04機電工程起重技術
機電工程起重技術
1主要起重機械與吊具的使用要求
一、起重機械的分類和載荷
（一）起重機械的分類
起重機械分為輕小型起重設備、起重機、升降機、工作平臺和機械式停車設備五大類。
1.輕小型起重設備分類
輕小型起重設備分為千斤頂、滑車（或稱起重滑車、起重滑輪組）、起重葫蘆和卷揚機。其中千斤頂又可分為機械千斤頂（包括螺旋千斤頂、齒條千斤頂）、油壓千斤頂?shù)�；起重葫蘆又可分為手拉葫蘆、手扳葫蘆等；卷揚機可分為卷繞式卷揚機、摩擦式卷揚機。
2.起重機分類
起重機分為：橋架型起重機、臂架型起重機、纜索型起重機三大類。
（1）橋架型起重機類別。橋架型起重機主要有：梁式起重機、橋式起重機、門式起重機、半門式起重機等。
（2）臂架型起重機類別。臂架型起重機共分11個類別，主要有：門座起重機和半門座起重機、塔式起重機、流動式起重機、鐵路起重機、桅桿起重機、懸臂起重機等。建筑、安裝工程常用的有塔式起重機、流動式起重機、桅桿起重機。流動式起重機能在帶載或不帶載情況下沿無軌路面行駛、且依靠自重保持穩(wěn)定。流動式起重機主要有履帶起重機、汽車起重機、輪胎起重機、全地面起重機、隨車起重機。
（3）纜索起重機類別包括門式纜索起重機等。
（二）載荷
1.吊裝載荷
起重機的吊裝載荷指被吊物（設備或構件等）在吊裝狀態(tài)下的重量和吊索具重量的總和。例如，履帶起重機的吊裝載荷包括：起重機的凈起重量即被吊設備和吊索（繩扣）重量、吊鉤滑輪組重量和從臂架頭部垂下的起升鋼絲繩重量的總和。
2.吊裝計算載荷
（1）動載荷系數(shù)（簡稱動載系數(shù)）是起重機在吊裝重物的運動過程中所產(chǎn)生的對起吊機具負載的影響而計入的系數(shù)。在起重吊裝工程計算中，以動載系數(shù)計入其影響。一般取動載系數(shù)k1=1.1。在吊裝計算中，動載系數(shù)是對吊裝載荷的修正，計入動載系數(shù)是一種安全措施。
（2）吊裝計算載荷（簡稱計算載荷）吊裝計算載荷等于動載系數(shù)乘以吊裝載荷。
3.多臺起重機聯(lián)合起吊的計算載荷
（1）不均衡載荷系數(shù)：在多臺起重機共同抬吊一個重物時，由于起重機械之間的相互運動可能產(chǎn)生作用于起重機械、重物和吊索上的附加載荷，或者由于工作不同步，吊裝載荷不能完全平均地分攤到各臺起重機。在吊裝計算中，以不均衡載荷系數(shù)計入這種不均衡現(xiàn)象的影響。一般取不均衡載荷系數(shù)k2 = 1.1?1.25。
（2）計算載荷:
在吊裝計算中，多臺起重機聯(lián)合起吊其中一臺起重機承擔的吊裝計算載荷的一般公式為：
Qj=Q×k1×k2
式中Qj——起重機的計算載荷；
Q——分配到起重機的吊裝載荷，包括所承受的設備重量及起重機索、吊具重量。
二、鋼絲繩和輕小型起重設備
（一）鋼絲繩的規(guī)格與選用
1.起重吊裝中常用的鋼絲繩
起重吊裝中常用鋼絲繩為多股鋼絲繩，由多個股圍繞一個繩芯捻制而成。大型吊裝應采用《重要用途鋼絲繩》GB8918-2006標準的鋼絲繩，鋼絲繩鋼絲的公稱抗拉強度有1570MPa（1570N/mm?）、1670MPa、1770MPa、1870MPa、1960MPa等數(shù)種。
2.鋼絲繩的規(guī)格
（1）鋼絲繩的規(guī)格較多，起重吊裝常用6×19包括（纖維芯FC和鋼芯IWR兩類）、6×37、6×61規(guī)格的鋼絲繩。在同等直徑下，6×19鋼絲繩中的鋼絲直徑較大，強度較高，但柔性差，常用作纜風繩。6×61鋼絲繩中的鋼絲最細，柔性好，但強度較低。6×37鋼絲繩的性能介于上述二者之間。后兩種規(guī)格鋼絲繩常用作穿過滑輪組牽引運行的跑繩和吊索。
