土木工程施工：单层工厂结构吊装方式

单层工业厂房主要承重构件有基础、柱、吊车梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板、地基梁等。除基础在施工现场就地浇筑外，其他构件均为预制钢筋混凝土构件，按构件的大小和重量在施工现场和预制厂预制。一般大型构件如柱子、屋架等都在施工现场就地制作，其他小型构件多集中在构件预制厂制作、运到现场安装。

7.2.1 构件吊装前的准备工作

构件吊装前必须做好各项准备工作，准备工作主要包括: 场地清理和铺设道路，构件的检查和清理，构件的弹线和编号，基础准备和吊具准备。

1. 场地清理与铺设道路

起重机进场之前，按照现场施工平面布置图，标出起重机的开行路线，清理道路上的杂物和进行平整压实。雨季施工时，要准备好排水设施，以便及时排水。

2. 构件的检查与清理

为保证工程质量，对所有预制构件要进行全面检查。检查的内容包括:

①构件的强度。构件在安装时，混凝土强度应不低于设计对安装所规定的强度，也不低于设计标号的70%; 预应力混凝土构件中，孔道灌浆的砂浆强度不低于15N/mm2。

②构件的外形尺寸。检查构件外形尺寸，接头钢筋、预埋件的位置和尺寸是否正确，吊环的规格、位置，有无损伤。

③构件表面。检查构件表面有无损伤、缺陷、变形，预埋铁件上有无污物，粘结的污物均应加以清除，以免影响拼装及焊接。

3. 构件的弹线与编号

构件经过检查，质量合格后，即可在构件上弹出安装中心线，作为构件安装、对位、校正的依据。外形复杂的构件，还要标出其重心绑扎点的位置。具体要求如下:

(1) 柱子

在柱身三个侧面弹出安装中心线，基础顶面线和地坪标高线。矩形截面柱安装中心线为几何中心弹线; 工字形截面柱，除在矩形截面部分弹出中心线外，为便于观测及避免视差，还应在工字形截面的翼缘部位弹一条与中心线平行的线。所弹中心线的位置应与柱基杯口面上的安装中心线相吻合。此外，在柱顶与牛腿面上还要弹出屋架及吊车梁的安装中心线，如图7.2.1所示。

(2) 屋架

屋架上弦顶面应弹出几何中心线，并从跨度中央向两端分别弹出天窗架、屋面板的安装中心线，端头弹出安装中心线。

(3) 梁两端及顶面弹出安装中心线

在对构件弹线的同时，应按图纸将构件进行编号，以免搞错。不易辨别上下左右的构件，应在构件上用记号标明，以便于安装。

4. 钢筋混凝土杯形基础准备

先检查杯口的尺寸，在柱吊装之前进行杯底抄平和杯底顶面弹线。杯底顶面弹线应弹出十字交叉的安装中心线，其对定位轴线的允许偏差为±10mm。

图7.2.1 柱子弹线图

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

测量杯底标高时，先在杯口内弹出比杯口顶面设计标高低10cm的水平线，随后用尺对杯底标高进行测量，小柱测中间一点，大柱测四个角点，得出杯底实际标高。杯底抄平的具体方法如下:

方法1:

①用水准仪在杯口内壁测一标高线，假定杯口顶面标高为-0.05m，则在杯口内抄上-0.06m的标高线;

②用钢尺自柱子牛腿面在柱身上量出-0.06m标高的位置，并画出标记;

③量出杯口内-0.06m标高线至杯底距离设为a;

④量出柱身上-0.06m标高线至柱脚的距离设为b;

⑤比较a、b大小，a=b，则正好; a＞b，杯底低了，a＜b，杯底高了。

方法2:

①测出杯底原有标高 (小柱测中间一点，大柱测四个角点);

②量出柱脚底面至牛腿面的实际长度，结合柱脚底面制作误差调整。

［例7.2.1］测出杯底原有标高为-1.2m，牛腿面设计标高为7.8m，而柱脚至牛腿面的实际标高为8.95m，则杯底标高调整值为

h= (7.80+1.20) -8.95=0.05m

则杯底应加高50mm，用水泥砂浆抄平。

杯底高或低超过10mm，应结合柱底面的平整程度，用水泥砂浆或细石混凝土将杯底抹平，垫至所需标高。标高允许偏差±5mm。

杯底抹平后，应将杯口盖上，以防止杂物落入。回填土时，基础周围的土面最好低于杯口，以免泥土及地面水流入杯口。

5. 吊具的准备

结构安装之前，要准备好吊装时使用的辅助工具，如吊钩、吊索、卸甲、横吊梁等。为临时固定柱子和调整构件的标高，应准备好各种规格的铁垫片、木楔或钢楔，以及构件最后固定焊接所需要的电焊机和电焊条。

(1) 吊钩

吊钩一般分单钩、双钩和吊索三种，一般均附于起重机上。单钩用于起吊150kN以下的构件，双钩用于起吊500kN以上的构件，吊索用于起吊1000kN以上的构件。吊钩用优质碳素钢锻成，并经退火处理，一般要求使用中表面光滑、无裂纹和剥落。

(2) 吊索

吊索又称千斤绳，主要用于构件的绑扎以便起吊。吊装用的钢丝绳要求质地柔软，容易弯曲，一般要求直径大于11mm。吊索根据形势不同，分为环形吊索和开口吊索 (8股头吊索)，如图7.2.2所示。

图7.2.2 吊索示意图

为保证吊装安全，吊装过程中吊索的拉力不允许超过钢丝绳的允许拉力，吊索的拉力取决于所吊构件重量及吊索水平夹角α，α愈小，吊索受力愈大，在条件允许的情况下应尽量加大夹角α，每根吊索所受的拉力可按下式计算 (见图7.2.3)。

