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6 结构安装工程 主要内容： 结构安装工程常用起重机械及其性能和适用范围； 单层工业厂房结构的构件安装工艺、安装方法及安装方案；
6 结构安装工程 主要内容： 结构安装工程常用起重机械及其性能和适用范围； 单层工业厂房结构的构件安装工艺、安装方法及安装方案； 多层装配式框架结构的安装方法； 结构安装工程的质量要求及安全措施。
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学习要求： 了解结构安装工程常用起重机械的类型、工作原理 掌握履带式起重机的起重参数及相互关系 熟悉单层工业厂房结构安装的全过程
掌握单层工业厂房结构构件的安装工艺、安装方法 了解多层装配式框架结构的安装方案和安装方法 熟悉结构安装的质量要求及安全措施
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6.1 起重机械 本 章 内 容 6.2 单层工业厂房结构安装 6.3 多层装配式框架结构安装 6.4 结构安装工程的 安全措施
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6.1 起重机械 1、桅杆式起重机 结构安装工程常用的起重机械有桅杆式起重机、自行式起重机和塔式起重机。
起重机械 结构安装工程常用的起重机械有桅杆式起重机、自行式起重机和塔式起重机。 1、桅杆式起重机 桅杆式起重机按其构造不同，可分为独脚拔杆式、人字拔杆式、悬臂拔杆式和牵缆式桅杆起重机等，如图6.1所示。
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2、自行式起重机 自行式起重机可分为履带式起重机、汽车式起重机与轮胎式起重机。 履带式起重机：是一种具有履带行走装置的全回转起重机，它利用两条面积较大的履带着地行走，由行走装置、回转机构、机身及起重臂等部分组成，如图6.2所示。履带式起重机的主要技术性能包括三个主要参数：起重量Q、起重半径R、起重高度H。
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Q、R、H三者关系：三者取值取决于起重臂长度及其仰角。
当起重臂长度一定时，随着仰角的增大，起重量和起重高度增加，而起重半径减小； 当起重臂的仰角一定时，随着起重臂长度的增加，其中半径和起重高度增加，而起重量减小。
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履带式起重机的稳定性验算 在图6.3所示的情况下吊装构件，起重机的稳定性最差，此时以履带中心A点为倾覆点，分别按以下条件进行验算。
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起重臂接长计算 当起重机的起重高度或起重半径不足时，在起重臂的强度和稳定性能得到保证的前提下，可以将起重臂接长，接长后的起重量Q′按图计算。
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汽车式起重机：是自行式全回转起重机，起重机构安装在汽车的通用或专用底盘上，如图所示。
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轮胎式起重机：是把起重机构安装在加重轮胎和轮轴组成的特制底盘上的全回转起重机，如图所示。
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3、塔式起重机 一般式塔式起重机 塔式起重机的类型较多，按结构与性能特点分为两大类：一般式塔式起重机与自升式塔式起重机。
QT1-6型为上回转动臂变幅式塔式起重机，适用于结构吊装及材料装卸工作，如图6.7所示。 QT-60/80型为上回转动臂变幅式塔式起重机，适于较高建筑的结构吊装。
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自升式塔式起重机 自升式塔式起重机的型号较多，如QTZ50、QTZ60、QTZ100、QTZ120等。
液压千斤顶的缸体装在塔吊上部结构的底端支承座上，活塞杆通过顶升横梁支承在塔身顶部，其顶升过程如图6.9所示。 锚固装的附着杆布置形式如图6.10所示。
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4、索具设备及锚碇 4.1、卷扬机 4.2、滑轮组及钢丝绳 在建筑施工中常用的卷扬机分快速和慢速两种。