（2）吊索俗稱千斤繩或繩扣，用于連接起重機吊鉤和被吊裝設備。例如，國家標準中6×37S+FC（IWR）鋼絲繩為點線接觸型，繩股為1+6+15+15結(jié)構，直徑范圍為20?60mm，性能較好，在大型吊裝中使用最為普遍。
（3）在起重吊裝中，鋼絲繩用作纜風繩，安全系數(shù)不小于3.5；做滑輪組跑繩，安全系數(shù)不小于5。做吊索的安全系數(shù)一般不小于8；如果用于載人，則安全系數(shù)不小于10?12。
（二）輕小型起重設備的主要使用要求
1.千斤頂?shù)闹饕褂靡?/p>
（1）千斤頂應垂直使用，并使作用力通過承壓中心。當水平使用時應采取可靠的支撐措施。
（2）千斤頂?shù)撞繎凶銐虻闹蚊娣e，以防受力后千斤頂發(fā)生傾斜。頂部應有足夠的工
作面積。
（3）使用千斤頂時，應隨著工件的升降隨時調(diào)整保險墊塊的高度。
（4）使用多臺千斤頂同時頂升同一工件時，應采用規(guī)格型號相同的千斤頂，且須采取使載荷分配合理的措施。工作時動作應協(xié)調(diào)，以保證升降平穩(wěn)、無傾斜及局部過載現(xiàn)象。
2.起重滑車的主要使用要求
（1）起重吊裝中常用的是HQ系列起重滑車(通用滑車〉�；噾闯鰪S銘牌和產(chǎn)品使用說明書使用，不得超負荷使用。多輪滑車僅使用其部分滑輪時，滑車的起重能力應按使用的輪數(shù)與滑車全部輪數(shù)的比例進行折減。
（2）滑車組動、定（靜）滑車的最小距離不得小于滑輪輪徑的5倍；跑繩進入滑輪的偏角不宜大于5°。
（3）滑車組穿繞跑繩的方法有順穿、花穿、雙抽頭穿法。當滑車的輪數(shù)超過5個時，跑繩應采用雙抽頭方式。若采用花穿的方式，應適當加大上、下滑輪之間的凈距。
3.卷揚機的主要使用要求
（1）起重吊裝中一般采用電動慢速卷揚機。選用卷揚機的主要參數(shù)有鋼絲繩額定靜張力（或額定牽引拉力）和卷筒容繩量。卷揚機不得超負荷使用。
（2）卷揚機應固定牢靠，受力時不應橫向偏移。地錨設置后應按其使用負荷進行預拉。
（3）卷揚機卷筒上的鋼絲繩不能全部放出，余留在卷筒上的鋼絲繩不應少于4 圈，以減少鋼絲繩在固定處的受力。
（4）卷揚機工作時，由卷筒到最后一個導向滑車的水平直線距離不應小于卷筒長度的25倍，該導向滑車應設在卷筒的中垂線上。
（5）卷揚機上纏繞多層鋼絲繩時，應使鋼絲繩始終順序地逐層緊纏在卷筒上，鋼絲繩最外一層應低于卷筒兩端凸緣一個繩徑的高度。
三、 流動式起重機的參數(shù)及使用要求
1.流動式起重機基本參數(shù)
流動式起重機（以下簡稱吊車）的基本參數(shù)，指作為選擇吊車和制訂吊裝技術方案的重要依據(jù)的吊車性能數(shù)據(jù)，主要有額定起重量、最大工作半徑（幅度）、最大起升高度等。
2.流動式起重機的特性曲線
反映流動式起重機的起重能力隨臂長、工作半徑的變化而變化的規(guī)律和反映流動式起重機的最大起升高度隨臂長、工作半徑變化而變化的規(guī)律的曲線稱為起重機的特性曲線。目前，大型吊車特性曲線已圖表化。例如，吊車各種工況下的作業(yè)范圍（或起升高度-工作范圍）圖和載荷（起重能力）表等。
3.流動式起重機的選用步驟
吊車的選擇應依照吊車說明書規(guī)定的特性曲線圖、表進行。一般的選擇程序步驟是：