图7.2.3 吊索拉力计算简图

两支吊索时

四支吊索时

式中: P—每根吊索的拉力 (kN);

Q—吊装构件的重量 (kN);

α、β—吊索与水平线的夹角，应不小于30°，一般可以取45°～60°。

(3) 钢丝绳夹头 (卡扣)

钢丝绳夹头 (卡扣) 主要用于固定钢丝绳端部和连接用，常用的形式有骑马式、压板式和拳握式三种，应用最广泛的是骑马式夹头。选用夹头时必须使U形的内净距等于钢丝绳的直径，避免钢丝绳连接受力后产生滑移现象。钢丝绳夹头的形式如图7.2.4所示。

图7.2.4 钢丝绳夹头示意图

(4) 横吊梁 (铁扁担)

横吊梁主要用于屋架和柱的吊装，其作用主要是为了降低起吊高度，减少吊索的拉力和吊索的水平分力对构件的压力。常用的横吊梁有滑轮横吊梁、钢板横吊梁和钢管横吊梁。滑轮横吊梁一般用于吊装80kN以内的柱 (见图7.2.5); 钢板横吊梁用于吊装100kN以下的柱，该横吊梁是由3号钢板制作而成 (见图7.2.6); 钢管横吊梁一般用于吊屋架，钢管长度6～12m (见图7.2.7)。

7.2.5 滑轮横吊梁示意图

吊杆; 2—滑轮; 3—吊索

图7.2.6 钢板横吊梁示意图

1—挂吊钩孔; 2—挂卡环孔

图7.2.7 钢管横吊梁示意图

7.2.2 构件吊装工艺

单层工业厂房预制构件的吊装过程包括绑扎、起吊、对位、临时固定、校正和最后固定等工序，一般应根据结构的类型，构件的重量和长度选用不同的吊装方法。

1. 柱子的吊装

(1) 柱子的绑扎

柱子的绑扎方法、绑扎点数目和位置，要根据柱子的形状、断面、长度、重量和起重机性能等因素确定。一般中小型柱 (重130kN以下) 一点绑扎，绑扎点在牛腿下200mm处; 重型柱或配筋少且细长的柱 (如抗风柱)，为防止起吊过程中柱身断裂，应两点绑扎; 工字形截面和双肢柱绑扎点应选在实心处，否则，应在绑扎位置用方木加固翼缘，以免翼缘在起吊时损坏。

常用的绑扎方法有: 斜吊绑扎法、直吊绑扎法、两点绑扎法。

①斜吊绑扎法。平放起吊，绑扎点在牛腿一侧，柱起吊后呈倾斜状态，当柱平卧起吊的抗弯能力满足要求时采用。该方法的优点是起吊时柱不需要翻身，吊钩可以低于柱顶，可以降低起吊高度。其缺点是因柱身倾斜，就位时对中较困难。如图7.2.8所示。

图7.2.8 斜吊绑扎法示意图

1—吊索; 2—活络卡环; 3—柱; 4—棕绳; 5—铅丝; 6—滑车

②直吊绑扎法。当柱子平放起吊抗弯强度不足时，先将柱翻身后再绑扎起吊，绑扎点在牛腿两侧，吊索从柱的两侧分别卡住卡环，上端通过卡环或滑轮挂在横吊梁上，柱起吊时横吊梁位于柱顶，柱身呈直立状态，便于垂直插入杯口。该方法的优点是便于柱的对中、校正。其缺点是因铁扁担必须高过柱顶，因此，需要较大的起重高度。如图7.2.9所示。

图7.2.9 柱的翻身及直吊绑扎法示意图

③两点绑扎法。当柱身较长，一点绑扎不能满足要求时，采用两点绑扎起吊，绑扎点位置应使两根吊索合力作用线高于柱子重心，这样柱子在起吊过程中，可以自行转为直立状态。如图7.2.10所示。

图7.2.10 两点绑扎法示意图

(2) 柱子的吊升

柱子的吊升方法，根据柱子的重量、现场预制构件情况和起重机性能而定，按起重机的数量可以分为单机起吊和双机抬吊; 按吊装方法可以分为旋转法和滑行法。

采用单机吊装时一般采用旋转法和滑行法。

①旋转法。采用旋转法吊装柱，柱的平面布置要做到杯口中心、柱脚中心和绑扎点中心三点共弧。起重机起吊时，起重半径不变，边升钩边回转起重臂，使柱绕柱脚旋转而转为直立状态后，吊离地面插入杯口。采用旋转法吊装柱，在吊装过程中柱所受振动小，生产率较高，但对起重机的机动性要求高。如图7.2.11所示。

②滑行法。采用滑行法吊装柱，柱的平面布置要做到绑扎点与杯口共弧。起吊时起重机不旋转，只升起重钩，使柱脚随着吊钩上升而逐渐向前滑升，直到柱身直立。

图7.2.11 旋转法吊柱示意图

滑行法适用于柱子较重、较长，柱子无法按旋转法布置时采用，为减少柱脚与地面的摩擦力，需要在柱脚下设置托板、滚筒，并铺设滑行道。滑行法与旋转法相比较，柱身受震动较大，耗费一定的滑行料。如图7.2.12所示。

图7.2.12 滑行法吊柱示意图

1—柱子平卧时; 2—起吊中途; 3—直立

(3) 就位和临时固定

柱脚插入杯口后，应悬离杯底2～3cm进行对位，对位时先沿柱子四周放入8只楔块，并用撬棍拨动柱脚使柱子的安装中心线对准杯口的安装中心线，保持柱子基本垂直，对位完成后可以落钩将柱脚放入杯底，并复查对线，符合要求后即可将楔块打紧，使之临时固定。高大重型且杯口较浅的柱子除采用以上措施临时固定外，还应设置缆风绳拉锚。如图7.2.13所示。