快速卷扬机主要用于垂直、水平运输和打桩作业。 慢速卷扬机主要用于结构吊装、钢筋冷拉等作业。 4.2、滑轮组及钢丝绳 滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮组成，具有省力和改变力的方向的功能，是起重机的重要组成部分。 钢丝绳是先由若干根钢丝绕成股，再由若干股绕绳芯捻成绳。
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4.3、吊具及锚碇 吊具有吊钩、钢丝夹头、卡环、吊索、横吊梁等，是吊装时的重要辅助工具。
横吊梁又称铁扁担，用于承受吊索对构件的轴向压力并能减小起吊高度，如图6.12所示。 常用的锚碇有桩式锚碇和水平锚碇两种。 水平锚碇如图6.13所示，水平锚碇的承载力较大。
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单层工业厂房结构安装 准备工作 构件的吊装工艺 结构安装方案
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准备工作 1、构件的检查与清理 2、构件的弹线与编号 3、混凝土杯形基础准备 4、构件运输
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构件的吊装工艺 1、柱子的吊装 2、吊车梁的安装 3、屋架的吊装 4、天窗架与屋面板的吊装
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结构安装方案 1、起重机的选择 2、结构安装方案 3、起重机的开行方案 4、构件的平面布置与堆放
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6.2.1 准备工作 1、构件的检查与清理 检查构件的型号与数量。 检查构件截面尺寸。 检查构件外观质量（变形、缺陷、损伤等）。
准备工作 1、构件的检查与清理 检查构件的型号与数量。 检查构件截面尺寸。 检查构件外观质量（变形、缺陷、损伤等）。 检查构件的混凝土强度。 检查预埋件、预留孔的位置及质量等，并作相应清理工作。
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准备工作 2、构件的弹线与编号 柱子：在柱身三面弹出中心线（可弹两小面、一个大面），对工字形柱除在矩形截面部分弹出中心线外，为便于观察及避免视差，还需要在翼缘部分弹一条与中心线平行的线。 屋架：屋架上弦顶面上应弹出几何中心线，并将中心线延至屋架两端下部，再从跨度中央向两端分别弹出天窗架、屋面板的安装定位线。 吊车梁：在吊车梁的两端及顶面弹出安装中心线。
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准备工作 3、混凝土杯形基础的准备工作 先检查杯口的尺寸，再在基础顶面弹出十字交叉的安装中心线，用红油漆画上三角形标志。为保证柱子安装之后牛腿面的标高符合设计要求，调整方法是先测出杯底实际标高（小柱测中间一点，大柱测四个角点）并求出牛腿面标高与杯底实际标高的差值A，再量出柱子牛腿面至柱脚的实际长度B，两者相减便可得出杯底标高调整值C（C=A-B），然后根据得出的杯底标高调整值用水泥砂浆或细石混凝土抹平至所需标高。杯底标高调整后要加以保护。
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准备工作 4、构件运输 一些质量不大而数量较多的定型构件，如屋面板、连系梁、轻型吊车梁等，宜在预制厂预制，用汽车将构件运至施工现场。起吊运输时，必须保证构件的强度符合要求，吊点位置符合设计规定；构件支垫的位置要正确，数量要适当，每一构件的支垫数量一般不超过2个支承处，且上下层支垫应在同一垂线上。运输过程中，要确保构件不倾倒、不损坏、不变形。构件的运输顺序、堆放位置应按施工组织设计的要求和规定进行，以免增加构件的二次搬运。
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构件的吊装工艺 1、柱子吊装 （1）绑扎 柱的绑扎方法、绑扎位置和绑扎点数，应根据柱的形状、长度、截面、配筋、起吊方法和起重机性能等确定。常用的绑扎方法有： 一点绑扎斜吊法 如图6.14（a）所示 一点绑扎直吊法 如图6.14（b）所示 两点绑扎斜吊法 如图6.15（a）所示 两点绑扎直吊法 如图6.15（b）所示
