第5章 结构安装工程
本章学习要求
了解结构安装工程常用起重机械及其性能和使用范围
熟悉单层工业厂房结构的构件安装工艺，安装方法及安装方案的制订 了解多层装配式框架结构的安装方案
掌握结构安装工程的质量标准和安全技术要求
5.1起重机械和索具设备
结构安装工程常用的起重机械有桅杆式起重机、履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机等。
常用的索具设备有卷扬机、钢丝绳、滑轮吊钩、卡环、吊索、横吊梁等。这些都是起重机所必须具备的辅助工具及设备。
5.1.1 桅杆式起重机
建筑工程中常用的桅杆式起重机有独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式起重机等。桅杆式起重机制作简单，装拆方便，起重量较大，受地形限制小，能用于其他起重机械不能安装的一些特殊工程和设备；但这类机械的服务半径小，移动困难，需要较多的缆风绳。
1独脚把杆
独脚把杆是由把杆、起重滑车组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。如图5.1（a ）所示。它只能举升重物，不能够把重物做水平方向上的运动。使用时，β角应该保持不大于10°，以便吊装的构件不碰撞把杆，底部要设置拖子以便移动，缆风绳数量一般为6～12根，缆风绳与地面的夹角α为30°～45°。根据独脚把杆所用的材料，可以为木独脚把杆、钢管独脚把杆、金属格构式独脚把杆。三种独脚把杆的起重高度和起重量是不同的。木独脚把杆起重高度一般为8～15m ，起重量10t 以下；钢管独脚把杆起重高度可达30m ，起重量可达45t ；金属格构式独脚把杆起重高度可达70～80m ，起重量可达100t 。
2人字把杆
人字把杆一般是由两根圆木或者两根钢管用钢丝绳绑扎或者铁件铰接而成，两杆夹角一般为20°～30°。，底部设有拉杆或拉绳，以平衡水平推力，把杆下端两脚的距离约为高度的1/3～1/2，如图5.1（b ）所示。其中一根把杆的底部装有一导向滑轮，起重索通过它连到卷扬机，另用一根丝绳连接到锚碇，以保证在起重时底部稳定。人字把杆是前倾的，但每高1m ，前倾不超过10cm ，并在后面用两根缆风绳拉结。
人字把杆的特点是侧向稳定性比独脚把杆好，但是构件起吊活动范围小，缆风绳的数量较少。人字把杆的缆风绳的数量由把杆的起重量和起重高度决定，一般不少于5根。人字把杆一般用于安装重型构件或者作为辅助设备以吊装厂房屋盖体系上的构件。3悬臂把杆
在独脚把杆的中部或者2/3高度处装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成悬臂把杆。由于悬臂起重杆铰接于把杆中部，起吊重量大的构件会使把杆产生较大的弯矩。为了使把杆在铰接处得到加强，可用撑杆和拉条（或者钢丝绳）进行加固。悬臂把杆的主要特点是能够获得较大的起重高度，起重杆能够在左右摆动120°～270°，但是起重量比较小，一般用于吊装轻型构件，但能够获得较大的起重高度，宜于吊装高炉等构筑物。如图5.1（c ）所示。
4牵缆式桅杆起重机
在独脚把杆下端装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成牵绳式桅杆起重机。如图5.1（d ）所示。起重臂可以起伏，机身可以回转360°，起重半径大，而且灵活，可以把构件吊到工作范围内任何位置上。
牵缆式桅杆起重机所用的材料不同，其性能和作用是不相同的。用角钢组成的格构式截面杆件的牵缆式起重机，桅杆高度可达80m ，起重量可达60t 左右，大多用于重型工业厂房的吊装，化工厂大型塔罐或者高炉的安装。起重量在5t 以下的牵缆式桅杆起重机，大多数用圆木制作，用于吊装一般小型构件。起重量在10t 左右的牵缆式桅杆起重机，大多数用无缝钢管制作，桅杆高度可达25m ，用于一般工业厂房的吊装。
牵缆式桅杆起重机要设较多的缆风绳，比较使用于构件多且集中的工程。
图5.1桅杆式起重机
（a ）独脚拔杆 （b ）人字拔杆 （c ）悬臂拔杆 （d ）牵缆式桅杆起重机
1－拔杆 2－缆风绳 3－起重滑轮组 4－导向装置 5－拉索 6－起重臂
7－回转盘 8－卷扬机
5.1.2 履带式起重机
履带式起重机主要由机身、回转装置、行走装置（履带）、工作装置（起重臂、滑轮组、卷扬机）以及平衡重等组成。如图5.2所示。履带式起重机是一种360°全回转的起重机，它利用两条面积较大的履带着地行走。它操作灵活，行走方便，有较大的起动，能够负载行驶。缺点是稳定性差，行走时对路面破坏较大，行走速度慢，在城市中和长距离转移时，需要拖车进行运输，不宜超负荷吊装。
起重臂是用角钢组成的格构式杆件，下端铰接在机身的前面，能够随机身回转。起重臂可分节接长，设有两套滑轮组，其钢丝绳通过起重臂顶端连到机身内的卷扬机上。
图5-2 履带式起重机
1- 底盘；2-机棚 3-起重滑轮组 5-变幅滑轮组 6-履带 A 、B ……－外形尺寸符号 L －起重高度 R－工作幅度
常用的履带式起重机有以下几种：W1-50、W1-100、W1-200、Э-1252、西北78D 等，上述起重机的外型尺寸及技术性能见表5.1、表5.2、表5.3、表5.4。
表5.1履带式起重机外形尺寸mm
表5.3 W-50型履带式起重机起重物性
表5.4 W-100型履带式起重机起重特性
起重量Q 、起重半径R 、起重高度H 是履带式起重机主要技术性能的三个主要参数。 起重半径R 指起重机回转中心到吊钩的水平距离，起重高度H 是指重吊钩到地面的距离，起重量Q 是指起吊的重量。
起重量Q 、起重半径R 、起重高度H 这三个参数之间存在相互制约的关系，其数值变化取决于起重臂的长度及其仰角的大小。每一种起重机械都有几种臂长，臂长不变时，起重机仰角增大，起重量Q 和起重高度H 增大，起重半径减小。仰角不变时，随着起重臂长的增加，起重半径R 和起重高度H 增加，而起重量Q 减少。
5.1.3汽车式起重机
汽车式起重机是把机身和起重作业装置安装在汽车通用或专用底盘上、汽车的驾驶室与起重的操纵室分开，具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。根据吊臂的结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种，前两种多采用桁架结构臂，后一种采用箱形结构臂。根据动力传动，可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。
汽车式起重机的特点是灵活性好，能够迅速地转换场地，所以广泛地应用在建筑工地。 汽车式起重机的品种和产量近年来得到极大的发展，我国生产的汽车式起重机型号有QY5、QY8、QY12、QY16、QY40、QY65、QY100型等。图5.3为QY16型汽车式起重机，最大起重量为16t ，臂长为20m ，可用在一般单层工业厂房的结构吊装。
图5.3汽车式起重机
1. 可伸缩的起重机 2. 变幅液压千斤顶 3. 可回转的起重平台 4. 可伸缩的支脚
我国一些常用的汽车式起重机的技术性能见表5.5
表5.5 国产液压汽车起重机的技术性能
汽车式起重机在作业时，不能负荷行驶。汽车式起重机在作业时，必须先打好支腿，增大机械的支承面积，增加汽车式起重机作业时的稳定性。
5.1.4轮胎式起重机
轮胎式起重机的构造基本上与履带式起重机相同，但其行驶装置系彩轮胎。轮胎式起重机不采用汽车底盘，而另行设计轴距较小的专门底盘。轮胎式起重机在底盘上装有可伸缩的支腿，起重时可使用支腿以增加机身的稳定性，并保护轮胎，必要时支腿下面可以加垫，以扩大支承面。如图5.4所示。
图5.4 QL 3-16型轮胎起重机
轮胎式起重机的优点是行驶速度快，能够迅速转移工作地点的场地，不破坏路面，便于
城市道路上作业。轮胎式起重机的缺点是不适合在松软或者泥泞的地面上作业。