（1）根據(jù)被吊設備或構件的吊裝重量（或計算重量）、就位高度、位置和已確定的.吊車使用工況，初定吊車的站位位置。
（2）根據(jù)設備尺寸、設備吊裝高度、吊索高度和吊車站位位置（即由此確定的吊車工作半徑），查吊車作業(yè)范圍曲線圖，初定吊車臂桿長度。
（3）根據(jù)吊車工況和已定的吊車工作半徑、臂長，查吊車的起重能力表，查出吊車在此配置下的額定起重量。若額定起重量大于設備的吊裝重量，本項選擇合格，否則重選。
（4）計算吊臂與設備之間、吊鉤與設備及吊臂之間的安全距離，若符合規(guī)范要求，選擇合格，否則重選。
（5）按上述步驟進行優(yōu)化，最終確定吊車臂長、工作半徑等參數(shù)。
4.流動式起重機的地基要求
（1）流動式起重機必須在水平堅硬地面上進行吊裝作業(yè)。吊車的工作位置（包括吊裝站位置和行走路線）的地基應根據(jù)其他地質(zhì)情況或測定的地面耐壓力為依據(jù)，釆用合適的方法（一般施工場地的土質(zhì)地面可采用開挖回填夯實的方法）進行處理。
（2）處理后的地面應做耐壓力測試，地面耐壓力應滿足吊車對地基的要求。特大型履帶吊車應鋪設轉(zhuǎn)配路基板。
四、 桅桿起重機的使用要求
1.桅桿起重機的結(jié)構
桅桿起重機（以下簡稱桅桿）由桅桿本體、動力-起升系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)組成。
（1）桅桿本體包括桅桿、基座及其附件。桅桿由多個節(jié)（或段）連接而成，是桅桿主體受力結(jié)構。大型桅桿多采用格構式截面，中小型桅桿也有采用實腹式截面。
（2）動力-起升系統(tǒng)主要由卷揚機、鋼絲繩（跑繩）、起重滑車組、導向滑車等組成。近年的吊裝作業(yè)中也有采用液壓提升系統(tǒng)的桅桿。
（3）穩(wěn)定系統(tǒng)主要包括纜風繩、地錨等。
2.桅桿起重機的使用要求
（1）桅桿使用應具備質(zhì)量和安全合格的文件：制造質(zhì)量證明書；制造圖、使用說明書；載荷試驗報告；安全檢驗合格證書。
（2）桅桿應嚴格按照使用說明書的規(guī)定使用。若不在使用說明書規(guī)定的性能范圍內(nèi)（包括桅桿使用長度、傾斜角度和主吊滑車張角角度三項指標中的任何一項）使用，則應根據(jù)使用條件對桅桿進行全面核算。
（3）桅桿的使用長度應根據(jù)吊裝設備、構件的高度確定。對中心線偏差不應大于長度的1/1000，總偏差不應大于20mm。
（4）使用連接螺栓時，螺栓不得有不滿扣現(xiàn)象。擰緊螺栓時逐次對稱交叉進行。不得使用質(zhì)量不合格或材質(zhì)不清的螺栓，安裝螺栓前應對螺紋部分加潤滑脂潤滑。
3.地錨的結(jié)構形式及使用范圍
目前常用的地錨結(jié)構形式有全埋式地錨、半埋式地錨、壓重式活動地錨等數(shù)種。應根據(jù)受力條件和施工區(qū)域的土質(zhì)情況選用合適的地錨結(jié)構。
（1）全埋式地錨適用于有開挖條件的場地。全埋式地錨可以承受較大的拉力，多在大型吊裝中使用。
（2）壓重式活動地錨適用于地下水位較高或土質(zhì)較軟等不便深度開挖的場地。小型壓重式活動式地錨承受的力不大， 多在改、擴建工程的吊裝作業(yè)中使用。
在施工中，利用已有建筑物作為地錐，如混凝土基礎、混凝土構筑物等，應進行強度驗算并采取可靠的防護措施，并獲得建筑物設計單位的書面認可。
2常用的吊裝方法和吊裝方案的選用原則
一、常用的吊裝方法