(4) 柱子的校正

柱子的校正应在吊车梁、屋架等构件未安装之前进行，柱子的校正主要包括平面位置校正、柱子标高校正和垂直度校正。

图7.2.13 柱临时固定

; 2—楔块; 3—杯形基础; 4—石子

平面位置的校正，在柱子临时固定时已对准安装中心线，若还有误差，可以用钢纤打入杯口校正或用千斤顶侧向顶移纠正。标高的校正在杯口调整时已做好，若还有误差可以在校正吊车梁时用调整砂浆垫层或垫板厚度予以纠正。所以柱子吊装后主要是校正垂直度。

柱子垂直度的校正，用经纬仪和垂球进行校正，用经纬仪校正时，要用两台经纬仪在相互垂直方向对准柱子正面和侧面中心，经纬仪的设置点至所测柱子的距离为柱高的1.5倍，当观测中间柱时不能沿两个垂直方向同时观测，此时顺柱纵轴线经纬仪的设置点与柱横轴线的夹角α要大于75°。如图7.2.14所示。

图7.2.14 柱子垂直度校正示意图

柱子垂直度校正时，要使柱子的上、下中线与经纬仪的竖线相吻合，观测变截面的柱子垂直度时，经纬仪要架在柱子的设计轴线上，以免产生较大误差。柱子垂直度的调整可以采用敲打楔块、千斤顶斜撑、撑杆校正等，实际工程中用得最多的是撑杆校正法，如图7.2.15所示。

图7.2.15 撑杆校正示意图

头部摩擦板; 3—底板; 4—转动手柄; 5—钢丝绳; 6—楔块

(5) 柱子的最后固定

柱子的最后固定应在柱子校正后立即进行，柱子的最后固定就是用细石混凝土将柱与杯口之间缝隙浇筑密实，使柱完全嵌固在基础内。

浇筑前首先将杯口内垃圾清理干净，并用水湿润，接着配置比柱子高一等级的细石混凝土。浇筑混凝土时分两次进行，第一次浇至楔块底面，混凝土达到25%强度后，把楔块拔出，再浇至杯口顶面。第一次浇筑混凝土后，应立即检查柱子的垂直度，若有偏差立即纠正。

2. 吊车梁吊装

吊车梁的吊装必须在柱子最后固定好，接头的二次浇筑混凝土强度达到70%以上进行。吊车梁吊装其安装过程包括: 绑扎、起吊、就位、校正、最后固定。

(1) 绑扎、起吊、就位

吊车梁采用两点绑扎，对称布置，两根吊索等长，起吊时吊钩对准重心，使构件起吊后保持水平。当梁吊至离牛腿面10cm时，用人力扶正，使吊车梁的安装中心线对准牛腿面安装中心线，然后缓慢落钩，进行对位。当吊车梁高度与宽度之比大于4时，脱钩前应用22号铁丝将梁与柱绑在一起防止倾倒。

若对位不准，吊起重新进行对位，不允许用撬棍撬动吊车梁，因柱纵向刚度较差，若用撬棍撬动会使柱身弯曲，产生水平位移。

(2) 校正、最后固定

吊车梁的校正应在屋面构件安装、校正和最后固定后进行。校正内容主要包括标高校正、垂直度校正和平面位置校正。

吊车梁的标高校正，在杯底调整时已做好，不会有很大出入，若仍有误差可以在铺轨前抹一层砂浆解决。吊车梁垂直度的校正可以用靠尺和线锤进行，如图7.2.16所示。

7.2.16 吊车梁垂直度的校正示意图

吊车梁平面位置校正包括直线度 (同一纵轴线上的各梁的中线在一条直线上) 校正和跨距校正两项。一般6m长，50kN以内的吊车梁可以采用拉钢丝法和仪器放线法校正;12m长及50kN以上吊车梁，因吊车梁较重脱钩后校正比较困难，常采用边吊边校法。

①拉钢丝法 (通线法)。以两端柱中心线量出吊车梁中心线，并打上木桩，将经纬仪架在两端吊车梁中心线处，将两端四根吊车梁位置校正准确，并检查跨距是否符合要求，然后在吊车梁两端设置支架或垫块 (约高200mm)，拉上16～18号钢丝，钢丝两端各悬重物将钢丝拉紧，并以此线为准，校正中间各吊车梁的轴线，使每个吊车梁的中心线均在钢丝这条直线上。如图7.2.17所示。

1—通线; 2—支架; 3—经纬仪; 4—木桩; 5—柱子; 6—吊车梁; 7—重物

图7.2.17 拉钢丝法校正吊车梁示意图

②边吊边校法。在厂房跨度一端，距吊车梁纵轴线400～600mm的地面上架设经纬仪，使经纬仪的视线与吊车梁的中心线平行，然后在一木尺上画上两条短线B、C，其距离必须和仪器视线至吊车梁中心线相等。校正时将B线与吊车梁纵轴线重合，用经纬仪观测木尺C线，同时指挥拨动吊车梁，使C线与望远镜内丝重合为止。如图7.2.18所示。吊车梁安装的垂直度及标高的允许误差，均在±5mm以内，中心线允许误差也不得超过±3mm。

吊车梁校正完毕即进行最后固定，将吊车梁与牛腿上的预埋件焊接，在梁接头处支侧模，浇筑细石混凝土。但预应力鱼腹式吊车梁最后固定一般在安装完毕半年以后进行，过早固定，将会由于混凝土收缩、徐变使梁端产生裂缝。