国产轮胎式起重机分为机械传动和液压传动两种。常用的轮胎式起重机的型号有QL2-8、QL3-16、QL3-25、QL3-40、QL1-16等，多用于工业厂房结构安装。轮胎式起重机的主要的技术性能见表5.6
表5.6轮胎式起重机性能
5．2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
单层工业厂房结构构件有基础、柱子、吊车梁、连系梁、物架、天窗架、屋面板等。除了基础是现浇外，其余构件可为预制构件。在现场或预制构件厂预制，然后运输到施工现场进行安装，因此，单层工业厂房的施工关键是制定一个切实可行的构件运输和结构安装方案。
1．准备工作
准备工作的内容包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件的检查、清理、运输、堆放、弹线放样以及吊装机具的准备等。
1）场地清理和道路修筑
（1）把施工场地清理，使得有一个平整的舒适的作业场所。
（2）道路修筑是指运输车辆和起重机械能够很方便地进出施工现场。 （3）符合施工现场要求的三通一平。 2) 构件的检查与清理
为保证吊装的安全和建筑工程的质量，在结构吊装之前，应该对所有的构件进行全面的检查。
（1）检查构件的外形尺寸和安装位置尺寸进行比较。 （2）检查预埋件的位置和大小。
（3）检查构件的表面外形，有无损伤、缺陷、变形、扭曲、裂缝等，表面是否有污物，若有需要加以清除。
（4）检查构件吊环的位置，吊环有无损伤、变形等。
（5）检查构件的强度。构件吊装时混凝土强度不低于设计强度的75%，对于一些大跨度的构件，如屋架则应达到100%。
3) 构见的弹线放样
在每一个构件上弹出安装的定位墨线和校正所用的墨线，作为构件安装、定位、校正的依据。
（1）柱子：在柱身三面弹出安装中心线，所弹中心线的位置与柱基杯口上的安装中心线相吻合。此外，在柱顶与牛腿面上还要弹出安装屋架及吊车梁的定位线。、
（2）屋架：屋架上弦顶面应弹出几何中心线，并从跨中间两端分别弹出天窗架、屋面板或檩条的安装定位线；在屋架两端弹出安装中心线以及安装构件的两侧端线。
（3）梁：在两端及顶面弹出安装中心线和两端线。
（4）编号：按图纸将构件与安装的位置进行对应的编号。安装时，可以根据相对应的编号进行安装、定位、校正。
4）杯形基础的准备
杯形基础的准备工作主要是在柱子安装前对杯底抄平，并在杯口顶面弹线放出柱子安装的位置线。
杯底的抄平是对杯底标高的检查和调整，以保证吊装后牛腿面标高的准确。杯底标高在制作时一般比设计要求低(一般预留50mm) ，以便柱子长度有误差时能抄平调整。一般用水泥沙浆或细石混凝土将杯底抹平，垫至所需标高。基础标高的控制可用水准仪进行测量，小柱测中间一点，大柱测四个角点。
基础顶面定位弹线要根据厂房的定位轴线测出，并与柱的安装中心线相对应。一般在基础顶面弹十字交叉的安装中心线，并画上红三角。
5) 构件的运输
一些重量不大而数量很多的构件，可在预制厂制作，用汽车运到工地。
构件在运输过程中要保证构件不变形、不损坏。构件的混凝土强度达到设计强度的75%时方可运输。构件的支垫位置要正确，要符合受力情况，上下垫木要在同一水平线上。
构件的运输顺序及下车位置应按施工组织设计的规定进行，以免构件造成二次运输而致的损伤。
6). 构件的堆放
构件的堆放场地应先行平整压实，并按设计的受力情况搁置好垫木或支架，构件按设计的受力情况搁置在上。重叠堆放时一般可堆放2~3层；大型屋面板不超过6块；空心板不宜超过8块。构件吊环要向上，标志要向外。
构件堆放原则：
每跨的构件尽量堆放在本跨内，便于吊装。构件的堆放应该便于支模和浇筑混凝土，有足够的作业空间。构件的堆放应该满足工艺安装的要求，尽可能在起重机的半径内，尽量在起重机的范围内一次性起吊。构件的堆放应该保持场内车辆运输的畅通。构件的堆放要注意吊装时的朝向，应该尽量避免在起吊的时候在空中转向。构件应该摆放在坚实的地基上，避免地基下沉给构件造成意想不到的损坏。
2．结构安装方法及技术要求
单层工业厂房结构的主要构件有柱子、吊车梁、连系梁、物架、天窗架、物面板等。 单层工业厂房结构的安装方法，有以下两种： 1) 分件安装法
起重机每开行一次，仅吊装一种或几种构件。根据构件所在的结构部位的不同，通常分三次开行吊装完全部构件。
第一次吊装，安装全部柱子，经校正、最后固定、及柱接头施工。当接头混凝土强度达到70%的设计强度后可进行第二次吊装。
第二次吊装，安装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑，经校正、最后固定、及柱接头施工之后可进行第三次吊装。
第三次吊装，依次按节间安装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。 吊装的顺序如图5.7所示。分件安装法由于每次基本是吊装同类型构件，索具不需经常更换，操作方法也基本相同，所以吊装速度快，能充分发挥起重机效率，构件可以分批供应和现场平面布置比较简单，也能给构件校正、接头焊接、灌筑混凝土、养护提供充分的时间。缺点是：不能为后续工序及早提供工作面，起重机的开行路线较长。但本法仍为目前国内装配式单层工业厂房结构安装中广泛采用的一种方法。
图5.7 分件吊装时的构件吊装顺序 图5.8 综合吊装时的构件吊装顺序 2) 综合安装法
起重机在厂房内一次开行中（每移动一次）就安装完一个节间内的各种类型的构件。综合吊装法是以每节为单元，一次性安装完毕。吊装的顺序如图5.8所示。即先安装4-6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、天窗架和屋面板等构件。一个节间的全部构件安装完后，起重机移至下一节间进行安装，直至整个厂房结构吊装完毕。综合安装法的优点是：起重机开行路线短，停机点少，能持续作业；吊完一个节间，其后续工种就可进入节间内工作，使各工种进行交叉平行流水作业，有利于缩短工期。缺点是：由于同时安装不同类型的构件，需要更换不同的索具，安装速度较慢；使构件供应紧张和平面布置复杂；构件的校正困难、最后固定时间紧迫。综合安装法需要进行周密的安排和布置，施工现场需要很强的组织能力和管理水平，目前这种方法很少采用。
对于某些结构（如门式框架结构）有特殊要求，或采用桅杆式起重机，因移动比较困难，常采用综合吊装法。
3. 起重机的选用
一般钢筋混凝土单层工业厂房的结构吊装，多采用履带式、汽车式、轮胎式起重机。在没有的情况下，也可采用桅杆式起重机等。
1) 起重机型号的选择
起重机型号选择取决于三个工作参数：起重量、起重高度和起重半径。三个工作参数均应满足结构安装的要求。
(1)起重量Q
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：
Q ≥Q1+Q2
式中Q ——起重机的起重量（t ）； Q1——构件的重量（t ）； Q2——索具的重量（t ）。 (2)起重高度H
起重机的起重高度必须满足所装构件的吊装高度要求（如图5.9所示）：
H ≥h1+h2+h3+h4
式中H ——起重机的起重高度（m ），从停机面算起至吊构中心； 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。
图5.9 起重机的起重高度
图5.9
(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。即要保证构件安装的位置在起重机的作业范围内。
(4)最小杆长的决定
当起重机的起重杆须跨过已安装好的结构去吊装构件，比如跨过屋架安装屋面板时，为了不与屋架相碰，必须计算出起重机的最小杆长。杆长必须满足安装的要求。
5.3多层装配式框架结构安装
5.3.1结构简介
装配式钢筋混凝土框架结构已经广泛用于多层、高层民用建筑和多层工业厂房中。这种结构的全部构件，在工厂或者现场预制后进行安装。