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（2）柱的吊升 旋转法：采用旋转法吊装柱子时，柱的平面布置宜使柱脚靠近基础，柱的绑扎点、柱脚中心与基础中心三点宜位于起重机的同一起重半径的圆弧上（三点共弧），如图6.16所示。 滑行法：柱吊升时，起重机只升钩，起重臂不转动，使柱顶随起重钩的上升而上升，柱脚随柱顶的上升而滑行，直至柱子直立后，吊离地面，并旋转至基础杯口上方，插入杯口。如图6.17所示，两点共弧。
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（3）对位和临时固定 柱子对位是将柱子插入杯口并对准安装准线的一道工序。 临时固定是用楔子等将已对位的柱子作临时性固定的一道工序。如图6.18所示。 （4）柱的校正 柱子校正是对已临时固定的柱子进行全面检查（平面位置、标高、垂直度等）及校正的一道工序。柱子校正包括平面位置、标高和垂直度的校正。对重型柱或偏斜值较大则用千斤顶、缆风绳、钢管支撑等方法校正，如图6.19所示。
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（5）柱子最后固定 其方法是在柱脚与杯口之间浇筑细石混凝土，其强度等级应比原构件的混凝土强度等级提高一级。细石混凝土浇筑分两次进行，如图6.20所示。
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6.2.2 构件的吊装工艺 2、吊车梁的吊装 （1）绑扎、吊升、对位和临时固定
构件的吊装工艺 2、吊车梁的吊装 （1）绑扎、吊升、对位和临时固定 吊车梁绑扎时，两根吊索要等长，绑扎点对称设置，吊钩对准梁的重心，以使吊车梁起吊后能基本保持水平，如图6.21所示。
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（2）校正及最后固定 吊车梁的校正主要包括标高校正、垂直度校正和平面位置校正等。 吊车梁的标高主要取决于柱子牛腿的标高。 平面位置的校正主要包括直线度和两吊车梁之间的跨距。 吊车梁直线度的检查校正方法有通线法、平移轴线法、边吊边校法等。
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通线法 如图6.22所示 平移轴线法 如图6.23所示 边吊边校法 重型吊车梁校正时撬动困难，可在吊装吊车梁时借助于起重机，采用边吊装边校正的方法。 吊车梁的最后固定，是在吊车梁校正完毕后，用连接钢板等与柱侧面、吊车梁顶端的预埋铁相焊接，并在接头处支模浇筑细石混凝土。
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6.2.2 构件的吊装工艺 3、屋架的吊装 （1）屋架的绑扎
构件的吊装工艺 3、屋架的吊装 （1）屋架的绑扎 屋架的绑扎点应选在上弦节点处，左右对称，绑扎中心（即各支吊索的合力作用点）必须高于屋架重心，使屋架起吊后基本保持水平，不晃动、不倾翻。吊索与水平线的夹角不宜小于45°，以免屋架承受过大的横向压力，必要时可采用横吊梁。 屋架的绑扎见如图6.24所示。
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（2）屋架的扶直与排放 屋架扶直时应采取必要的保护措施，必要时要进行验算。 屋架扶直有正向扶直和反向扶直两种方法。 正向扶直 如图6.25（a）所示 反向扶直 如图6.25（b）所示 屋架扶直之后，立即排放就位，一般靠柱边斜向排放，或以3～5榀为一组平行于柱边纵向排放。
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（3）屋架的吊升、对位与临时固定 屋架的吊升是将屋架吊离地面约300mm，然后将屋架转至安装位置下方，再将屋架吊升至柱顶上方约300mm后，缓缓放至柱顶进行对位。 屋架对位应以建筑物的定位轴线为准。 屋架对位后立即进行临时固定。 工具式支撑的构造如图6.26所示。
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（4）屋架的校正及最后固定 屋架垂直度的检查与校正方法是在屋架上弦安装三个卡尺，一个安装在屋架上弦中点附近，另两个安装在屋架两端。 屋架垂直度的校正可通过转动工具式支撑的螺栓加以纠正，并垫入斜垫铁。 屋架的临时固定与校正如图6.27所示。 屋架校正后应立即电焊固定
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6.2.2 构件的吊装工艺 4、天窗架及屋面板的吊装 天窗架常采用单独吊装，也可与屋架拼装成整体同时吊装。