图7.2.18 吊车梁的边吊边校法示意图

3. 屋架的吊装

单层工业厂房钢筋混凝土屋架，由于场地限制，一般采用现场平卧叠浇。屋架的吊装顺序为: 绑扎、翻身、就位、吊升、对位、临时固定、最后固定。

(1) 屋架的绑扎

屋架的绑扎点应选择在上弦节点处，左右对称，并高于屋架中心，吊点的数目由设计单位确定。屋架绑扎时，吊索与水平线的夹角α不宜小于45°，以免屋架承受过大的横向压力。若加大夹角α，吊索过长，为降低起吊高度和减小吊索对屋架上弦的轴向压力，可以采用横吊梁。

屋架的绑扎方法是，当屋架跨度小于或等于18m时，两点绑扎; 当跨度为18～24m时，采用四点绑扎; 当屋架跨度为30～36m时，为降低起吊高度，借助横吊梁四点绑扎。如图7.2.19所示。

图7.2.19 屋架绑扎方法示意图

屋架吊装时，钢筋混凝土屋架、三角形组合屋架和侧向刚度差屋架，应绑两道以上杉槁，作为临时加固。

(2) 屋架的扶直、就位

①屋架的扶直。由于屋架在现场平卧预制，安装前先要翻身扶直，并将其吊运到预定地点。屋架的扶直分为正向扶直和反向扶直，如图7.2.20所示。

图7.2.20 屋架的扶直就位示意图

屋架扶直时，由于受自重影响，改变了杆件的受力性质 (平面外受力)，特别是上弦杆极易弯曲，造成屋架损伤。因此，屋架扶直时必须采取一定措施，严格遵守操作规程，保证施工安全。

屋架的正向扶直: 起重机位于屋架下弦一侧，吊钩对准屋架上弦中点，然后收钩、起臂使屋架脱模，接着再升钩起臂，使屋架以下弦为轴，慢慢转为直立状态。

屋架的反向扶直: 起重机位于屋架上弦一侧，吊钩对准屋架上弦中点，收钩、降臂使屋架脱模，然后再收钩降臂，使屋架以下弦为轴慢慢转为直立状态。

屋架正向扶直和反向扶直最大的区别，是在扶直过程中，一为升臂，一为降臂，起重机操作过程中升臂比降臂易于操作，且容易保证构件安全，一般尽可能采用正向扶直。

②屋架的就位。屋架扶直后应立即就位，屋架就位位置和起重机的性能、场地大小和安装方法有关，一般靠柱边斜放就位或3～5榀为一组平行柱边纵向就位。屋架就位按就位方式又分为同侧就位和异侧就位。

同侧就位: 屋架的预制位置和就位位置在同一侧，如图7.2.20 (a) 所示。

异侧就位: 屋架的预制位置和就位位置在相反一侧，如图7.2.20 (b) 所示。

另外，屋架在扶直过程中，为避免屋架突然悬空，屋架的下弦部位，必须垫以方木(方木可以搭成井字形，高度与下一榀屋架面一般高)，以作为屋架扶直时的支点，如图7.2.21所示。屋架就位后，应用支撑和8号铁丝等与已安装好的柱和屋架拉牢，以保证屋架的稳定。

(3) 屋架的吊装、对位和临时固定

按构件的重量屋架吊装分为单机起吊和双机抬吊，一般应尽量采用单机起吊，若构件重量较重，单机起吊不能满足要求，可以采用双机抬吊，采用双机抬吊时要详细制定吊装方案，避免起重机在双机抬吊过程中不同步，使构件在空中扭断。

采用单机起吊时，先将屋架从就位位置吊离地面50mm左右，然后转到吊装位置下方，接着再将屋架吊到离柱顶30mm左右，用两端拉绳旋转屋架的方向，使其基本对准安装中心线，随后缓慢落钩进行对位。屋架对位后，应立即进行临时固定。

图7.2.21 重叠浇筑的屋架翻身示意图

1—屋架; 2—方木

第一榀屋架为单片结构，侧向稳定性差，同时还是第二榀的支撑，所以必须做好第一榀屋架的临时固定，一般用四根缆风绳从屋架两边拉牢。

第二榀屋架以及其余各榀屋架，都通过工具式支撑支撑在前一榀屋架上，工具式支撑由φ50的钢管制成，两端各有两支撑脚，撑脚上有可调节的螺拴，使用时旋紧撑脚上的螺拴，即可将屋架可靠固定。如图7.2.22所示。

屋架经校正，安装若干屋面板后，才可将支撑取下。

图7.2.22 工具式支撑示意图

(4) 屋架的校正、最后固定

屋架校正主要校正垂直偏差，垂直偏差的校正可以采用经纬仪和线锤进行校正。用经纬仪检查屋架垂直偏差的方法是，将仪器放在被检查屋架的跨外，距屋架中线500mm左右，观测屋架两端和中间所挑出的木尺上的标记，若有偏差，转动工具式螺栓进行调整。如图7.2.23所示。

用线锤检查时，木尺设置的方法与经纬仪检查方法相同，木尺的标记距屋架中心线的距离为300mm，观测时在屋架两端的木尺标记处拉一通线，从屋架顶端中间木尺标记处向下垂球，以观测木尺的三个标记是否在一个平面上，若有偏差，转动工具式支撑进行调整。

屋架经校正无误后，立即用电焊焊牢，焊接时应对角施焊，避免预埋铁板受热变形。

4. 屋面板安装

屋面板一般埋有吊环，用吊钩钩住吊环即可吊装，为加快吊装进度，屋面板的吊装一般采用一钩多吊。安装顺序从两侧檐头板开始左右对称铺向屋脊，对位后立即与屋架上弦焊牢，屋面板一般要施焊三点。