装配式框架是指柱、梁、板均由装配式构件组成，而装配整体式框架指现浇柱、预制梁、板体系。装配式框架柱的长度可为一层一节，亦可为二层、三层或四层一节，主要取决于起重机械的起重能力。柱子长度取决于起重机械的起重能力，条件可能时尽量加大柱子长度，以减少柱子接头数量，提高安装效率。
装配式框架结构的型式，主要分为梁板结构和无梁结构两种。梁板式结构由柱、主梁、次梁、楼板组成。主梁大多沿横向框架方向布置，而次梁沿纵向布置。有的采用梁柱整体示构件。柱与柱的接头设在弯矩较小的地方，或者梁柱节点处。
无梁式结构由柱、柱帽、柱间板和跨间板组成。跨间板搁在柱间板上，柱间板搁在柱帽的凹缘上，柱帽支承在有四面牛腿的柱子上，无梁式结构近年来做成升板结构进行升板施工。
5.3.2安装方案
装配式框架结构施工其主导工程是结构安装工程。施工前要根据建筑物的结构型式，构件的安装高度、构件的重量、吊装工程量、工期、机械设备条件及现场环境等因素，制定合理方案。
1．起重机械的选择 选择起重机，主要根据装配式框架结构的高度、结构类型、构件重量及工程量等来确定。5层以下的民用建筑及高度在18m 以下的工业厂房，可选用履带式起重机或轮胎式起重机；一般多层工业厂房和10层以下民用建筑多采用轨道式塔式起重机；高层建筑（10层以上）在普通塔式起重机不够用的情况下，可采用爬升式塔式起重机或者附着式塔式起重机。
选择起重机，主要是看起重机的工作参数。起重机的工作参数有：起重量Q 、起重半径R 、起重高度H 。根据这些参数，使得选用的起重机的性能必须满足构件吊装的要求。起重机的选择可参考上节的阐述。
起重机的起重能力也有用重力矩M 来表示的。M=QjRj（KN ·m ）。选择起重机的型号时，首先计算出最高一层的各主要构件的重量Q ，以及需要达到的起重半径R ，然后根据所需要的最大起重力矩M ，和最大起重高度H 来选择起重机的类型。
2、结构安装方法
多层装配式框架结构的安装同单层装配式混凝土结构工业厂房安装方法相同，可分为分件安装法和综合安装法两种。
分件吊装法根据流水方式，分为分层分段流水安装法和分大流水安装法两种。分层分段流水安装法是以一个楼层(或一个柱节) 为一个施工层，每一个施工层再划分为若干个施工段，进行构件起吊、校正、定位、焊接、接头灌浆等工序的流水作业。分层大流水安装和分层分段流水安装法不同之处在于，分层大流水安装法的每个施工层不再划分施工段，而是按照一个楼层组织各工序的流水作业。
选择分层分段流水安装法，还是分层大流水安装法要根据工地现场的具体情况来定，比如：施工现场场地的情况、各安装构件的装备情况等。
5.3.3柱吊装
柱的吊装可分为绑扎、吊升、就位、柱的临时固定、校正、最后固定、柱接头施工等几个程序。
12m 长以内的柱子多采用一点绑扎；12～20m 长的柱子，则需要采用两点绑扎；对于重量较大和更长的柱子可采用三点或者多点绑扎。采用多点绑扎要注意，一定要进行吊装验算，以防止构件在吊装过程中受力不均而产生裂缝，甚至断裂。
柱子起吊过程中一定要保护好柱子底部的外伸钢筋。一般可以事先套上钢管三角架或者垫木，以达到保护外伸钢筋的目的。
采用一点绑扎12m 长以内的柱子，一般采用旋转法起吊；两点、三点或者多点绑扎的柱子，起吊的时候一定要注意柱子所摆置的朝向。
框架底层柱与基础杯口的连结方法和单层工业厂房相同。柱子吊装后，可以用管式支撑作为临时的固定。
临时固定后需要对柱子进行校正。一般校正需要2～3次。首次校正在脱钩后电焊前进行，保证柱子摆放在已经放样定位的位置上。第二、第三次校正，主要纠正电焊钢筋受热收缩不均而引起的偏差，确保梁和楼板能够没有偏差地吊装。
柱子的垂直度校正，首先要保证下节柱子垂直度校正准确，以避免误差积累。一般可以用经纬仪观测进行垂直度校正。
柱子接头有榫式接头、插入式接头和浆锚接头三种。如图5.10所示。
图5.10 柱接头型式
（a ）榫式接头 （b ）插入式接头 （c ）浆浇式接头
1. 榫头 2. 上柱外伸外伸钢筋 3. 剖口焊 4. 下柱外伸钢筋 5. 后浇接头混凝土
6. 下柱杯口 7. 下柱预留孔
1．榫式接头
将上节柱的下端混凝土做成榫头状，承受施工荷载。上柱和下柱的外露钢筋的受力筋用剖口焊焊接，再培置一些箍筋，最后浇筑接头混凝土以形成整体。待接头混凝土达到了70%的设计强度后，再吊装上层构件。
2．插入式接头
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。接头处灌浆的方法有压力灌浆和自重挤浆两种。
3．浆锚式接头
将上柱伸出的钢筋插入下柱的预留孔中，然后用水泥砂浆灌缝锚固，使上下柱形成一个整体。浆锚接头有后灌浆或压浆两种工艺。
5.3.4构件接头施工
构件的接头主要是梁柱之间的接头，常用的有明牛腿刚性接头、齿槽式接头、浇注整体式接头等。如图5.11所示。
图5.11 梁与柱的接头
(a) 明牛腿式刚性接头 （b ）齿槽式接头 （c ）浇注整体式接头
1－剖口焊钢筋 2－浇捣细石混凝土 3－齿槽 4－附加钢筋 5－牛腿
6－垫板 7－柱 8－梁
明牛腿刚性接头在梁安装时，首先将梁端预埋钢板和柱子牛腿上错误！链接无效。焊接，然后将起重机脱钩，最后进行梁与柱子的钢筋焊接。明牛腿刚性接头安装方便，节点刚度大，受力可靠，但明牛腿占去了一部分空间。
齿槽式接头是利用梁柱接头处设的齿槽来传递梁端剪力，以代替了牛腿。梁柱接头处设置角钢作为临时牛腿，用来支撑梁。起重机脱钩时，须将梁一端的上部接头钢筋焊接好，因为角钢支承面积小，安全性小。
浇注整体式梁柱接头制作的过程为：柱子以每一层为一节，将梁搁置在柱子上，梁底钢筋按锚固长度的要求上弯或者焊接，配上箍筋后，浇筑混凝土到楼面板。待强度达到了设计的要求时，可以安装和制作上节柱子，依此类推。
5.4结构安装工程质量标准与安全技术要求
5.4.1钢筋混凝土结构安装质量要求
预应力构件安装时，混凝土强度必须要达到设计强度的要求的75%以上，有的甚至要达到100%的强度。预应力构件孔道灌浆的强度应该达到15MPa 以上时，方可进行构件安装。在吊装装配式框架结构时，接头或者是接缝的混凝土强度必须达到10MPa 以上时，方可吊装上一层结构的构件。
安装构件，必须要按照绑扎、吊升、就位、柱的临时固定、校正、最后固定、柱接头施工的顺序，保证构件安装的质量。
构件的安装，必须保证具有一定的精度，确保构件的安装在偏差的允许范围内。见表5.8。
表5.8 构件安装时的允许偏差
5.4.2结构安装工程的安全技术要求
在结构安装的施工过程中，安全施工的措施很重要。安全问题可以简单归纳为人和管理两方面的问题。人的问题主要表现在：人的安全意识和人施工作业过程的行为的规范。管理方面上的问题包括很多，大而言之，包括一切施工过程中问题。譬如人的安全意识和人员施工作业的规范都是管理问题，那是对人的管理不到位。我们这里说的管理问题主要表现在：起重机械设备的管理和施工现场环境的管理。
1．人员的安全要求
人员主要是指项目经理、施工技术负责人、作业队长、班组长、现场施工人员、技术人员、安全员、操作人员等。
安全员的主要安全职责和要求是：
1）做好安全生产管理和监督检查工作。 2）贯彻执行劳动保护法规。 3）督促实施各项安全技术措施。
4）开展安全生产宣传教育和职工培训工作。
5）组织安全生产检查，研究和解决施工生产中的不安全因素，消除施工生产中存在的隐患。
6）参加事故调查，提出事故处理意见，制止违章作业，遇有险情制止施工。 操作人员的安全要求：
1) 从事安装工作人员要进行身体检查，对不符合规范要求的心脏病或高血压患者，不得进行高空作业。
2) 操作人员进入施工现场，必须佩戴安全帽，系好安全带等安全器械。 3) 电焊作业必须穿戴好防护罩。
4) 结构安装时施工现场必须要统一指挥，所有作业人员都要服从指挥，熟悉各种信号。 在一个项目主要的安全的责任人是项目经理，项目经理必须认真对待安全问题，做好职工的教育的安全培训工作。
2．起重吊装机械的安全要求
1）起重机在吊装前，要检查起重臂、吊钩、钢丝绳、平衡重等部件是否紧密牢固。发