1.按吊裝工藝方法分類的吊裝方法
（1）滑移法：指設備或構件臥置，底部支承于可沿設備軸向滑移的托架（或稱排子）上，起吊時設備或構件頭部上升，底部隨排子滑移，至基礎附近底部離開托架豎立就位的吊裝方法。包括；桅桿滑移法（雙桅桿抬吊滑移法，傾斜單桅桿滑移法、門式桅桿滑移法等）吊車滑移法。滑移吊裝法主要針對自身高度較高、臥態(tài)位置待吊、豎立就位的高聳設備或結(jié)構。例如，石油化工廠中的塔類設備、火炬塔架等設備或高聳結(jié)構，以及包括電視發(fā)射塔、桅桿、鋼結(jié)構煙囪塔架等。
（2）吊車抬送法：采用主吊吊車提升設備的頂部或上部，輔助吊車（抬尾吊車）抬送設備下部。將水平臥置的設備或構件，豎立就位的吊裝方法。本方法應用十分廣泛，適用于各種設備和構件。例如，石油化工廠中的塔類設備的吊裝，，目前大多采用本方法。
（3）旋轉(zhuǎn)法：又稱扳轉(zhuǎn)法吊裝。設備或構件底部用旋轉(zhuǎn)較鏈與其基礎連接，利用起重機械使設備或構件在垂直面上繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)，達到直立的吊裝方法。有單轉(zhuǎn)和雙轉(zhuǎn)兩種方式，單轉(zhuǎn)法是僅設備或構件扳起的吊裝方法。雙轉(zhuǎn)法是設備或構件扳起，吊裝機具同時放倒的吊裝方法。人字（或八字）桅桿扳立旋轉(zhuǎn)法主要針對特別高、重的設備和高聳塔架類結(jié)構的吊裝，例如：石化廠吊裝大型塔器類工藝設備、大型火炬塔架和構件等。
（4）無錨點推吊法：吊推法的門架無需拖拉繩和錨點，其主要工作過程由“吊”和 “推”
兩種動作組成，使用較矮的柜式門架，對稱無偏心受載，無拖拉繩的壓力。無錨點推吊法適用于施工現(xiàn)場障礙物較多，場地特別狹窄，周圍環(huán)境復雜，設置纜風繩、錨點困難，難以采用大型桅桿進行吊裝作業(yè)的基礎在地面的高、重型設備或構件，特別是老廠擴建施工。應用的典型工程如氮肥廠的排氣筒、某毫秒爐初餾塔吊裝等。
（5）集群液壓千斤頂整體提升（滑移）吊裝法：目前多采用“鋼絞線懸掛承重、液壓提 升千斤頂集群、計算機控制同步”方法，其中有上拔式和爬升式兩種方式。本方法借助機、電、液一體化工作原理，使提升能力可按實際需要進行任意組合配置，計算機控制同步，可高精度控制提升點間的升差值。適用于大型設備與構件如大型屋蓋、網(wǎng)架、鋼天橋（廊）、電視塔鋼桅桿天線等的吊裝。例如，大型龍門起重機主梁整體提升、大型電視塔鋼桅桿天線整體提升、大型機場航站樓、體育場館鋼屋架（蓋）整體滑移等。
（6）高空斜承索吊運法：適用于在超高空吊裝中、小型設備、山區(qū)的上山索道。如上海東方明珠高空吊運設備。
（7）萬能桿件吊裝法：“ 萬能桿件”由各種標準桿件、節(jié)點板、綴板、填板、支撐靴組成�？梢越M合、拼裝成桁架、墩架、塔架或龍門架等形式，常用于橋梁施工中。
（8）液壓頂升法：利用液壓設備，向上頂升或提升設備的方法，通常采用多臺液壓設備均勻分布、同步作業(yè)。例如，油罐的倒裝、電廠發(fā)電機組安裝等。
大型設備整體安裝技術（整體提升吊裝技術）是 2005年發(fā)布的建筑業(yè)10項新術之一，其中：滑移法的直立雙桅桿滑移法吊裝大型設備技術、旋轉(zhuǎn)法的龍門（八字）桅桿扳立大型設備(構件)技術、無錨點推吊大型設備技術、集群液壓千斤頂整體提升（滑移）大型設備與構件技術是其主要單項技術。尤其是從集群液壓千斤頂整體提升（滑移）吊裝技術提升發(fā)展的“鋼結(jié)構與大型設備計算機控制整體頂升與提升安裝施工技術”成為2010年發(fā)布的建筑業(yè)10項新技術之一。