图7.2.23 屋架的校正示意图

1—工具式支撑; 2—标尺; 3—经纬仪

7.2.3 结构吊装方案

单层工业厂房结构吊装方案包括起重机的选择、起重机开行路线、构件平面布置和结构安装方法。

1. 起重机型号的选择

履带式起重机的型号应根据所吊装构件的尺寸、重量以及吊装位置来确定。所选型号的起重机的三个工作参数，起重量Q、起重高度H和超重半径R，均应满足结构吊装的要求。

(1) 起重量

起重机的起重量必须大于所吊装构件的重量与索具重量之和，即

Q≥Q1+Q2　(7.2.3)

式中: Q——起重机的起重量 (kN);

Q1——构件的重量(kN);

Q2——索具的重量(kN)。

(2) 起重高度

起重机的起重高度必须满足所吊构件的吊装高度要求，如图7.2.24所示，对于单层工业厂房吊装应满足

H≥h1+h2+h3+h4　(7.2.4)

式中: H——起重机的起重高度 (m)，从停机面算起至吊钩;

h1——安装支座表面高度(m)，从停机面算起;

h2——安装空隙，一般不小于0.3m;

h3——绑扎点至所吊构件底面的距离(m);

h4——索具高度(m)，自绑扎点至吊钩中心，视具体情况而定。

(3) 起重半径

当起重机可以不受限制地开到所吊装构件附近去吊装构件时，可以不验算起重半径。但当起重机受限制不能靠近吊装位置去吊装构件时，则应验算当起重机的起重半径为一定值时的起重量与起重高度能否满足吊装构件的要求。

图7.2.24 起重机的起吊高度示意图

(4) 起重机最小杆长的决定(www.xing528.com)

当起重机的起重杆必须跨过已安装好的屋架去安装屋面板时，为了不与屋架相碰撞，必须求出起重机的最小杆长。求起重机的最小杆长一般可以采用数解法。如图7.2.25所示。

图7.2.25 数解法求最小起重臂长

式中: L——起重杆的长度 (m);

h——起重杆底铰至构件吊装支座的高度(m)，h=h1-E;

f——起重钩需跨过已吊装结构的距离 (m);

g——起重杆轴线与已吊装屋架之间的水平距离，至少取1m;

E——起重杆底铰至停机面的距离 (m);

a——起重杆的仰角。

为了求得起重机的最小杆长，可以对上式进行微分，并令=0，则

故

a=arctan 3 h f+■g(7.2.6)

将a值代入式 (7.2.5)，即可得出所需起重杆的最小长度。据此，选用适当的起重杆长，然后根据实际采用的L及a值，计算出起重半径R

R=F+Lcosa　(7.2.7)

式中: F——起重机吊杆枢轴中心距回转中心距离。

根据起重半径R和起重杆长L，查起重机性能表或曲线，复核超重量Q及起重高度H，即可根据R值确定出起重机吊装屋面板时的停机位置。

2. 起重机台数的确定

起重机台数应根据厂房的工程量、工期长短和起重机的台班产量，按下式计算确定

式中: N—起重机台数;

T——工期 (d);

C——每天工作班数;

K——时间利用系数，一般取0.8～0.9;

Qi——每种构件的安装工程量(件或吨);

pi——起重机相应的产量定额(件/台班或吨/台班)。

此外，决定起重机台数时，还应考虑到构件装卸、拼装和就位的需要。当起重机数量已定，可以用公式 (7.2.8) 计算所需工期或每天应工作的天数。

3. 结构吊装方法

单层工业厂房结构的吊装方法有以下两种，分件吊装法和综合吊装法。

(1) 分件吊装法

起重机每开行一次，仅吊装一种或几种构件。通常分三次开行吊装完全部构件。

第一次开行，吊装全部柱子，经校正及最后固定; 第二次开行，吊装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑 (第二次开行接头混凝土强度需达到70%设计强度后，方可进行); 第三次开行，依次按节间吊装屋架、屋面支撑、屋面构件 (屋面板、天窗架、天沟等)。如图7.2.26所示。

分件吊装法的优点是每次吊装同类构件，构件可以分批进场，索具不需经常更换，吊装速度快，能充分发挥起重机效率，也能为构件校正、接头焊接和浇筑接头混凝土、养护提供充分的时间。其缺点是不能为后续工序尽早提供工作面，起重机的开行路线较长。

(2) 综合吊装法

以节间为单位，起重机每移动一次吊装完节间所有构件。吊装的顺序如图7.2.27所示。即先吊装四根柱子，并加以校正和最后固定; 随后吊装这个节间内的吊车梁、连系梁、屋架和屋面板等构件。一个节间的全部构件吊装完后，起重机移至下一个节间进行吊装，直至整个厂房结构吊装完毕。

图7.2.26 分件吊装时的构件吊装顺序

图7.2.27 综合吊装时的构件吊装顺序

综合吊装法方法的优点是: 开行路线短，停机次数少，为后续工种提早让开工作面，加快了施工进度，缩短了工期。其缺点是: 由于同时吊装不同类型的构件，索具更换频繁，吊装速度慢，使构件供应紧张且平面布置复杂，构件的校正困难等。因此目前该方法很少采用。但对于某些特殊结构 (如采用门式框架结构) 或采用桅杆式起重机，因移动比较困难，可以采用综合吊装法。

4. 起重机开行路线及现场预制构件的平面布置

起重机开行路线与停机位置与起重机的性能、构件重量、现场预制构件布置方式和结构安装方法有关。单层工业厂房除柱、屋架、吊车梁等较重构件在施工现场预制外，其余构件都在预制厂预制。

(1) 吊柱起重机开行路线和柱的预制构件平面布置

1) 吊柱起重机开行路线

如图7.2.28所示，吊柱起重机开行路线根据厂房跨度、起重机性能、柱的平面布置方式等，分为跨中开行或跨边开行。

①当起重半径R≥L/2时，起重机沿跨中开行，每个停机点吊2根柱(见图7.2.28 (a));