现吊钩、卡环出现变形或裂纹时，不得再使用。吊装所用的钢丝绳，事先必须认真检查，表面磨损、或者腐蚀严重，不得使用。
2）起重机在工作时，要标上醒目的标志。作业时，严禁碰撞高压电线等障碍物。 3）起重机负重行驶时，一定要缓慢，严禁在超负荷时，同时进行两种操作动作。 4）操作人员一定要按照起重机的作业手册进行操作，不得违章作业。 3．施工现场的安全要求
1）在施工作业前，要对现场的工作环境、车辆行使的路线、空中的电线走向、建筑物的影响，构件的重量等各个情况都要进行了解和熟悉。
2）施工现场的周围，应设置临时栏杆，进行封闭式作业，严禁外来人员围观，更不得在作业时，行人从吊臂下经过。
3）对吊臂活动范围内的障碍物进行清除，给起重机提供一个足够的作业区域。
4）在天气不好的情况下，严禁吊装作业，特别是大风、大雾、大雨、大雪等恶劣天气。在雨季和冬季施工，必须注意防滑措施。
5.5工程案例
【案例5.5.1】
某厂单层工业厂房结构的金工车间，跨度18m ，长66米，柱距6m ，共11个节间，厂房平面图、剖面图如图5.12所示。
制定安装方案前，应先熟悉施工图，了解设计意图，将主要构件数量、重量、长度、安装标高分别算出，并列表5.9以便计算时查阅。
根据厂房基本概况及现有起重设备条件，初步选用W 1-100型履带式起重机进行结构吊装。主要构件吊装的参数计算如下：
(1)柱
柱子采用一点绑扎斜吊法吊装。 柱Z 1Z 2要求起重量：
Q=Q1+Q2=6.95+0.2=7.15(t)
柱Z 1Z 2要求起升高度(如图5.13所示) ：
H＝h 1+h2+h3+h4=0+0.3+6.9+2.0=9.2(m) 柱Z 3要求起重量：Q=Q1+Q2=5.6+0.2＝5.8(t) 柱Z 3要求起升高度(如图5.14所示) ：
H ＝h 1+h2+h3+h4=0+0.30+11.35+2.0＝13.65(m) (2)屋面板
吊装跨中屋面板时，起重量：
Q=Q1+Q2=1.16+0.2＝1.36(t) 起升高度(如图5.13所示) ：
H ＝h 1+h2+h3+h4=(10.8+2.64)+0.3+0.24+2.5=16.48(m)
图5.13 柱的起重高度 图5.14 屋面板的起重高度
安装屋面板时起重机吊钩需跨过已安装的屋架3m, 且起重臂轴线与已安装的屋架上弦中线最少需保持1m 的水平间隙。因此，起重机的最小起重臂长度及所需起重仰角ɑ为
图5.13 图5.14
h 10. 8+2. 64-1. 7f +g =arctan3+1ɑ＝arctan =55.07°
h f +g 11. 744+=+=21. 34(m ) sin a cos a sin 55. 07︒cos 55. 07︒L=
3
根据上述计算，选W 1-100型履带式起重机吊装屋面板，起重臂长L 取23m ，起重仰角ɑ
＝55°，再对起重高度进行核算：
假定起重机顶端至吊钩的距离d=3.5m,则实际的起重高度为： H=Lsin55°+E-d=23sin55°+1.7-3.5=17.04m＞16.48m 即d=23sin55°+1.7-16.48=4.06m,满足要求。 此时起重机吊板的起重半径为：
R=F+Lcosɑ＝1.3＋23cos55°＝14.49（m ）
再以选定的23m 长起重臂及ɑ＝55°倾角用作图法来复核一下能否满足吊装最边缘一块屋面板的要求。
在图5.15中，以最边缘一块屋面板的中心Ｋ圆心，以R=14..49m为半径画弧，交起重
O 点，O 点即为起重机吊装边缘一块屋面板的停机位置。用比例尺量K
KQ=3.8m。过O 按比例作2－2剖面。从2-2剖面可以看出，所选起重臂及起重仰角可以
机开行路线于
1
1
1
满足吊装要求。
屋面板吊装工作参数计算及屋面板的就位布置图如图5.16所示。
根据以上各种工作参数计算，确定选用23m 长度的起重臂，并查W-100型起重机性能曲线，列出表5.10，再根据合适的起重半径R ，作出制定构件平面布置图的依据。
构件吊装采用分件吊装的方法。柱子、屋架现场预制，其他构件(如吊车梁、连系梁、屋面板) 均在附近预制构件厂预制，吊装前运到现场排放吊装。
(1) A列柱预制
在场地平整及杯形基础浇筑后即可进行柱子预制。根据现场情况及起重半径R ，先确定起重机开行路线，吊装A 列柱时，跨内、跨边开行，且起重机开行路线距A 轴线的距离为4.8m ；然后以各杯口中心为圆心，以R ＝6.5m 为半径画弧与开行线路相交，其交点即为吊装各柱的停机点，再以各停机点为圆心，以R ＝6.5m 为半径画弧，该弧均通过各杯口中心，并在杯口附近的圆弧上定出一点作为柱脚中心，然后以柱脚中心为圆心，以柱脚至绑扎点的距离7.05m 为半径作弧与以停机点为圆心，以R ＝6.5m 为半径的圆弧相交，此交点即柱的绑扎点。根据圆弧上的两点（柱脚中心及绑扎点）作出柱子的中心线，并根据柱子尺寸确定出柱的预制伴置，如图5.16（a ）所示。
（2）A 列柱预制
根据施工现场情况确定B 列柱跨外预制，由B 轴线与起重机的开行路线的距离为4.2m ，定出起重机吊装B 列柱的开行路线，然后按上述同样的方法确定停机点及柱子的布置位置。如图5.16（a ）所示。
（3）抗风柱的预制
抗风柱在1轴及14轴外跨外布置，其预制位置不能影响起重机的开行。
（4）屋架的预制
屋架的预制安排在柱子吊装完后进行；屋架以3～4榀为一叠安排在跨内叠浇。在确定屋架的预制位置之前，先定出各屋架排放的位置，据此安排屋架的预制位置。屋架的预制位置及排放布置如图5.16（a ）所示。按图5.16的布置方案，起重机的开行路线及构件的安装顺序如下：
起重机首先自A 轴跨内进场，按14→1顺序吊装A 列柱；其次，转至B 轴线跨外，按1→14的顺序吊装B 列柱；第三，转至A 轴线跨内，按14→1的顺序吊装A 列柱的吊车梁、连系梁、柱间支撑；第四，转至B 轴线跨内，按14→1的顺序吊装B 列柱的吊车梁、连系梁、柱间支撑；第五，转至跨中，按14→1的顺序扶直屋架，使屋架、屋面板排放就位后，吊装1轴线的两根抗风柱；第六，按1→14的顺序吊装屋架、屋面支撑、大型屋面板、天沟板等；
(b)
图5.16 预制构件的平面布置及吊装时起重机开行线路
(a)柱子预制阶段的平面布置及吊装时起重机开行路线
(b)屋架预制阶段的平面布置及扶直、排放屋架的开行路线
5.6本章学习小结
结构安装工程是建筑施工课程中的一个重要的章节，是建筑工程施工中的重点和难点。在工程施工过程中，结构安装工程是重要的环节。本章主要了解：各种起重机械的类型，主要技术性能，特别是对一些常用起重机械的了解；单层装配式混凝土结构工业厂房的安装；多层装配式框架结构安装；结构安装工程质量标准和安全技术要求。
5.7复习思考题
1. 常用的起重机械有哪些？试说明各自的优缺点？ 2. 常用的索具设备有哪些？
3. 桅杆式起重机有哪几种？各有什么特点？
4. 试述起重机的起重高度、起重半径、起重量之间的关系？ 5. 比较履带式、汽车式、轮胎式起重机的异同。 6. 简述塔式起重机的用途？以及分类的情况？
7. 单层装配式混凝土结构工业厂房安装有哪些工作程序？ 8. 构件安装前为什么要弹线放样，以及怎么进行？
9. 构件安装前要进行什么样的检查，为什么要进行检查和清理？ 10. 杯形基础准备前的工作包括哪些？
11. 构件堆放的原则是什么？试解释其理由。
12. 单层工业厂房结构的安装方法有哪两种？简述各自优缺点及过程。 13. 怎样对起重构件用的起重机进行选择？ 14. 多层装配式框架结构的形式有哪几种？
15. 多层装配式框架结构安装对起重机械的选择较单层装配式混凝土结构工业厂房安装有哪些不同？
16. 述柱子吊装的过程。
17. 子接头有哪几种？以及各自的作业要点。
18. 件接头施工方法有哪几种？以及各自的工作要点。 19. 多层钢筋混凝土结构安装质量要求有哪些？ 20. 构安装工程中的安全要求包括涉及到哪些人员？ 21. 目经理和安全员各自在施工中的安全职责是什么？ 22. 构安装工程中怎样对施工环境进行管理和控制？