构件的吊装工艺 4、天窗架及屋面板的吊装 天窗架常采用单独吊装，也可与屋架拼装成整体同时吊装。 天窗架单独吊装时，应待两侧屋面板安装后进行，最后固定的方法是用电焊将天窗架底脚焊牢于屋架上弦的预埋件上。 屋面板的吊装一般采用一钩多块叠吊法或平吊法。吊装顺序应由两边檐口向屋脊对称进行。
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结构安装方案 1、起重机的选择 起重机的选择主要包括选择起重机的类型和型号。一般中小型厂房多选择履带式等自行式起重机；当厂房的高度和跨度较大时，可选择塔式起重机吊装屋盖结构；在缺乏自行式起重机或受到地形的限制，自行式起重机难以到达的地方，可选择桅杆式起重机。
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① 起重量：起重机的起重量Q应满足下式要求：
起重机型号及起重臂长度的选择 ① 起重量：起重机的起重量Q应满足下式要求： 式中：Q1—构件质量，t； Q2—索具质量，t。 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6.28所示：
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③ 起重半径（也称工作幅度） 当起重机可以不受限制地开到构件吊装位置附近吊装构件时，对起重半径没有什么要求。 当起重机不能直接开到构件吊装位置附近去吊装构件时，就需要根据起重量、起重高度、起重半径三个参数，查阅起重机的性能表或性能曲线来选择起重机的型号及起重臂的长度。 当起重机的起重臂需要跨过已安装好的结构构件去吊装构件时，为了避免起重臂与已安装的结构构件相碰，则需求出起重机的最小臂长及相应的起重半径。此时，可用数解法或图解法。
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A、数解法求所需最小起重臂长（图6.29（a） ）
式中：L—起重臂的长度，m； h—起重臂底铰至构件（如屋面板）吊装支座的高度，m； h=h1-E h1—停机面至构件（如屋面板）吊装支座的高度，m； f—起重钩需跨过已安装结构构件的距离，m； g—起重臂轴线与已安装构件间的水平距离； E—起重臂底铰至停机面的距离，m； α—起重臂的仰角。
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以求得的α角代上式，即可求出起重臂的最小长度，据此，可选择适当长度的起重臂，然后根据实际采用的起重臂及仰角α计算起重半径R：
根据计算出的起重半径R及已选定的起重臂长度L，查起重机的性能表或性能曲线，复核起重量Q及起重高度H，如能满足吊装要求，即可根据R值确定起重机吊装屋面板时的停机位置。
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B、图解法求起重机的最小起重臂长度 （图6.29（b） ）
第一步选定合适的比例，绘制厂房一个节间的纵剖面图；绘制起重机吊装屋面板时吊钩位置处的垂线y—y；根据初步选定的起重机的E值绘出水平线H—H； 第二步在所绘的纵剖面图上，自屋架顶面中心向起重机方向水平量出一距离g，g至少取1m，定出点P； 第三步根据式 求出起重臂的仰角α，过P点作一直线，使该直线与H—H的夹角等于α，交y—y、H—H于A、B两点； 第四步AB的实际长度即为所需起重臂的最小长度。
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6.2.3 结构安装方案 2、结构安装方法 单层工业厂房的结构安装方法有分件安装法和综合安装法两种。
结构安装方案 2、结构安装方法 单层工业厂房的结构安装方法有分件安装法和综合安装法两种。 分件安装法：起重机在车间内每开行一次仅安装一种或两种构件。通常分三次开行安装完所有构件。如图6.30所示。 综合安装法：起重机在车间内的一次开行中，分节间安装完所有的各种类型的构件。
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结构安装方案 3、起重机开行路线 吊装屋架、屋面板等屋面构件时，起重机宜跨中开行；吊装柱子时，则视跨度大小、构件尺寸、质量及起重机性能，可沿跨中开行或跨边开行，如图6.31所示。 当R≥L/2时，起重机可沿跨中开行，每个停机位置可吊装两根柱，如图6.31（a）所示； 当 ，则可吊装四根柱，如图6.31（b）所示； 当R＜L/2时，起重机需沿跨边开行，每个停机位置吊装1～2根柱，如图6.31（c、d）所示； 图6.32是一个单跨车间采用分件安装法时起重机的开行路线及停机位置图。