图7.2.28 吊柱起重机开行路线

②当起重半径时，起重机沿跨中开行，每个停机点吊四根柱(见图7.2.28 (b));

③当起重半径R＜L/2时，起重机沿跨边开行，每个停机点吊一根柱 (见图7.2.28 (c));

④当起重半径时，起重机沿跨边开行，每个停机点可以安装两根柱 (见图7.2.28 (d))。

式中: R——吊柱时起重机的计算起重半径;

L——厂房跨度;

b——柱的间距;

a——起重机开行路线跨边的距离 (m)。

若柱跨外布置，起重机开行路线可以按跨边开行计算，每个停机点可以吊1根或2根柱。

2) 柱的预制平面布置

柱子的布置方式与场地大小、安装方法有关，柱子的预制位置即为吊装阶段的就位位置，一般有两种，即柱子的斜向布置、纵向布置。

〈1〉柱子的斜向布置

柱子若采用旋转法起吊，场地空旷，可以按三点共弧布置，即杯口中心、柱脚中心和绑扎点中心共弧。具体布置方法如下:

①确定起重机开行路线到柱基的中线距离a (见图7.2.29)，a值与起重机性能、构件尺寸、重量和吊柱时的起重半径有关，一般要求

Rmin＜a＜Rmax(计算值)

同时，起重机开行路线不要通过回填土地段和过分靠近构件，防止起重机回转时起重机尾部与构件相撞。

②确定停机点，停机点的确定方法是，以要安装的柱基基础杯口为中心，以吊该柱的起重半径画弧，弧交于开行路线上的O点，O点即为安装这根柱子的停机点。

图7.2.29 柱子的斜向布置

③确定柱子的预制位置，以停机点O为圆心，OM为半径画弧，在弧上靠近柱基选一点K (K点为柱基中心)，以K点为中心，以柱脚到绑扎点的距离为半径画弧，两弧相交于S，连接KS线，得出柱预制时的中心线，按中心线可以画出柱子的模板位置图。量出柱顶、柱脚中心点到纵、横轴线的距离A、B、C、D作为支模时的参考。

布置柱子时，由于场地限制或柱身过长无法按三点共弧布置，可以采用绑扎点或柱脚与杯口两点共弧布置，如图7.2.30所示。这种布置方式起重机起吊时，需要改变起重半径，工作效率低，也不安全。

图7.2.30 柱子的两点绑扎

〈2〉柱子的纵向布置

由于场地限制或柱子重量较轻，为节约场地且方便构件制作，可以考虑柱子顺柱轴线纵向布置。柱子纵向布置时，起重机的停机点可以布置在两柱基的中点，使OM1=OM2，这样每一个停机点可以吊2根柱，如图7.2.31所示。

为节约模板，减少用地，柱子斜向布置和纵向布置时，均可以采用两柱叠浇预制，两柱叠浇预制时要刷隔离剂，浇筑上层柱时要等下层混凝土强度达到5.0N/mm2时方可进行。当采用纵向布置时，若柱长大于12m，两柱叠浇排成两行; 若柱长小于12m，两柱叠浇排成一行。

图7.2.31 柱子的纵向布置

柱子预制时，跨内预制牛腿应面向起重机，跨外预制牛腿应背向起重机。

(2) 吊屋架及屋盖系统起重机开行路线和屋架预制构件平面布置

①吊屋架及屋盖系统起重机沿跨中开行或稍偏于跨中一点开行，屋架扶直时起重机沿跨内开行。

②屋架预制构件平面布置。为便于吊装，屋架一般在跨内叠层预制，每叠3～4榀。布置的方式有: 正面斜向布置、正反斜向布置、正反纵向布置。如图7.2.32所示。

图7.2.32 屋架的布置

屋架采用正面斜向布置时，下弦与厂房纵轴线的夹角α一般为10°～20°。预应力混凝土屋架，当采用钢管抽芯法两端抽管时，屋架两端应留出+3m的一段距离(L为屋架的跨度) 作为抽管穿筋的场地; 当一端抽管时，应留出L+3m的距离。另外，每两垛屋架之间应留1m空隙，以便支模和浇筑混凝土。

(3) 吊车梁布置

吊车梁现场预制时可以靠柱基纵轴线或略作倾斜布置，亦可以插在柱子空档中预制。

(4) 安装阶段构件的就位和堆放

安装阶段构件的就位和堆放主要是指柱已安装完毕，其他构件的就位位置。包括屋架的扶直就位、吊车梁、屋面板等的运输和堆放等。

1) 屋架的扶直就位，按就位方式可以分为柱边斜向就位和柱边纵向就位。

〈1〉屋架的斜向就位

①确定起重机的开行路线及停机点

开行路线: 吊屋架沿跨中开行，也可以稍偏于跨中一点开行，确定出开行路线。

确定停机点: 以吊装某轴线(如②轴线) 的屋架中点M2为圆心，以吊该屋架的起重半径为半径画弧，交于开行路线O2点，O2点即为吊②轴线屋架的停机点。

②确定屋架的就位范围

屋架一般靠柱边就位，离柱边不小于200mm，柱可以作为屋架的临时支撑，确定出P-P线; 在吊屋架及屋面板的过程中起重机回转时不要与已就位的屋架相碰撞，设起重机尾部至机身回转中心的距离为A，则距开行路线A+0.5m范围内，不宜布置构件，确定出Q-Q线; 确定出屋架的就位范围。