第5章 结构安装工程
本章学习要求
了解结构安装工程常用起重机械及其性能和使用范围
熟悉单层工业厂房结构的构件安装工艺，安装方法及安装方案的制订 了解多层装配式框架结构的安装方案
掌握结构安装工程的质量标准和安全技术要求
5.1起重机械和索具设备
结构安装工程常用的起重机械有桅杆式起重机、履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机等。
常用的索具设备有卷扬机、钢丝绳、滑轮吊钩、卡环、吊索、横吊梁等。这些都是起重机所必须具备的辅助工具及设备。
5.1.1 桅杆式起重机
建筑工程中常用的桅杆式起重机有独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式起重机等。桅杆式起重机制作简单，装拆方便，起重量较大，受地形限制小，能用于其他起重机械不能安装的一些特殊工程和设备；但这类机械的服务半径小，移动困难，需要较多的缆风绳。
1独脚把杆
独脚把杆是由把杆、起重滑车组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。如图5.1（a ）所示。它只能举升重物，不能够把重物做水平方向上的运动。使用时，β角应该保持不大于10°，以便吊装的构件不碰撞把杆，底部要设置拖子以便移动，缆风绳数量一般为6～12根，缆风绳与地面的夹角α为30°～45°。根据独脚把杆所用的材料，可以为木独脚把杆、钢管独脚把杆、金属格构式独脚把杆。三种独脚把杆的起重高度和起重量是不同的。木独脚把杆起重高度一般为8～15m ，起重量10t 以下；钢管独脚把杆起重高度可达30m ，起重量可达45t ；金属格构式独脚把杆起重高度可达70～80m ，起重量可达100t 。
2人字把杆
人字把杆一般是由两根圆木或者两根钢管用钢丝绳绑扎或者铁件铰接而成，两杆夹角一般为20°～30°。，底部设有拉杆或拉绳，以平衡水平推力，把杆下端两脚的距离约为高度的1/3～1/2，如图5.1（b ）所示。其中一根把杆的底部装有一导向滑轮，起重索通过它连到卷扬机，另用一根丝绳连接到锚碇，以保证在起重时底部稳定。人字把杆是前倾的，但每高1m ，前倾不超过10cm ，并在后面用两根缆风绳拉结。
人字把杆的特点是侧向稳定性比独脚把杆好，但是构件起吊活动范围小，缆风绳的数量较少。人字把杆的缆风绳的数量由把杆的起重量和起重高度决定，一般不少于5根。人字把杆一般用于安装重型构件或者作为辅助设备以吊装厂房屋盖体系上的构件。3悬臂把杆
在独脚把杆的中部或者2/3高度处装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成悬臂把杆。由于悬臂起重杆铰接于把杆中部，起吊重量大的构件会使把杆产生较大的弯矩。为了使把杆在铰接处得到加强，可用撑杆和拉条（或者钢丝绳）进行加固。悬臂把杆的主要特点是能够获得较大的起重高度，起重杆能够在左右摆动120°～270°，但是起重量比较小，一般用于吊装轻型构件，但能够获得较大的起重高度，宜于吊装高炉等构筑物。如图5.1（c ）所示。
4牵缆式桅杆起重机
在独脚把杆下端装上一根可以回转和起伏的起重臂，即成牵绳式桅杆起重机。如图5.1（d ）所示。起重臂可以起伏，机身可以回转360°，起重半径大，而且灵活，可以把构件吊到工作范围内任何位置上。
牵缆式桅杆起重机所用的材料不同，其性能和作用是不相同的。用角钢组成的格构式截面杆件的牵缆式起重机，桅杆高度可达80m ，起重量可达60t 左右，大多用于重型工业厂房的吊装，化工厂大型塔罐或者高炉的安装。起重量在5t 以下的牵缆式桅杆起重机，大多数用圆木制作，用于吊装一般小型构件。起重量在10t 左右的牵缆式桅杆起重机，大多数用无缝钢管制作，桅杆高度可达25m ，用于一般工业厂房的吊装。
牵缆式桅杆起重机要设较多的缆风绳，比较使用于构件多且集中的工程。
图5.1桅杆式起重机
（a ）独脚拔杆 （b ）人字拔杆 （c ）悬臂拔杆 （d ）牵缆式桅杆起重机
1－拔杆 2－缆风绳 3－起重滑轮组 4－导向装置 5－拉索 6－起重臂
7－回转盘 8－卷扬机
5.1.2 履带式起重机
履带式起重机主要由机身、回转装置、行走装置（履带）、工作装置（起重臂、滑轮组、卷扬机）以及平衡重等组成。如图5.2所示。履带式起重机是一种360°全回转的起重机，它利用两条面积较大的履带着地行走。它操作灵活，行走方便，有较大的起动，能够负载行驶。缺点是稳定性差，行走时对路面破坏较大，行走速度慢，在城市中和长距离转移时，需要拖车进行运输，不宜超负荷吊装。
起重臂是用角钢组成的格构式杆件，下端铰接在机身的前面，能够随机身回转。起重臂可分节接长，设有两套滑轮组，其钢丝绳通过起重臂顶端连到机身内的卷扬机上。
图5-2 履带式起重机
1- 底盘；2-机棚 3-起重滑轮组 5-变幅滑轮组 6-履带 A 、B ……－外形尺寸符号 L －起重高度 R－工作幅度
常用的履带式起重机有以下几种：W1-50、W1-100、W1-200、Э-1252、西北78D 等，上述起重机的外型尺寸及技术性能见表5.1、表5.2、表5.3、表5.4。
表5.1履带式起重机外形尺寸mm
表5.3 W-50型履带式起重机起重物性
表5.4 W-100型履带式起重机起重特性
起重量Q 、起重半径R 、起重高度H 是履带式起重机主要技术性能的三个主要参数。 起重半径R 指起重机回转中心到吊钩的水平距离，起重高度H 是指重吊钩到地面的距离，起重量Q 是指起吊的重量。
起重量Q 、起重半径R 、起重高度H 这三个参数之间存在相互制约的关系，其数值变化取决于起重臂的长度及其仰角的大小。每一种起重机械都有几种臂长，臂长不变时，起重机仰角增大，起重量Q 和起重高度H 增大，起重半径减小。仰角不变时，随着起重臂长的增加，起重半径R 和起重高度H 增加，而起重量Q 减少。
5.1.3汽车式起重机
汽车式起重机是把机身和起重作业装置安装在汽车通用或专用底盘上、汽车的驾驶室与起重的操纵室分开，具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。根据吊臂的结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种，前两种多采用桁架结构臂，后一种采用箱形结构臂。根据动力传动，可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。
汽车式起重机的特点是灵活性好，能够迅速地转换场地，所以广泛地应用在建筑工地。 汽车式起重机的品种和产量近年来得到极大的发展，我国生产的汽车式起重机型号有QY5、QY8、QY12、QY16、QY40、QY65、QY100型等。图5.3为QY16型汽车式起重机，最大起重量为16t ，臂长为20m ，可用在一般单层工业厂房的结构吊装。
图5.3汽车式起重机
1. 可伸缩的起重机 2. 变幅液压千斤顶 3. 可回转的起重平台 4. 可伸缩的支脚
我国一些常用的汽车式起重机的技术性能见表5.5
表5.5 国产液压汽车起重机的技术性能
汽车式起重机在作业时，不能负荷行驶。汽车式起重机在作业时，必须先打好支腿，增大机械的支承面积，增加汽车式起重机作业时的稳定性。
5.1.4轮胎式起重机
轮胎式起重机的构造基本上与履带式起重机相同，但其行驶装置系彩轮胎。轮胎式起重机不采用汽车底盘，而另行设计轴距较小的专门底盘。轮胎式起重机在底盘上装有可伸缩的支腿，起重时可使用支腿以增加机身的稳定性，并保护轮胎，必要时支腿下面可以加垫，以扩大支承面。如图5.4所示。
图5.4 QL 3-16型轮胎起重机
轮胎式起重机的优点是行驶速度快，能够迅速转移工作地点的场地，不破坏路面，便于
城市道路上作业。轮胎式起重机的缺点是不适合在松软或者泥泞的地面上作业。
