输车辆上的支点、两端伸长的长度及绑扎方法均应保证构件不产生永久变形、不损伤涂层。构件起吊必须按设计吊点起吊，不得随意更改。公路运输装运的高度极限为4.5 m；如需通过隧道，则高度极限为4 m；构件伸出车身长度不得超过2 m。

（3）钢结构构件的堆放

构件一般要堆放在工厂或施工现场的堆放场。构件堆放场地应平整坚实，无水坑、冰层，地面干燥，有较好的排水设施，同时有供车辆进出的出入口。

构件应按种类、型号、安装顺序划分区域，竖标志牌。构件底层垫块要有足够的支承面，不允许垫块有大的沉降量，堆放的高度应有计算依据——以最下面的构件不产生永久变形为准，不得随意堆高。钢结构产品不得直接置于地上，要垫高200mm。在堆放中，发现有不合格的变形构件，则要严格检查，进行矫正，然后再堆放。不得把不合格的变形构件堆放在合格的构件中，否则会大大地影响安装进度。

对于已堆放好的构件，要派专人汇总资料，建立完善的进出场动态管理制度，严禁乱翻、乱移。同时对已堆放好的构件进行适当保护，避免风吹雨打、日晒夜露。不同类型的钢构件一般不堆放在一起。同一工程的钢构件应分类堆放在同一区域，便于装车发运。

4）钢结构构件的安装

（1）钢柱安装

①安装前检查。在进行钢柱安装前，应按设计要求对建筑物的定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓位置等进行检查，并办理交接验收。

②钢柱起吊。钢柱的吊装利用钢柱上端吊耳进行起吊，起吊时钢柱的根部要垫实，根部不离地，通过吊钩起升与变幅及吊臂回转，逐步将钢柱扶直，待钢柱基本停止晃动后再继续提升，将钢柱吊装到位；不允许吊钩斜着直接起吊构件。

③首节钢柱的安装。首节钢柱安装于±0.00m 混凝土基础上，钢柱安装前先在每根地脚螺栓上拧上螺母，螺母面的标高应为钢柱底板的底面标高。将柱及柱底板吊装就位后，在复测底板水平度和柱子垂直度时，通过微调螺母的方式调整标高，直至符合要求为止。

④上部钢柱的安装。上部钢柱吊装前，先在柱身上绑好爬梯，柱顶拴好缆风绳，吊升到位后，首先将柱身中心线与下节柱的中心线对齐，四面兼顾，再利用安装连接板进行钢柱对接，拧紧连接螺栓，四面拉好缆风绳并解钩。

⑤钢柱的矫正。首先通过水准仪将标高点引测至柱身，将钢柱标高调校到规范规定的范围后，再进行钢柱垂直度校正。钢柱校正时应综合考虑轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素，全面兼顾，每个分项的偏差值都要符合设计及规范要求。

（2）钢梁安装

①钢框架梁安装采用两点吊，就位后先用冲钉将螺栓孔眼卡紧，穿入安装螺栓（其数量不得少于螺栓总数的1/3）。安装连接螺栓时，严禁在情况不明的情况下任意扩孔，连接板必须平整。部分需焊接的平台梁在安装时，要根据焊缝收缩量预留焊缝变形量。每当一节梁吊装完毕，即须对已吊装的梁再次进行误差校正，校正时须与钢柱的校正配合进行。当梁校正完毕后，用大六角高强度螺栓临时固定；对整个框架校正及焊接完毕后，最终紧固高强度螺栓。框架梁安装可采取一吊多根的方式，梁间距应考虑操作安全。

②屋面梁的特点是跨度大（即构件长），侧向刚度很小，为了确保质量、安全，提高生产效率，降低劳动强度，根据现场条件和起重设备能力，最大限度地扩大地面拼装工作量，将地面组装好的屋面梁吊起就位，并与柱连接。可选用单机两点、三点起吊或用铁扁担以减小索具产生的对梁的压力。

③钢吊车梁可采用专用吊耳吊装或用钢丝绳绑扎吊装。钢吊车梁的校正主要包括标高调整、纵横轴线（直线度、轨距）调整和垂直度调整。钢吊车梁的矫正应在一跨（即两排吊车梁）全部吊装完毕后进行。

（3）压型钢板安装

①压型钢板铺设的重点是边、角的处理。四周边缘搭接宽度按设计尺寸，并应认真作业以保证质量。边、角处理前，应认真、仔细地制作边、角样板，然后再下料切角。

②压型钢板如有弯曲、微损，应用木锤、扳手修复，严重破损、镀锌层严重脱落的则应废弃。

③铺放前应对钢梁进行清理，要求无油污、铁锈、干燥、清洁。放板应按预先画好的位置进行，严格做到边铺板边点焊固定，两板沟肋要对准、平直。

④压型钢板作为永久性支承模板，应十分重视两板搭接处的质量，搭接长度不少于5 cm，以保证其牢固度。

⑤安装前检查边模板是否平直，有无波浪形变形，垂直偏差是否在50 mm 以内，对不符合要求的要进行校正。

（4）网架结构安装

①高空散装法：运输到现场的运输单元体（平面桁架或锥体）或散件，用起重机械吊升到高空对位拼装成整体结构的方法。该法适用于螺栓球或高强度螺栓连接节点的网架结构。高空散装法有全支架法（满堂脚手架）和悬挑法两种。全支架法多用于散件拼装；而悬挑法则多用于小拼单元在高空总拼情况，或者球面网壳三角形网格的拼装。

②分条分块法：是高空散装法的组合扩大。为适应起重机械的起重能力和减少高空拼装工作量，将屋盖划分为若干个单元，在地面拼装成条状或块状组合单元体后，用起重机械或设在双肢柱顶的起重设备（钢带提升机、升板机等）垂直吊升或提升到设计位置上，拼装成整体网架结构的安装方法。

③高空滑移法：分条的网架单元在事先设置的滑轨上单条滑移到设计位置拼接成整体的安装方法。此条状单元可以在地面拼成后用起重机吊至支架上，在设备能力不足或其他因素存在时，也可用小拼单元甚至散件在高空拼装平台上拼成条状单元。高空支架一般设在建筑物一端。滑移时网架的条状单元由一端滑向另一端。

④整体吊升法：将网架结构在地上错位拼装成整体，然后用起重机吊升超过设计标高，空中移位后落位固定。此法不需要搭设高的拼装架，高空作业少，易于保证接头焊接质量，但需要起重能力大的设备，吊装技术也复杂。此法以吊装焊接球节点网架为宜，尤其适用于三向网架的吊装。

⑤整体顶升法：可以利用原有结构柱作为顶升支架，也可另设专门的支架或用枕木垛垫高。整体顶升法的千斤顶安置在网架的下面，在顶升过程中应采取导向措施，以免发生网架偏移。整体顶升法适用于点支承网架，在顶升过程中只能垂直地上升，不能或不允许平移或转动。