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起重機的選擇
1,起重機類型的選擇
起重機類型應(yīng)綜合考慮下列諸點進行選擇:
(1)結(jié)構(gòu)的跨度、高度、構(gòu)件重量和吊裝工程量等;
(2)施工現(xiàn)場條件;
(3)本企業(yè)和本地區(qū)現(xiàn)有起重設(shè)備狀況;
(4)工期要求;
(5)施工成本要求。
一般情況下,吊裝工程量較大的普通單層裝配式結(jié)構(gòu)宜選用履帶式起重機,因履帶式起重機對路面要求不太高,變幅、行駛方便,可以負荷行駛。汽車式起重機對路面的破壞性小,開赴吊裝地點迅速、方便,適宜選用于吊裝位于市區(qū)或工程量較小的裝配式結(jié)構(gòu)。
位于偏僻地區(qū)的吊裝工程,或路途遙遠,或道路狀況不佳,則選用獨腳拔桿或人字拔桿、桅桿式起重機等簡易起重機械,往往可提早開工,能滿足進度要求,且成本低。
對于多層裝配式結(jié)構(gòu)由于上層構(gòu)件安裝高度高,常選用大起重量履帶起重機或普通塔式起重機(軌道式或固定式)。對于高層或超高層裝配式結(jié)構(gòu),則需選用附著式塔式起重機或內(nèi)爬升式塔式起重機。內(nèi)爬升式塔式起重機的優(yōu)點是自重輕,不隨建筑物高度的增加而接高塔身,機械多安裝在結(jié)構(gòu)中央,需吊裝的構(gòu)件距塔身近,因而可選用較小規(guī)格的起重機;其缺點是施工荷載(含塔機自重、風(fēng)荷載、起吊構(gòu)件重等)需建造中的結(jié)構(gòu)負擔,工程結(jié)束后,需另設(shè)機械設(shè)備進行拆除,立塔部位的構(gòu)件須在塔機爬升或拆除后補裝。附著式塔式起重機安裝在建筑物外側(cè),可避免內(nèi)爬升式塔式起重機的上述缺點,但起吊作業(yè)中需安裝許多距塔身較遠的構(gòu)件,工作幅度大,要求選用較大規(guī)格的起重機,同時占用場地多,需隨建筑物的升高安裝附著桿,且起重機的塔身接高也較復(fù)雜。
2.起重機型號的選擇
選擇起重機的原則是:所選起重機的三個工作參數(shù),即起重量Q、起重高度H和工作幅度(回轉(zhuǎn)半徑)R均必須滿足結(jié)構(gòu)吊裝要求。
當前,塔式起重機多采用水平臂小車變幅裝置,故根據(jù)上述須滿足結(jié)構(gòu)吊裝要求的三個工作參數(shù)和各種塔式起重機的起重性能很容易確定其型號。
下面,以履帶起重機為例(汽車起重機、輪胎起重機類似)敘述起重機型號的選擇方法:
(1)起重量計算
1)單機吊裝起重量按下列公式計算:
Q≥Q1+Q2
式中Q——起重機的起重量(t);
Q1——構(gòu)件重量(t);
Q2——索具重量(t)。
2)雙機抬吊起重量按公式(14-46)計算:
K(Q主+Q副)≥Q1+Q2(14-46)
式中Q主——主機起重量;
Q副——副機起重量;
K——起重量降低系數(shù),一般取0.8;
Q1、Q2——含義與公式(14-45)相同。
(2)起重高度計算(圖14-125)
起重機的起重高度按公式(14-47)計算:
H≥H1+H2+H3+H4(14-47)
式中H——起重機的起重高度(m),停機面至吊鉤的距離;
H1——安裝支座表面高度(m),停機面至安裝支座表面的距離;
H2——安裝間隙,視具體情況而定,一般取0.2~0.3m;
H3——綁扎點至構(gòu)件起吊后底面的距離(m);
H4——索具高度(m),綁扎點至吊鉤的距離,視具體情況而定。
起重高度計算圖
(3)起重臂(吊桿)長度計算
1)起重臂不跨越其他構(gòu)件的長度計算
起重機吊裝單層廠房的柱子和屋架時,起重臂一般不跨越其他構(gòu)件,此時,起重臂長度按公式(14-48)計算(圖14-126):
不跨越其他構(gòu)件吊裝時起重骨長度計算
(a)垂直吊法吊柱;(b)斜吊法吊柱;(c)屋架吊裝
式中l(wèi)——起重臂長度(mm);
H——起重高度(m);
h0——起重臂頂至吊鉤底面的距離(m);
h——起重臂底鉸至停機面距離(m);
α——起重臂仰角,一般取70°~77°。
2)起重臂跨越其他構(gòu)件的長度計算