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6.2.3 结构安装方案 4、构件的平面布置与运输堆放 （1）构件的平面布置原则
结构安装方案 4、构件的平面布置与运输堆放 （1）构件的平面布置原则 ① 每跨构件尽可能布置在本跨内，如确有困难也可布置在跨外而便于吊装的地方； ② 构件布置方式应满足吊装工艺要求，尽可能布置在起重机的起重半径内，尽量减少起重机在吊装时的跑车、回转及起重臂的起伏次数； ③ 按“重近轻远”的原则，首先考虑重型构件的布置；
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④ 构件的布置应便于支模、扎筋及混凝土的浇筑，若为预应力构件，要考虑有足够的抽管、穿筋和张拉的操作场地等；
⑤ 所有构件均应布置在坚实的地基上，以免构件变形； ⑥ 构件的布置应考虑起重机的开行与回转，保证路线畅通，起重机回转时不与构件相碰； ⑦ 构件的平面布置分预制阶段构件的平面布置和安装阶段构件的平面布置。布置时两种情况要综合加以考虑，做到相互协调，有利于吊装。
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（2）预制阶段构件的平面布置 ① 柱子的布置 柱的预制布置有斜向布置和纵向布置。 A、柱子斜向布置：柱子采用旋转法起吊，可按三点共弧斜向布置，如图6.33所示。 两点共弧的方法有两种：一种是杯口中心与柱脚中心两点共弧，吊点放在起重半径R之外，如图6.34所示。吊装时，先用较大的起重半径R′吊起柱子，并升起重臂，当起重半径变成R后，停止升臂，随之用旋转法安装柱子。另一种方法是吊点与杯口中心两点共弧，柱脚放在起重半径R之外，安装时可采用滑行法，如图6.35所示。
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B、柱子纵向布置：对于一些较轻的柱子，起重机能力有富余，考虑到节约场地，方便构件制作，可顺柱列纵向布置，如图6
若柱子长度大于12m，柱子纵向布置宜排成两行，如图6.36（a）所示； 若柱子长度小于12m，则可叠浇排成一行，如图6.36（b）所示。
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② 屋架的布置 屋架宜安排在厂房跨内平卧叠浇预制，每叠3～4榀，布置方式有三种：斜向布置、正反斜向布置和正反纵向布置等，如图6.37所示。 ③ 吊车梁的布置 当吊车梁安排在现场预制时，可靠近柱基顺纵轴线或略作倾斜布置，也可插在柱子的空当中预制，或在场外集中预制等。
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（3）安装阶段构件的排放布置及运输堆放 ① 屋架的扶直排放 屋架可靠柱边斜向排放或成组纵向排放。 A、屋架的斜向排放：确定屋架斜向排放位置的方法可按下列步骤作图： 确定起重机安装屋架时的开行路线及停机点。如图6.38所示。 确定屋架的排放范围。 确定屋架的排放位置。 B、屋架的成组纵向排放：屋架纵向排放时，一般以4～5榀为一组靠柱边顺轴线纵向排放。如图6.39所示。
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② 吊车梁、连系梁及屋面板的运输、堆放与排放
单层工业厂房除了柱和屋架一般在施工现场制作外，其他构件（如吊车梁、连系梁、屋面板等）均可在预制厂或附近的露天预制场制作，然后运至施工现场进行安装。 构件运输至现场后，应根据施工组织设计所规定的位置，按编号及构件安装顺序进行排放或集中堆放 吊车梁、连系梁的排放位置，一般在其吊装位置的柱列附近，跨内跨外均可。 屋面板可布置在跨内或跨外。
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6.3 多层装配式框架结构安装 多层装配式框架结构可分为全装配式框架结构和装配整体式框架结构。
6.3 多层装配式框架结构安装 多层装配式框架结构可分为全装配式框架结构和装配整体式框架结构。 全装配式框架结构是指柱、梁、板等均由装配式构件组成的结构，按其主要传力方向的特点可分为横向承重框架结构和纵向承重框架结构两种。 装配整体式框架结构又称半装配框架体系，其主要特点是柱子现浇，梁、板等预制。
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装配整体式框架的施工有以下三种方案： 先现浇每层柱，拆模后再安装预制梁、板，逐层施工。 先支柱模和安装预制梁，浇筑柱子混凝土及梁柱节点处的混凝土，然后安装预制楼板。 先支柱模，安装预制梁和预制板后浇筑柱子混凝土及梁柱节点和梁板节点的混凝土。
