建筑工业化第三章 预制混凝土构件的吊装作业
内容概要
预制混凝土构件的吊装作业在整个装配式建筑施工过程中起到了混凝土构件起吊、就位、调整的作用，完成预制混凝土构件的临时就位工序，因此在本章节中针对预制混凝土构件吊装作业进行详细阐述与讲解，分为常用起重机械的种类与特点、吊装机具的种类与选用、预制混凝土墙板的吊装作业、预制混凝土楼板的吊装作业、预制混凝土梁的吊装作业、预制混凝土楼梯的吊装作业、其他预制混凝土构件吊装作业等篇章。本章节内容首先对预制混凝土构件吊装作业前期的设备用具选择配对进行说明，并作出规定；其次对不同种类预制混凝土构件的吊装流程、吊装操作方法、临时固定设施、注意要点等方面进行全面讲解。
3.2 吊装机具的种类与选用
2.塔机选型及安装
1）塔机的选型及安装定位
一般而言，塔机选型是根据建筑物结构形式、预制构件最大安装高度、重量及吊装工程量等条件来确定。塔机的布置主要根据建筑平面形状、预制构件重量、起重机性能以及现场地形等条件来确定，选型之前要先对建筑物各部分的预制构件重量进行计算，校验其重量是否与塔机各幅度所能够起吊重量相匹配，并适当留有余量；再综合塔机实际的起重力矩、预制构件吊装高度等方面的因素综合进行确定。
装配式混凝土结构影响塔机选型的因素有了很大变化，由于其吊装成型的预制构件而改变了构件吊装工序和吊次，塔机与施工流水段划分及施工流向相互关联影响，除按照一般规则选型和安装外，还应考虑以下一些因素：
（1）根据最重预制构件重量、位置以及塔机的大致安装位置进行塔机选型，其型号应能够满足最重构件的吊装要求和最大幅度处的吊装要求。
（2）根据建筑平面图、建筑结构型式、地下室结构等场地情况，预制构件的运输路线以及施工流水情况最终确定塔机的安装位置。塔机安装位置应能够覆盖全部施工场地，并尽可能靠近起重量大的区域。考虑到群塔作业影响，应限制塔机相互关系及臂长，并使各塔机所承担的吊装作业区域大致均衡。
（3）因存在大量预制构件的平面运输，必须合理规划场内运输线路，对运输道路坡度及转弯半径进行控制。塔机选型完成后，根据各预制构件重量及安装位置的相对关系进行道路布置；并依据塔机的覆盖情况，综合考虑各预制构件堆场位置。
（4）根据各预制构件的最大重量、施工中可能起吊的最大重量及位置与塔机起重性能对比校验，并留有合适的余量，以防出现在方案设计中未考虑到的例外情况。
2）塔机附着的要求
传统的现浇混凝土结构中，可在结构的梁、柱或剪力墙上设置锚固位置，根据锚固位置的受力情况计算，局部增加配筋进行加强处理，且时间足够埋设预埋件处的混凝土凝固。而装配式混凝土结构建造速度快，在锚固时结构可能尚未形成整体，或结构外墙预制构件不能满足附着受力要求，附着埋设不能按湿法施工时的方式处理。为使锚固点位置准确、受力合理，保证附着装置撑杆的角度，且缩短附着锚固工期，有必要设置如图3-3所示的附着专用工具式附着钢梁等来满足附着受力要求。
3.2.2吊索具的选型
预制构件类型多、重量大，形状和重心等千差万别，预制构件的吊点应提前设计好，根据预留吊点选择相应的吊具。无论采用几点吊装，都要始终使吊钩和吊具的连接点的垂线通过被吊构件的重心，这直接关系到吊装的操作安全。为使预制构件吊装稳定，不出现摇摆、倾斜、转动、翻倒等现象，应通过计算合理地选择合适的吊具。
1.钢丝绳的选型、连接与报废
钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，它由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。装配式混凝土结构施工中，钢丝绳主要用于吊装预制构件，其选型是否正确、是否安全牢固影响着施工的安全性。
2）钢丝绳的连接方式
钢丝绳的连接方式有小接法与大接法两种。小接法在接头范围内由两根绳子的绳股合在一起，因此绳头变粗，小接法的接头长度较短。大接法将两个绳头的绳股各剁去一半，然后将两个绳头对在一起插接，大接法的接头长度较长。
钢丝绳的插接方法一般可分为五种，分别是一进一插接法、一进二插接法、一进三插接法、一进四和一进五插接法。最常用的是一进三插接法，一进五插接法多用于钢丝绳的小结。
钢丝绳绳端固定连接一般分为五种，分别是编结法、绳夹固定法、压套法、斜楔固定法和灌铅法，见图3-4所示。
钢丝绳绳端固定连接的具体形式如下：
（1）编结法
手工编扣：用交互捻纤维绳芯或金属绳芯的六股钢丝绳手工插编制作装有套环的吊索锁扣的方法，适用于没有套环的索扣
绳夹连接简单、可靠，得到广泛的应用。用绳夹固定时，应注意绳夹数量（见表3-5）、绳夹间距、绳夹的方向和固定处的强度。
表3-5 钢丝绳夹推荐数量
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绳夹规格（钢丝绳公称直径）dt（mm） |
钢丝绳夹的最少数量/组 |
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≤18 |
3 |
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＞18~26 |
4 |