起重機吊裝屋面板、屋面支撐等構(gòu)件時,起重臂需跨越已安裝好的屋架或天窗架,此時,起重臂的長度按下列方法計算:對于吊裝有天窗架的屋面時,按跨越天窗架吊裝跨中屋面板計算;吊裝平屋面時,需按跨越屋架吊裝跨中屋面板和吊裝跨邊屋面板兩種情況計算,取兩者中之較大值。
①數(shù)解法
數(shù)解法求起重臂長度按公式(14-49a)和(14-49b)計算(圖14-127):
數(shù)解法求起重臂長度
1-已安裝的構(gòu)件;2-正安裝的構(gòu)件
式中l(wèi)——起重臂長度(m);
α——起重臂仰角(°);
a——吊鉤伸距(m);
h——起重臂l1部分在垂直軸上的投影,h=h1+h2-h(huán)3;
其中h1——構(gòu)件安裝高度(起重機停駐點地面至安裝構(gòu)件的頂面距離,單位:m);
h3——起重臂下鉸點離地高度(m);
h2——起重臂中心線至安裝構(gòu)件頂面的垂直距離(圖14-128,單位:m);
其中b——起重臂厚度,一般為0.6~1m。
求起重臂中心線至安裝構(gòu)件頂面的垂直距離
求h2值時,可近似取
即
②圖表法
將公式(14-49a)和公式(14-49b)進行數(shù)學(xué)推導(dǎo)得:
式中各符號含義與公式(14-49a)相同。
由公式(14-51)可做出lha曲線,如圖14-129所示。
圖14-129lha曲線
圖中縱坐標h值按h=h1+h2-h(huán)3計算,其中,h2由表14-82查得。
綜合以上所述,用圖表法求起重臂長度的程序為:
a.由表14-82查得h2值;
b.由h2值求出h值;
c.由圖14-129查得l值。
計算起重臂長度的h2數(shù)值表14-82
注:本表按公式:求得,其中e取0.2。
(4)工作幅度計算
起重機工作幅度按公式(14-52)計算:
R=F+lcosα(14-52)
式中R——起重機的工作幅度;
F——起重臂下鉸點中心至起重機回轉(zhuǎn)中心的水平距離,其數(shù)值由起重機技術(shù)參數(shù)表查得;
cosα——起重臂仰角的余弦,由表(14-82)查得或按公式(14-50)計算。
(5)檢查Q、H,最后確定起重機型號
通過上述計算求出R后,按R及起重臂長度,查起重機的起重性能表或曲線,檢查起重量Q及起重高度H。如能滿足構(gòu)件的吊裝要求,則起重臂長度的確定工作即告結(jié)束,初選的起重機型號即可確定。否則,可考慮增加臂長以減小R。如還不能滿足吊裝要求,則需改選其他起重機的型號。
舉例說明如下:
[例]安裝某重量為1.5t的構(gòu)件時,已知h1=15m,a=3m,初步選定用W1-100型起重機,其起重臂厚度b=0.8m,h3=1.7m,試計算安裝此構(gòu)件需要多長起重臂。
[解]
1)用圖表法求起重臂長度
①求h2
h1:a=15:3=5
由表14-82查得h2=1.19,cosα=0.505
②求h
h=h1+h2-h(huán)3=15+1.19-1.7=14.49
③求l
查圖14-129,得l=22.8m
此例,如用數(shù)解法計算的l=22.73m。
初步選擇起重臂長度為23m.
2)檢查Q、H
查本章表14-32得臂長23m的W1-100型履帶式起重機,當R=13m時,起重量Q=2.9t>1.5t,滿足要求;起升高度H=17.8m,17.8-15=2.8m,是否滿足吊裝要求,要看吊索長度選用多少。本例若所吊構(gòu)件為1.5m×6m屋面板,吊索與板面夾角一般不小于45°,則2.8m可滿足吊索長度選用要求。
3.起重機數(shù)量計算
起重機數(shù)量根據(jù)工程量、工期和起重機的臺班產(chǎn)量確定,按下式計算:
式中N——起重機臺數(shù);
T——工期(d);
C——每天工作班數(shù);
K——時間利用系數(shù),一般取0.8~0.9;
Qi——每種構(gòu)件的安裝工程量(件或t);
Pi——起重機的臺班產(chǎn)量定額(件/臺班或t/臺班)。
此外,決定起重機數(shù)量時,還應(yīng)考慮到構(gòu)件運輸、拼裝工作的需要。
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