③确定出屋架的就位位置

确定出屋架的就位范围后，取P-Q的中线作为屋架就位的中点，定为H-H线。具体每一榀屋架的就位中点按以下方法确定。

以②轴线为例，以停击点O2为中心，安装屋架时的起重半径为半径画弧，交于H-H线的G点，G点就是第二榀屋架的就位中心点; 再以G为中心，以屋架跨度的一半为半径画弧，交于P-P、Q-Q两线于E、F两点，连接E、F就为②号屋架的就位位置，其他屋架的就位位置均按该方法确定，但①号屋架的就位位置由于抗风柱的阻挡，可以退到②号屋架的附近就位。如图7.2.33所示。

图7.2.33 屋架的斜向就位

〈2〉屋架的纵向就位

由于场地窄小，屋架无法斜向就位，可以4～5榀屋架为一组靠柱边纵轴线就位。

就位时屋架与屋架之间，柱与屋架之间净距离不小于20cm，相互之间用8号铁丝及支撑拉紧撑牢。每组屋架之间应留3m左右的间距作为横向通道，每组屋架的就位中心大致安排该组屋架倒数第二榀安装轴线之后2m处。屋架绑扎和吊装时不要在已安装好的屋架下面进行，以免和已安装好的屋架相碰撞。如图7.2.34所示。

图7.2.34 屋架的成组纵向就位

2) 吊车梁、连系梁、屋面板的运输和堆放

若单层工业厂房的吊车梁、连系梁、屋面板在预制厂预制，吊装之前要运到工地，为保证工程质量，构件运输和堆放时必须满足运输和堆放的要求。

〈1〉运输要求

①运输时混凝土构件应有足够的强度，梁、板类构件不低于设计强度的75%;

②构件在车上的支承位置应尽可能接近设计受力状态，支承要牢固;

③运输道路应平坦，要有足够的转弯半径和路面宽度，对载重汽车转弯半径不小于10m; 半拖式拖车不小于15m; 全拖式拖车不小于20m。

〈2〉堆放要求

①吊车梁、连系梁在柱列附近，跨内、跨外均可，堆垛高度2～3层，有时也可以不就位，直接从运输车上吊到设计位置。

②屋面板就位，跨内、跨外均可，按起重半径跨内就位时，需后退3～4个节间开始堆放; 跨外就位时，需后退1～2个节间开始堆放。堆垛高度6～8层。

构件堆放时，要按接近于设计状态放在垫木上，重叠构件之间也要加以垫木，而且上下层垫木应在同一垂直线上。另外，构件之间应留20cm的孔隙，以免构件吊装时相碰撞。

7.2.4 单层工业厂房吊装实例

某工厂机械加工车间为钢筋混凝土单层工业厂房，跨度为18m，厂房长72m，柱距6m，共有12开间，建筑面积为1353.6m，厂房的主要承重结构为装配式工字型柱、T形吊车梁、预应力折线型屋架和大型屋面板等。厂房柱、屋架均为现场工地预制，吊车梁、连系梁、基础梁、屋架下弦横向水平支撑、柱间支撑和屋面板等均在工厂预制，吊装前运往工地现场就位。单层工业厂房平面布置图如图7.2.35所示，单层工业厂房平面图及剖面图如图7.2.36、图7.2.37所示; 主要构件的重量及安装标高如表7.2.1所示。试拟定结构吊装施工方案。

图7.2.35 厂房平面布置图

图7.2.36 车间柱网平面图 (单位: mm)

图7.2.37 车间剖面图 (单位: mm)

表7.2.1 车间吊装构件一览表

1. 结构吊装方案的确定

结构吊装方案的确定主要包括起重机的选择、结构吊装方法、起重机开行路线与预制构件的平面布置。该车间是钢筋混凝土单层工业厂房，其结构构件的吊装拟选用履带式起重机。结构吊装方法拟采用分件吊装法进行吊装作业，起重机开行路线拟分三次开行，对各种构件分别进行吊装。第一次开行吊装柱子，经校正及最后固定; 第二次开行吊装地基梁、连系梁、吊车梁、柱间支撑及屋架扶直等 (第二次开行接头混凝土强度必须达到70%设计强度后，方可进行吊装); 第三次开行以节间为单位，依次吊装屋架、屋面支撑、屋面构件 (屋面板、天沟) 等。预制构件的平面布置按所确定的开行路线和结构吊装方法等确定。

2. 起重机的选择和工作参数的计算

起重机拟采用W1-100型履带式起重机，其工作参数按式 (7.2.3) ～式 (7.2.7)计算，计算方法如下:

(1) 吊装柱子

选择轴线柱子进行计算(轴线柱子重58.8kN、高11.60m)。起重量:

Q=Q1+Q2=58.8+2=60.8kN

起重高度，如图7.2.38所示。

图7.2.38 柱子吊装图 (单位: m，mm)

H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+7.8+2=10.1m(因h1低于停机面，故h1=0)

式中: Q2——起重滑车组索具的重量(kN);

h2——吊装间隙(m);

h3——绑扎点至构件底面的距离(m);

h4——索具高度(m)。

(2) 吊装屋架

厂房屋架为18m预应力折线型屋架 (屋架重Q1=41.9kN，屋架跨中的高度为2.8m)，吊装时，为降低起吊高度，采用9m横吊梁，横吊梁与吊索的水平线夹角取30°，吊索与屋架的水平线夹角取45°。

起重量如图7.2.39所示。

Q=Q1+Q2=41.9+3=44.9kN

图7.2.39 屋架吊装示意图 (单位: mm)

起重高度

H=h1+h2+h3+h4= (10.6+0.3) +0.3+2.0+3.75=16.95m。

(3) 吊装屋面板时的最小臂长计算

如图7.2.40、图7.2.41所示。首先考虑吊装跨中屋面板，初步拟选用W1-100型履带式起重机，起重杆长23m。验算吊装屋面板时，是否满足吊装条件。

起重量

Q=Q1+Q2=10.8+2=12.8kN

图7.2.40 吊装跨中屋面板1-1剖面图 (单位: mm)