2.按吊裝機具、設備分類的吊裝方法
包括：塔式起重機吊裝、橋式起重機吊裝、流動式起重機（汽車吊、履帶吊等）吊裝/桅桿系統(tǒng)吊裝、纜索起重機吊裝、液壓提升吊裝、直升飛機吊裝、坡道法提升吊裝以及利用構筑物吊裝方法等。
二、吊裝方案編制要求與方案選用
（一）吊裝方案編制
1.吊裝方案的主要編制依據(jù)
（1）國家有關法規(guī)、有關施工標準、規(guī)范、規(guī)程；
（2）施工組織設計或施工組織總設計；
（3）施工技術資料：主要包括被吊裝設備（構件）的設計制造圖、設備基礎施工圖、設備平立面布置圖、相關專業(yè)施工圖、設計會審文件、施工現(xiàn)場地質(zhì)資料等；
（4）施工現(xiàn)場條件：包括場地、道路、地下地上障礙物等；
（5）機具情況及技術裝備能力: 包括自有的和可租賃機具的情況，以及租賃的價格、機具進場的道路、橋涵情況等。
2.吊裝方案的主要內(nèi)容
（1）編制說明與編制依據(jù)。
（2）工程概況：主要包括待吊設備的主要工藝特點、到貨形式、設計單位、制造單位等。 、
（3）主要吊裝參數(shù)：宜編制吊裝參數(shù)表，內(nèi)容包括: 設備位號、名稱、規(guī)格尺寸、材質(zhì)、金屬總重量、吊裝總重量（包括平臺梯子、附塔管線、保溫襯里、加固、吊耳等的重量）重心標高、吊點方位及標高、基礎標髙。若采用分段吊裝，應注明設備分段尺寸、分段重量。
（4）吊裝工藝方法：工藝方法概述（如雙桅桿滑移法、吊車滑移法）、按工序分層次詳述作業(yè)方法與工藝要求。
（5）吊裝技術措施和施工步驟:
1）起重吊裝機具選用、機具安裝拆除方法和要求，吊裝機、索具設置；
2）待吊設備卸車方法、設備擺放狀態(tài)、組裝深度要求，設備局部或整體加固方法；
3）吊點位置及其結(jié)構；
4）吊裝作業(yè)步驟及技術要求；
5）地基處理要求，場地占地要求I 影響到其他不能施工的工程內(nèi)容等；
6）吊裝計算書：載荷計算，設備（構件）重心計算；設備（構件）在各種吊裝位置狀態(tài)下受力計算或受力分析圖；
7）起重機具（如桅桿、吊車等）最大受力、吊車最大負載率；吊耳、自行設計的吊具(如平衡梁等）的設計與核算。
（6）按最大受力選擇機索具并進行安全性校核，編制起重機具受力與機索具選用一覽表；地錨結(jié)構與核算；必要時，核算細長或薄壁設備、構件最不利受力狀態(tài)下的強度及撓度，薄弱處采取的加固措施。
使用起重桅桿吊裝超出使用說明書規(guī)定的參數(shù)范圍使用時，則應根據(jù)桅桿的使用條件 對桅桿的強度及穩(wěn)定性進行全面核算。
（7）勞動組織：人力資源計劃、施工人員的崗位職責。
（8）機具、材料計劃：起重機、索具匯總表，施工手段用料表。
（9）進度計劃或工序安排。
（10）安全技術措施。
（11）吊裝風險評價與應急反應措施。
（12）吊裝平面布置圖。應包括下列內(nèi)容：
設備組裝、吊裝位置；設備運輸路線；吊車站立位置及移動路線；吊裝過程中機具與設備的典型相對位置；電源位置；吊裝周圍環(huán)境; 地下工程；需要做特殊處理的吊裝場地范圍；吊裝警戒區(qū)。若采用桅桿起重機吊裝，應有：桅桿安裝（豎立、拆除）位置、移動路線與吊裝位置；拖拉繩、纜風繩的平面分布；地錨位置或平面坐標；卷揚機擺放位置及主跑繩的走向。