国产轮胎式起重机分为机械传动和液压传动两种。常用的轮胎式起重机的型号有QL2-8、QL3-16、QL3-25、QL3-40、QL1-16等，多用于工业厂房结构安装。轮胎式起重机的主要的技术性能见表5.6
表5.6轮胎式起重机性能
5．2单层装配式混凝土结构工业厂房安装
单层工业厂房结构构件有基础、柱子、吊车梁、连系梁、物架、天窗架、屋面板等。除了基础是现浇外，其余构件可为预制构件。在现场或预制构件厂预制，然后运输到施工现场进行安装，因此，单层工业厂房的施工关键是制定一个切实可行的构件运输和结构安装方案。
1．准备工作
准备工作的内容包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件的检查、清理、运输、堆放、弹线放样以及吊装机具的准备等。
1）场地清理和道路修筑
（1）把施工场地清理，使得有一个平整的舒适的作业场所。
（2）道路修筑是指运输车辆和起重机械能够很方便地进出施工现场。 （3）符合施工现场要求的三通一平。 2) 构件的检查与清理
为保证吊装的安全和建筑工程的质量，在结构吊装之前，应该对所有的构件进行全面的检查。
（1）检查构件的外形尺寸和安装位置尺寸进行比较。 （2）检查预埋件的位置和大小。
（3）检查构件的表面外形，有无损伤、缺陷、变形、扭曲、裂缝等，表面是否有污物，若有需要加以清除。
（4）检查构件吊环的位置，吊环有无损伤、变形等。
（5）检查构件的强度。构件吊装时混凝土强度不低于设计强度的75%，对于一些大跨度的构件，如屋架则应达到100%。
3) 构见的弹线放样
在每一个构件上弹出安装的定位墨线和校正所用的墨线，作为构件安装、定位、校正的依据。
（1）柱子：在柱身三面弹出安装中心线，所弹中心线的位置与柱基杯口上的安装中心线相吻合。此外，在柱顶与牛腿面上还要弹出安装屋架及吊车梁的定位线。、
（2）屋架：屋架上弦顶面应弹出几何中心线，并从跨中间两端分别弹出天窗架、屋面板或檩条的安装定位线；在屋架两端弹出安装中心线以及安装构件的两侧端线。
（3）梁：在两端及顶面弹出安装中心线和两端线。
（4）编号：按图纸将构件与安装的位置进行对应的编号。安装时，可以根据相对应的编号进行安装、定位、校正。
4）杯形基础的准备
杯形基础的准备工作主要是在柱子安装前对杯底抄平，并在杯口顶面弹线放出柱子安装的位置线。
杯底的抄平是对杯底标高的检查和调整，以保证吊装后牛腿面标高的准确。杯底标高在制作时一般比设计要求低(一般预留50mm) ，以便柱子长度有误差时能抄平调整。一般用水泥沙浆或细石混凝土将杯底抹平，垫至所需标高。基础标高的控制可用水准仪进行测量，小柱测中间一点，大柱测四个角点。
基础顶面定位弹线要根据厂房的定位轴线测出，并与柱的安装中心线相对应。一般在基础顶面弹十字交叉的安装中心线，并画上红三角。
5) 构件的运输
一些重量不大而数量很多的构件，可在预制厂制作，用汽车运到工地。
构件在运输过程中要保证构件不变形、不损坏。构件的混凝土强度达到设计强度的75%时方可运输。构件的支垫位置要正确，要符合受力情况，上下垫木要在同一水平线上。
构件的运输顺序及下车位置应按施工组织设计的规定进行，以免构件造成二次运输而致的损伤。
6). 构件的堆放
构件的堆放场地应先行平整压实，并按设计的受力情况搁置好垫木或支架，构件按设计的受力情况搁置在上。重叠堆放时一般可堆放2~3层；大型屋面板不超过6块；空心板不宜超过8块。构件吊环要向上，标志要向外。
构件堆放原则：
每跨的构件尽量堆放在本跨内，便于吊装。构件的堆放应该便于支模和浇筑混凝土，有足够的作业空间。构件的堆放应该满足工艺安装的要求，尽可能在起重机的半径内，尽量在起重机的范围内一次性起吊。构件的堆放应该保持场内车辆运输的畅通。构件的堆放要注意吊装时的朝向，应该尽量避免在起吊的时候在空中转向。构件应该摆放在坚实的地基上，避免地基下沉给构件造成意想不到的损坏。
2．结构安装方法及技术要求
单层工业厂房结构的主要构件有柱子、吊车梁、连系梁、物架、天窗架、物面板等。 单层工业厂房结构的安装方法，有以下两种： 1) 分件安装法
起重机每开行一次，仅吊装一种或几种构件。根据构件所在的结构部位的不同，通常分三次开行吊装完全部构件。
第一次吊装，安装全部柱子，经校正、最后固定、及柱接头施工。当接头混凝土强度达到70%的设计强度后可进行第二次吊装。
第二次吊装，安装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑，经校正、最后固定、及柱接头施工之后可进行第三次吊装。
第三次吊装，依次按节间安装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。 吊装的顺序如图5.7所示。分件安装法由于每次基本是吊装同类型构件，索具不需经常更换，操作方法也基本相同，所以吊装速度快，能充分发挥起重机效率，构件可以分批供应和现场平面布置比较简单，也能给构件校正、接头焊接、灌筑混凝土、养护提供充分的时间。缺点是：不能为后续工序及早提供工作面，起重机的开行路线较长。但本法仍为目前国内装配式单层工业厂房结构安装中广泛采用的一种方法。
图5.7 分件吊装时的构件吊装顺序 图5.8 综合吊装时的构件吊装顺序 2) 综合安装法
起重机在厂房内一次开行中（每移动一次）就安装完一个节间内的各种类型的构件。综合吊装法是以每节为单元，一次性安装完毕。吊装的顺序如图5.8所示。即先安装4-6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、天窗架和屋面板等构件。一个节间的全部构件安装完后，起重机移至下一节间进行安装，直至整个厂房结构吊装完毕。综合安装法的优点是：起重机开行路线短，停机点少，能持续作业；吊完一个节间，其后续工种就可进入节间内工作，使各工种进行交叉平行流水作业，有利于缩短工期。缺点是：由于同时安装不同类型的构件，需要更换不同的索具，安装速度较慢；使构件供应紧张和平面布置复杂；构件的校正困难、最后固定时间紧迫。综合安装法需要进行周密的安排和布置，施工现场需要很强的组织能力和管理水平，目前这种方法很少采用。
对于某些结构（如门式框架结构）有特殊要求，或采用桅杆式起重机，因移动比较困难，常采用综合吊装法。
3. 起重机的选用
一般钢筋混凝土单层工业厂房的结构吊装，多采用履带式、汽车式、轮胎式起重机。在没有的情况下，也可采用桅杆式起重机等。
1) 起重机型号的选择
起重机型号选择取决于三个工作参数：起重量、起重高度和起重半径。三个工作参数均应满足结构安装的要求。
(1)起重量Q
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：
Q ≥Q1+Q2
式中Q ——起重机的起重量（t ）； Q1——构件的重量（t ）； Q2——索具的重量（t ）。 (2)起重高度H
起重机的起重高度必须满足所装构件的吊装高度要求（如图5.9所示）：
H ≥h1+h2+h3+h4
式中H ——起重机的起重高度（m ），从停机面算起至吊构中心； 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。
图5.9 起重机的起重高度
图5.9
(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。即要保证构件安装的位置在起重机的作业范围内。
(4)最小杆长的决定
当起重机的起重杆须跨过已安装好的结构去吊装构件，比如跨过屋架安装屋面板时，为了不与屋架相碰，必须计算出起重机的最小杆长。杆长必须满足安装的要求。
5.3多层装配式框架结构安装
5.3.1结构简介
装配式钢筋混凝土框架结构已经广泛用于多层、高层民用建筑和多层工业厂房中。这种结构的全部构件，在工厂或者现场预制后进行安装。