图7.2.41 屋面板就位布置图 (单位: mm)

起重高度

H=h1+h2+h3+h4+h5= (10.6+0.3) +2.8+0.3+0.24+2.0=16.24m。

起重机吊装跨中屋面板时，起重钩需伸过已安装屋架3m，且起重臂轴线与已安装屋架上弦中线最小水平距离g =1m，故最小起重臂长度及相应的仰角为

故取α=55°，最小起重臂长

现选用W1—100型履带式起重机，起重臂长23m＞21.62m，当起重仰角α=55°时可得起重半径:

R=F+Lcosα=1.3+23cos55°=14.49m≈14.5m。

根据L=23m和R=14.5m，查该起重机性能曲线 (见图7.1.6)，可得Q=23kN＞12.8kN; H=17.3m＞16.24m，满足要求，故选用W1-100型起重机。

按起重臂长23m，起重仰角α=55°，起重半径R=14.5m，验算吊装最边缘屋面板时起重臂轴线与屋架的水平距离g是否大于1m。计算方法如下 (见图7.2.41和图7.2.42):

在屋架垂直线上起重臂轴线标高为

H'= (14.5-1.3-3.7) tan55°+1.7=15.25m

屋架的实际标高为

图7.2.42 吊装最边缘屋面板2-2剖面图 (单位: m，mm)

H″= (10.9+2.03) =12.93m

起重杆轴线距屋架边缘的垂直距离为

H'-H″=15.25-12.93=2.32m

则起重臂轴线距已吊装屋架的水平距离为

故满足要求。按选用的W1-100型履带式起重机和起重臂长度L=23m，查该起重机的性能曲线 (见图7.1.6) 可得，当起重量Q=60.8kN，起重高度H=10.1m时，可以选用起重半径R=7m，其相应的起重量Q=72kN＞60.8kN，起重高度H=19m＞10.1m，满足吊装柱子的要求; 当起重量Q=44.9kN，起重高度H=16.95m时，可以选用起重半径R=9m，其相应的起重量Q=49kN＞44.9kN，起重高度H=19m＞16.95m，故满足吊装屋架的要求。

综合考虑以上因素，选用W1—100型履带式起重机，起重臂长用23m。该厂机械加工车间起重机结构安装工作参数如表7.2.2所示。

表7.2.2 机械加工车间结构安装工作参数表

3. 预制构件的平面布置及吊装柱子时起重机的开行路线

(1) 柱子的平面布置及吊装柱子时起重机的开行路线

柱子在场地平整及柱基础回填夯实后即可进行预制。考虑到屋架在跨内预制及就位的位置，且跨外空间较大，Ⓐ、Ⓑ列柱均在跨外预制，两层叠浇，按三点共弧布置，按旋转法进行吊装。由于吊装柱时采用起重半径R=7m，小于L/2=9m，故需跨边开行。每一停机点吊装两根柱子，则起重机开行路线与柱基础中线距离为6.32m，因此定出起重机开行路线到Ⓑ轴线距离为6.32m，距柱外边线距离为6.32-0.4=5.92m (柱截面长为0.8m)。另外，开行路线距原有建筑物还有10-5.92=4.08m(对Ⓑ列柱而言)，大于W1-100型履带式起重机的回转中心到尾部距离3.3m，回转时不会与建筑物发生碰撞。

吊装柱子时。起重机首先沿Ⓐ轴线跨外开行，距离柱中心6.32m处吊装Ⓐ轴柱子，然后转入Ⓑ轴线跨外，距离Ⓑ柱轴线6.32m处吊装Ⓑ轴柱子，同时柱子的临时固定，柱的校正，柱的最后固定等作业紧紧跟上，即完成了第一次开行的吊装作业。

(2) 吊车梁和屋架的平面布置及吊装吊车梁、扶直就位屋架时起重机的开行路线

吊车梁可以在预制厂预制，吊装前运到工地，沿柱边纵向堆放，尽量靠近吊装位置。屋架可以在车间跨内4榀叠浇预制，预制时应考虑施工技术中的一些要求，即屋架两端应留有足够的抽管及穿筋所需要的长度，屋架之间应留有1.0m左右的间隙，以便支模及浇筑混凝土。

吊装吊车梁时，起重机沿跨中开行，起重机停放一点，可以吊装两根吊车梁及柱间连系梁、地基梁、支撑等。起重机在吊装吊车梁的同时，可以进行屋架扶直就位。屋架扶直就位采用正向扶直，异侧就位。屋架就位时，可以根据吊装屋架停机位置，确定出就位范围，沿Ⓐ轴柱边斜向布置。

起重机可以从AB跨中从Ⓐ、Ⓑ轴线开始吊装吊车梁、连系梁、地基梁及扶直屋架，即完成第二次开行的吊装作业。

(3) 吊装屋架和大型屋面板时起重机的开行路线

当屋架就位后，用汽车平板运输车和起重机将大型屋面板沿柱边跨外或跨内堆放，屋面板的就位布置如图7.2.41所示，随后用W1-100型履带式起重机在AB跨中倒退开行，从轴线开始，以节间为单位吊装屋架、屋面支撑、屋面板及天沟等。即完成第三次开行的吊装作业。

最后，履带式起重机吊装车间两端四根抗风柱，这样就完成了整个车间的吊装任务。

4. 绘制柱、吊车梁、屋架现场预制阶段时的构件平面布置图及吊装时的开行路线

机械加工车间柱、屋架现场预制阶段时的构件平面布置图，起重机的开行路线及停机位置等如图7.2.43所示。

5. 吊装工程施工进度计划。

吊装工程施工进度计划如表7.2.3所示。

表7.2.3 机械加工车间结构吊装施工进度计划表