（二）吊裝方案的評價和選擇
吊裝方案應進行評價，并根據(jù)評價結(jié)論綜合擇優(yōu)選用。評價主要論證方案的科學性、可行性、安全性、經(jīng)濟性等方面。
（1）技術先進性可行性論證: 根據(jù)設備特點、現(xiàn)場條件，對多個吊裝方法進行比較，研究在技術上先進可行的吊裝方法。例如， 進行超高層建筑的上部塔樓結(jié)構或設備吊裝，由于超高層建筑的樓群面積較大，如采用履帶式起重機常規(guī)的主臂工況實施吊裝作業(yè)，起重機靠近塔樓，作業(yè)難度大。若采用履帶式起重機的塔式工況，則可適應于塔樓上部結(jié)構或設備的吊裝。
（2）安全性分析：包括設備安全（設備或構件在吊裝過程中的變形、破壞）和人身安全兩方面，找出不安全的因素和解決的辦法。例如，流動式起重機吊裝體長臥式構件，如不采取措施，構件可能發(fā)生變形破壞。又如在軟地基上采用汽車起重機吊裝重型設備，若不按要求進行地基處理，則可能在吊裝過程中發(fā)生地基沉陷而導致起重機傾覆，發(fā)生重大吊裝事故。
（3）進度分析：吊裝往往制約著整個工程的進度，所采用的方法不能影響整個工程的進度。不同的吊裝方法，其施工工期不一樣，應進行工期分析。例如，采用桅桿吊裝，工期要比采用流動式起重機吊裝的工期長。
（4）成本分析：在保證吊裝安全的前提下進行成本分析核算，選擇較低成本的方法。
（三）起重吊裝方案管理
起重吊裝是一項風險大的特殊的工程，對吊裝方案的編審，各行業(yè)通常都有要求。在房屋建筑和市政基礎設施工程（統(tǒng)稱建筑工程）中，起重吊裝包括起重機械設備自身的安裝、拆卸屬于危險性較大的分部分項工程，應執(zhí)行《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》（建質(zhì)〔2009〕87號）的要求。
1.吊裝方案的編制與審批
（1）屬于危險性較大的分部分項工程范圍的吊裝工程，施工單位應編制專項方案，技術部門組織本施工單位施工技術、安全、質(zhì)量等部門的專業(yè)技術人員審核，由施工單位技術負責人簽字。審核合格后報監(jiān)理單位，由項目總監(jiān)理工程師審核簽字。實行施工總承包的建筑工程，專項方案由施工總承包單位組織編制。
（2）超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程范圍的吊裝工程專項方案，還應組織專家
對專項方案進行論證。
（3）這類工程包括: 采用非常規(guī)起重設備、方法，且單件起吊重量在10kN及以上的起重吊裝工程。采用起重機械進行安裝的工程。起重機械設備自身的安裝、拆卸。
2.組織專家對專項方案進行論證
（1）實行施工總承包的，由施工總承包單位組織召開專家論證會。
（2）專家組應提交論證報告。施工單位應根據(jù)論證報告修改完善專項方案，并經(jīng)施工單位技術負責人（實行施工總承包的，應當由施工總承單位、相關專業(yè)承包單位技術負責人）、項百總監(jiān)理工程師、建設單位項目負責人簽字后，方可組織實施。
（3）應提交論證報告的工程包括：采用非常規(guī)起重設備、方法，且單件起吊重量在10kN及以上的起重吊裝工程。起重量300kN及以上的起重設備安裝工程；高度200m及以上內(nèi)爬起重設備的拆除工程。
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