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＞26~36 |
5 |
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＞36~44 |
6 |
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＞44~60 |
7 |
钢丝绳夹间的距离等于6~7倍钢丝绳直径。
钢丝绳夹的正确布置方法应将夹座扣在钢丝绳的工作段上，U形螺栓扣在钢丝绳的尾端上。钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置。
（3）铝合金套压缩法
应根据钢丝绳结构规格选用铝合金套，主要用限力法、限位法两种压接方法。图3-8所示为采用铝合金套压制的钢丝绳绳端。
（4）楔块楔套连接
固定时，先将钢丝绳的末端绕在带有凹槽的楔块上，然后插入锥套内，拉紧之后，钢丝绳即被固定与锥套之内。楔套法的特点是，构造简单、牢固可靠。楔形锥套多用25号铸钢制作，而斜楔块一般用铸铁或普通钢板制作。楔块锥套法通常仅用以固定直径40mm以下的钢丝绳。
针对不同的绳端固定连接方法，有不同的安全要求，详见表3-6。
表3-6 不同绳端固定连接方法的安全要求
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连接方法 |
安全要求 |
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编结法 |
编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍，并不得小于300mm。连接强度不得小于钢丝绳破断拉力的75% |
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绳夹固定法 |
根据钢丝绳直径决定绳夹数量，绳夹的具体型式、尺寸及布置方法应参照《钢丝绳夹》（GBT5976-2006），同时应保证连接强度不得小于钢丝绳破断拉力的85% |
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铝合金套压缩法 |
应用可靠的工艺方法使铝合金套与钢丝绳紧密牢固地贴合，连接强度应达到钢丝绳的破断拉力 |
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楔块楔套连接 |
楔套应使用钢材制造，连接强度不得小于钢丝绳破断拉力的75% |
2.卸扣使用与报废标准
卸扣是连接吊点与钢丝绳的连接工具
1）卸扣使用注意事项：
（1）卸扣要正确地支撑着荷载，即作用力要沿着卸扣的中心线的轴线上，避免弯曲、不稳定的荷载，更不可过载
（2）销轴在承吊孔中应转动灵活，不允许有卡阻现象；
（3）卸扣本体不得承受横向弯矩作用，即作用承载力应在本体平面内。
2）卸扣报废标准
a.表面有裂纹；
b.本体扭曲达10%；
c.表面磨损达10%；
d.横销不能闭锁；
e.横销变形达原尺寸5%；
f.螺栓坏死或滑牙等
3.葫芦的选型
葫芦分为手动葫芦和动力葫芦。
手拉葫芦（图3-12）和手扳葫芦均属于手动葫芦，具有重量轻、体积小、携带方便、操作简单、能适应各种作业环境等特点。
手拉葫芦是通过曳动手链条、手链轮转动，将摩擦片棘轮、制动器座压成一体共同旋转，5齿长轴转动片齿轮、4齿短轴和花键孔齿轮,装置在花键孔齿轮上的起重链轮带动起重链条，从而平稳地提升重物。手扳葫芦是通过人力扳动手柄借助杠杆原理获得与负载相匹配的直线牵引力，轮换地作用于机芯内负载的一个钳体，带动负载运行。不同点是手拉葫芦是用手拉链条进行驱动，多用于垂直提升重物，而手扳葫芦是用搬手柄方式进行驱动，多用于水平方向移动重物。
动力葫芦按吊索形式有钢丝绳和环链分两种类型。电动葫芦和气动葫芦（图3-13）均属于动力葫芦。动力葫芦可安装于单轨起重机、旋臂起重机和手动单梁起重机、电动单梁桥门式起重机和悬挂式起重机上，用来升降和运移物品。这种葫芦具有结构简单、制造和检修方便、互换性好、操作简便等特点。
4.工具式横吊梁
吊装工具梁是一种通用性强、安全可靠、适合预制构件吊装使用的吊装工具。该工具梁采用合适型号及长度的工字钢或类似材料焊接而成；使用时根据被吊预制构件的尺寸、重量以及预制构件上的预留吊环位置，利用卸扣将钢丝绳和预制构件上的预留吊环连接；吊装梁上设置有多组圆孔，无论吊装何类预制构件，均可通过吊装梁的圆孔连接卸扣与钢丝绳进行吊装，保证了吊装安全和吊装工效。这种吊装梁改变了传统吊装附具只适用较少预制构件吊装的单一结构，可实现一种吊具吊装多种预制构件的要求，有利于现场的文明施工。
吊点可调式横吊梁在横吊梁中设有两个吊点距离可调的活动调节吊钩，因此能适用各种尺寸预制构件的吊装，有效的降低了吊运成本；横吊梁由于吊钩通过钢丝绳与吊件成垂直状态，两侧的吊点与中心距离相等，不会造成吊件倾斜而发生事故。
“口”字型吊梁，此种吊梁特别适用于L型预制墙板的吊装，增加吊装过程的稳定性。
来源:建筑工业化创新联盟