装配式框架是指柱、梁、板均由装配式构件组成，而装配整体式框架指现浇柱、预制梁、板体系。装配式框架柱的长度可为一层一节，亦可为二层、三层或四层一节，主要取决于起重机械的起重能力。柱子长度取决于起重机械的起重能力，条件可能时尽量加大柱子长度，以减少柱子接头数量，提高安装效率。
装配式框架结构的型式，主要分为梁板结构和无梁结构两种。梁板式结构由柱、主梁、次梁、楼板组成。主梁大多沿横向框架方向布置，而次梁沿纵向布置。有的采用梁柱整体示构件。柱与柱的接头设在弯矩较小的地方，或者梁柱节点处。
无梁式结构由柱、柱帽、柱间板和跨间板组成。跨间板搁在柱间板上，柱间板搁在柱帽的凹缘上，柱帽支承在有四面牛腿的柱子上，无梁式结构近年来做成升板结构进行升板施工。
5.3.2安装方案
装配式框架结构施工其主导工程是结构安装工程。施工前要根据建筑物的结构型式，构件的安装高度、构件的重量、吊装工程量、工期、机械设备条件及现场环境等因素，制定合理方案。
1．起重机械的选择 选择起重机，主要根据装配式框架结构的高度、结构类型、构件重量及工程量等来确定。5层以下的民用建筑及高度在18m 以下的工业厂房，可选用履带式起重机或轮胎式起重机；一般多层工业厂房和10层以下民用建筑多采用轨道式塔式起重机；高层建筑（10层以上）在普通塔式起重机不够用的情况下，可采用爬升式塔式起重机或者附着式塔式起重机。
选择起重机，主要是看起重机的工作参数。起重机的工作参数有：起重量Q 、起重半径R 、起重高度H 。根据这些参数，使得选用的起重机的性能必须满足构件吊装的要求。起重机的选择可参考上节的阐述。
起重机的起重能力也有用重力矩M 来表示的。M=QjRj（KN ·m ）。选择起重机的型号时，首先计算出最高一层的各主要构件的重量Q ，以及需要达到的起重半径R ，然后根据所需要的最大起重力矩M ，和最大起重高度H 来选择起重机的类型。
2、结构安装方法
多层装配式框架结构的安装同单层装配式混凝土结构工业厂房安装方法相同，可分为分件安装法和综合安装法两种。
分件吊装法根据流水方式，分为分层分段流水安装法和分大流水安装法两种。分层分段流水安装法是以一个楼层(或一个柱节) 为一个施工层，每一个施工层再划分为若干个施工段，进行构件起吊、校正、定位、焊接、接头灌浆等工序的流水作业。分层大流水安装和分层分段流水安装法不同之处在于，分层大流水安装法的每个施工层不再划分施工段，而是按照一个楼层组织各工序的流水作业。
选择分层分段流水安装法，还是分层大流水安装法要根据工地现场的具体情况来定，比如：施工现场场地的情况、各安装构件的装备情况等。
5.3.3柱吊装
柱的吊装可分为绑扎、吊升、就位、柱的临时固定、校正、最后固定、柱接头施工等几个程序。
12m 长以内的柱子多采用一点绑扎；12～20m 长的柱子，则需要采用两点绑扎；对于重量较大和更长的柱子可采用三点或者多点绑扎。采用多点绑扎要注意，一定要进行吊装验算，以防止构件在吊装过程中受力不均而产生裂缝，甚至断裂。
柱子起吊过程中一定要保护好柱子底部的外伸钢筋。一般可以事先套上钢管三角架或者垫木，以达到保护外伸钢筋的目的。
采用一点绑扎12m 长以内的柱子，一般采用旋转法起吊；两点、三点或者多点绑扎的柱子，起吊的时候一定要注意柱子所摆置的朝向。
框架底层柱与基础杯口的连结方法和单层工业厂房相同。柱子吊装后，可以用管式支撑作为临时的固定。
临时固定后需要对柱子进行校正。一般校正需要2～3次。首次校正在脱钩后电焊前进行，保证柱子摆放在已经放样定位的位置上。第二、第三次校正，主要纠正电焊钢筋受热收缩不均而引起的偏差，确保梁和楼板能够没有偏差地吊装。
柱子的垂直度校正，首先要保证下节柱子垂直度校正准确，以避免误差积累。一般可以用经纬仪观测进行垂直度校正。
柱子接头有榫式接头、插入式接头和浆锚接头三种。如图5.10所示。
图5.10 柱接头型式
（a ）榫式接头 （b ）插入式接头 （c ）浆浇式接头
1. 榫头 2. 上柱外伸外伸钢筋 3. 剖口焊 4. 下柱外伸钢筋 5. 后浇接头混凝土
6. 下柱杯口 7. 下柱预留孔
1．榫式接头
将上节柱的下端混凝土做成榫头状，承受施工荷载。上柱和下柱的外露钢筋的受力筋用剖口焊焊接，再培置一些箍筋，最后浇筑接头混凝土以形成整体。待接头混凝土达到了70%的设计强度后，再吊装上层构件。
2．插入式接头
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。接头处灌浆的方法有压力灌浆和自重挤浆两种。
3．浆锚式接头
将上柱伸出的钢筋插入下柱的预留孔中，然后用水泥砂浆灌缝锚固，使上下柱形成一个整体。浆锚接头有后灌浆或压浆两种工艺。
5.3.4构件接头施工
构件的接头主要是梁柱之间的接头，常用的有明牛腿刚性接头、齿槽式接头、浇注整体式接头等。如图5.11所示。
图5.11 梁与柱的接头
(a) 明牛腿式刚性接头 （b ）齿槽式接头 （c ）浇注整体式接头
1－剖口焊钢筋 2－浇捣细石混凝土 3－齿槽 4－附加钢筋 5－牛腿
6－垫板 7－柱 8－梁
明牛腿刚性接头在梁安装时，首先将梁端预埋钢板和柱子牛腿上错误！链接无效。焊接，然后将起重机脱钩，最后进行梁与柱子的钢筋焊接。明牛腿刚性接头安装方便，节点刚度大，受力可靠，但明牛腿占去了一部分空间。
齿槽式接头是利用梁柱接头处设的齿槽来传递梁端剪力，以代替了牛腿。梁柱接头处设置角钢作为临时牛腿，用来支撑梁。起重机脱钩时，须将梁一端的上部接头钢筋焊接好，因为角钢支承面积小，安全性小。
浇注整体式梁柱接头制作的过程为：柱子以每一层为一节，将梁搁置在柱子上，梁底钢筋按锚固长度的要求上弯或者焊接，配上箍筋后，浇筑混凝土到楼面板。待强度达到了设计的要求时，可以安装和制作上节柱子，依此类推。
5.4结构安装工程质量标准与安全技术要求
5.4.1钢筋混凝土结构安装质量要求
预应力构件安装时，混凝土强度必须要达到设计强度的要求的75%以上，有的甚至要达到100%的强度。预应力构件孔道灌浆的强度应该达到15MPa 以上时，方可进行构件安装。在吊装装配式框架结构时，接头或者是接缝的混凝土强度必须达到10MPa 以上时，方可吊装上一层结构的构件。
安装构件，必须要按照绑扎、吊升、就位、柱的临时固定、校正、最后固定、柱接头施工的顺序，保证构件安装的质量。
构件的安装，必须保证具有一定的精度，确保构件的安装在偏差的允许范围内。见表5.8。
表5.8 构件安装时的允许偏差
5.4.2结构安装工程的安全技术要求
在结构安装的施工过程中，安全施工的措施很重要。安全问题可以简单归纳为人和管理两方面的问题。人的问题主要表现在：人的安全意识和人施工作业过程的行为的规范。管理方面上的问题包括很多，大而言之，包括一切施工过程中问题。譬如人的安全意识和人员施工作业的规范都是管理问题，那是对人的管理不到位。我们这里说的管理问题主要表现在：起重机械设备的管理和施工现场环境的管理。
1．人员的安全要求
人员主要是指项目经理、施工技术负责人、作业队长、班组长、现场施工人员、技术人员、安全员、操作人员等。
安全员的主要安全职责和要求是：
1）做好安全生产管理和监督检查工作。 2）贯彻执行劳动保护法规。 3）督促实施各项安全技术措施。
4）开展安全生产宣传教育和职工培训工作。
5）组织安全生产检查，研究和解决施工生产中的不安全因素，消除施工生产中存在的隐患。
6）参加事故调查，提出事故处理意见，制止违章作业，遇有险情制止施工。 操作人员的安全要求：
1) 从事安装工作人员要进行身体检查，对不符合规范要求的心脏病或高血压患者，不得进行高空作业。
2) 操作人员进入施工现场，必须佩戴安全帽，系好安全带等安全器械。 3) 电焊作业必须穿戴好防护罩。
4) 结构安装时施工现场必须要统一指挥，所有作业人员都要服从指挥，熟悉各种信号。 在一个项目主要的安全的责任人是项目经理，项目经理必须认真对待安全问题，做好职工的教育的安全培训工作。
2．起重吊装机械的安全要求
1）起重机在吊装前，要检查起重臂、吊钩、钢丝绳、平衡重等部件是否紧密牢固。发