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（1）结构吊装方法 分件吊装法：是起重机每开行一次吊装一种构件，如先吊装柱，再吊装梁，最后吊装板。分件吊装法又分为分层分段流水作业及分层大流水两种。 综合吊装法：吊装构件时，一般以一个节间或几个节间为一个施工段，以房屋的全高为一个施工层来组织各工序的施工，起重机把一个施工段的所有构件按设计要求安装至房屋的全高后，再转入下一施工段施工。
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（2）柱接头施工 柱接头的形式如图6.52所示，有榫式接头、插入式接头和浆锚式接头三种。 ①榫式接头：上柱和下柱外露的受力钢筋用剖口焊焊接，配置一定数量的箍筋，最后浇灌接头混凝土以形成整体。 ②插入式接头：插入式接头是将上柱做成榫头，下柱顶部做成杯口，上柱插入杯口后用水泥砂浆灌筑填实。 ③浆锚式接头：浆锚式接头是将上柱伸出的钢筋插入下柱的预留孔中，然后用浇筑柱子混凝土所用水泥配制1∶1水泥砂浆，或用52.5MPa水泥配制不低于M30的水泥砂浆灌缝锚固上柱钢筋形成整体。
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（3）梁与柱接头 梁柱接头的做法很多，常用的有明牛腿式刚性接头、齿槽式梁柱接头、浇注整体式梁柱接头、钢筋混凝土暗牛腿梁柱接头、型钢暗牛腿梁柱接头等。 图6.53为明牛腿式刚性接头。 图6.54为齿槽式梁柱接头。 图6.55为上柱带榫头的浇注整体式梁柱接头。
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6.4 结构安装工程的安全措施 安全隐患是指可导致事故发生的“人的不安全行为，物的不安全状态，作业环境的不安全因素和管理缺陷”等。
结构安装工程的安全措施 安全隐患是指可导致事故发生的“人的不安全行为，物的不安全状态，作业环境的不安全因素和管理缺陷”等。 根据“人—机—环境”系统工程学的观点分析，造成事故隐患的原因分为三类：即“人”的隐患，“机”的隐患，“环境”的隐患。 在结构安装的施工中，控制“人的不安全行为，物的不安全状态，作业环境的不安全因素和管理缺陷”是保证安全的重要措施。
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1、起重吊装机械的控制 ① 各类起重机应装有音响清晰的喇叭、电铃或汽笛等信号装置。
② 起重机的变幅指示器、力矩限制器、起重量限制器以及各种行程限位开关等安全保护装置，应完好齐全、灵敏可靠，不得随意调整或拆除。 ③ 操作人员应按规定的起重性能作业，不得超载 。 ④ 严禁使用起重机进行斜拉、斜吊和起吊地下埋设或凝固在地面上的重物以及其他不明重量的物体。
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⑤ 重物起升和下降的速度应平稳、均匀，不得突然制动。
⑥ 严禁起吊重物长时间悬挂在空中，作业中遇突发故障，应采取措施将重物降落到安全地方，并关闭发动机或切断电源后进行检修。 ⑦ 起重机不得靠近架空输电线路作业。 ⑧ 起重机使用的钢丝绳，应有钢丝绳制造厂签发的产品技术性能和质量证明文件。 ⑨ 履带式起重机如需带载行驶时，载荷不得超过允许起重量的70%，行走道路应坚实平整，并应拴好拉绳，缓慢行驶。
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2、人的不安全行为的控制 （1）操作人员在作业前必须对工作现场环境、行驶道路、架空电线、建筑物以及构件重量和分布情况进行全面了解。
（2）现场施工负责人应为起重机作业提供足够的工作场地，清除或避开起重臂起落或回转半径内的障碍物。 （3）在露天有六级及以上大风、大雨、大雪或大雾等恶劣天气时，应停止起重吊装作业。
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本章结束
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牵缆式桅杆起重机施工演示
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施工演示
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施工演示
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施工演示
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