现吊钩、卡环出现变形或裂纹时，不得再使用。吊装所用的钢丝绳，事先必须认真检查，表面磨损、或者腐蚀严重，不得使用。
2）起重机在工作时，要标上醒目的标志。作业时，严禁碰撞高压电线等障碍物。 3）起重机负重行驶时，一定要缓慢，严禁在超负荷时，同时进行两种操作动作。 4）操作人员一定要按照起重机的作业手册进行操作，不得违章作业。 3．施工现场的安全要求
1）在施工作业前，要对现场的工作环境、车辆行使的路线、空中的电线走向、建筑物的影响，构件的重量等各个情况都要进行了解和熟悉。
2）施工现场的周围，应设置临时栏杆，进行封闭式作业，严禁外来人员围观，更不得在作业时，行人从吊臂下经过。
3）对吊臂活动范围内的障碍物进行清除，给起重机提供一个足够的作业区域。
4）在天气不好的情况下，严禁吊装作业，特别是大风、大雾、大雨、大雪等恶劣天气。在雨季和冬季施工，必须注意防滑措施。
5.5工程案例
【案例5.5.1】
某厂单层工业厂房结构的金工车间，跨度18m ，长66米，柱距6m ，共11个节间，厂房平面图、剖面图如图5.12所示。
制定安装方案前，应先熟悉施工图，了解设计意图，将主要构件数量、重量、长度、安装标高分别算出，并列表5.9以便计算时查阅。
根据厂房基本概况及现有起重设备条件，初步选用W 1-100型履带式起重机进行结构吊装。主要构件吊装的参数计算如下：
(1)柱
柱子采用一点绑扎斜吊法吊装。 柱Z 1Z 2要求起重量：
Q=Q1+Q2=6.95+0.2=7.15(t)
柱Z 1Z 2要求起升高度(如图5.13所示) ：
H＝h 1+h2+h3+h4=0+0.3+6.9+2.0=9.2(m) 柱Z 3要求起重量：Q=Q1+Q2=5.6+0.2＝5.8(t) 柱Z 3要求起升高度(如图5.14所示) ：
H ＝h 1+h2+h3+h4=0+0.30+11.35+2.0＝13.65(m) (2)屋面板
吊装跨中屋面板时，起重量：
Q=Q1+Q2=1.16+0.2＝1.36(t) 起升高度(如图5.13所示) ：
H ＝h 1+h2+h3+h4=(10.8+2.64)+0.3+0.24+2.5=16.48(m)
图5.13 柱的起重高度 图5.14 屋面板的起重高度
安装屋面板时起重机吊钩需跨过已安装的屋架3m, 且起重臂轴线与已安装的屋架上弦中线最少需保持1m 的水平间隙。因此，起重机的最小起重臂长度及所需起重仰角ɑ为
图5.13 图5.14
h 10. 8+2. 64-1. 7f +g =arctan3+1ɑ＝arctan =55.07°
h f +g 11. 744+=+=21. 34(m ) sin a cos a sin 55. 07︒cos 55. 07︒L=
3
根据上述计算，选W 1-100型履带式起重机吊装屋面板，起重臂长L 取23m ，起重仰角ɑ
＝55°，再对起重高度进行核算：
假定起重机顶端至吊钩的距离d=3.5m,则实际的起重高度为： H=Lsin55°+E-d=23sin55°+1.7-3.5=17.04m＞16.48m 即d=23sin55°+1.7-16.48=4.06m,满足要求。 此时起重机吊板的起重半径为：
R=F+Lcosɑ＝1.3＋23cos55°＝14.49（m ）
再以选定的23m 长起重臂及ɑ＝55°倾角用作图法来复核一下能否满足吊装最边缘一块屋面板的要求。
在图5.15中，以最边缘一块屋面板的中心Ｋ圆心，以R=14..49m为半径画弧，交起重
O 点，O 点即为起重机吊装边缘一块屋面板的停机位置。用比例尺量K
KQ=3.8m。过O 按比例作2－2剖面。从2-2剖面可以看出，所选起重臂及起重仰角可以
机开行路线于
1
1
1
满足吊装要求。
屋面板吊装工作参数计算及屋面板的就位布置图如图5.16所示。
根据以上各种工作参数计算，确定选用23m 长度的起重臂，并查W-100型起重机性能曲线，列出表5.10，再根据合适的起重半径R ，作出制定构件平面布置图的依据。
构件吊装采用分件吊装的方法。柱子、屋架现场预制，其他构件(如吊车梁、连系梁、屋面板) 均在附近预制构件厂预制，吊装前运到现场排放吊装。
(1) A列柱预制
在场地平整及杯形基础浇筑后即可进行柱子预制。根据现场情况及起重半径R ，先确定起重机开行路线，吊装A 列柱时，跨内、跨边开行，且起重机开行路线距A 轴线的距离为4.8m ；然后以各杯口中心为圆心，以R ＝6.5m 为半径画弧与开行线路相交，其交点即为吊装各柱的停机点，再以各停机点为圆心，以R ＝6.5m 为半径画弧，该弧均通过各杯口中心，并在杯口附近的圆弧上定出一点作为柱脚中心，然后以柱脚中心为圆心，以柱脚至绑扎点的距离7.05m 为半径作弧与以停机点为圆心，以R ＝6.5m 为半径的圆弧相交，此交点即柱的绑扎点。根据圆弧上的两点（柱脚中心及绑扎点）作出柱子的中心线，并根据柱子尺寸确定出柱的预制伴置，如图5.16（a ）所示。
（2）A 列柱预制
根据施工现场情况确定B 列柱跨外预制，由B 轴线与起重机的开行路线的距离为4.2m ，定出起重机吊装B 列柱的开行路线，然后按上述同样的方法确定停机点及柱子的布置位置。如图5.16（a ）所示。
（3）抗风柱的预制
抗风柱在1轴及14轴外跨外布置，其预制位置不能影响起重机的开行。
（4）屋架的预制
屋架的预制安排在柱子吊装完后进行；屋架以3～4榀为一叠安排在跨内叠浇。在确定屋架的预制位置之前，先定出各屋架排放的位置，据此安排屋架的预制位置。屋架的预制位置及排放布置如图5.16（a ）所示。按图5.16的布置方案，起重机的开行路线及构件的安装顺序如下：
起重机首先自A 轴跨内进场，按14→1顺序吊装A 列柱；其次，转至B 轴线跨外，按1→14的顺序吊装B 列柱；第三，转至A 轴线跨内，按14→1的顺序吊装A 列柱的吊车梁、连系梁、柱间支撑；第四，转至B 轴线跨内，按14→1的顺序吊装B 列柱的吊车梁、连系梁、柱间支撑；第五，转至跨中，按14→1的顺序扶直屋架，使屋架、屋面板排放就位后，吊装1轴线的两根抗风柱；第六，按1→14的顺序吊装屋架、屋面支撑、大型屋面板、天沟板等；
(b)
图5.16 预制构件的平面布置及吊装时起重机开行线路
(a)柱子预制阶段的平面布置及吊装时起重机开行路线
(b)屋架预制阶段的平面布置及扶直、排放屋架的开行路线
5.6本章学习小结
结构安装工程是建筑施工课程中的一个重要的章节，是建筑工程施工中的重点和难点。在工程施工过程中，结构安装工程是重要的环节。本章主要了解：各种起重机械的类型，主要技术性能，特别是对一些常用起重机械的了解；单层装配式混凝土结构工业厂房的安装；多层装配式框架结构安装；结构安装工程质量标准和安全技术要求。
5.7复习思考题
1. 常用的起重机械有哪些？试说明各自的优缺点？ 2. 常用的索具设备有哪些？
3. 桅杆式起重机有哪几种？各有什么特点？
4. 试述起重机的起重高度、起重半径、起重量之间的关系？ 5. 比较履带式、汽车式、轮胎式起重机的异同。 6. 简述塔式起重机的用途？以及分类的情况？
7. 单层装配式混凝土结构工业厂房安装有哪些工作程序？ 8. 构件安装前为什么要弹线放样，以及怎么进行？
9. 构件安装前要进行什么样的检查，为什么要进行检查和清理？ 10. 杯形基础准备前的工作包括哪些？
11. 构件堆放的原则是什么？试解释其理由。
12. 单层工业厂房结构的安装方法有哪两种？简述各自优缺点及过程。 13. 怎样对起重构件用的起重机进行选择？ 14. 多层装配式框架结构的形式有哪几种？
15. 多层装配式框架结构安装对起重机械的选择较单层装配式混凝土结构工业厂房安装有哪些不同？
16. 述柱子吊装的过程。
17. 子接头有哪几种？以及各自的作业要点。
18. 件接头施工方法有哪几种？以及各自的工作要点。 19. 多层钢筋混凝土结构安装质量要求有哪些？ 20. 构安装工程中的安全要求包括涉及到哪些人员？ 21. 目经理和安全员各自在施工中的安全职责是什么？ 22. 构安装工程中怎样对施工环境进行管理和控制？