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第二章 第2节 起重技术
★知识点精要
1.流动式起重机的选用
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流动式起重机 |
汽车式起重机 |
吊装时靠支腿将起重机支撑在地面上，不可在360°范围内进行吊装作业，对吊车站位处的地基要求也更高。 |
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履带式起重机 |
一般大吨位起重机较多采用，对吊车站位处的地基的要求相对较低，但行走速度较慢，转移场地需要用平板拖车运输。 | |
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轮胎式起重机 |
起重机装于专用底盘上，其行走机构为轮胎，吊装作业的支撑为支腿，其特点介于前两者之间，近年来用得较少。 | |
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流动式起重机的起重能力随臂长、幅度的变化而变化的规律，以及流动式起重机的最大起升高度随臂长、幅度变化而变化的规律的曲线为起重机的特性曲线。它是选用流动式起重机的依据。 | ||
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流动式起重机的选用步骤：定幅度、定臂长、定荷载 | ||
2.吊具的结构、性能特点及选择参数或步骤
表1-16 吊具的结构、性能特点及选择参数或步骤
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吊具的分类 |
结构、性能特点 |
选择参数或步骤 |
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钢丝绳 |
钢丝绳是由高碳钢丝制成。 |
强度极限，钢丝绳的规格，钢丝绳的直径，安全系数，许用拉力。做缆风绳的安全系数不小于3．5，滑轮组跑绳的安全系数一般不小于5，吊索的安全系数一般不小于8；载人安全系数不小于l0～12。钢丝绳的许用拉力：钢丝绳破断拉力除以安全系数 |
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滑轮组 |
工作时因摩擦和钢丝绳的刚性的原因，每一分支跑绳的拉力不同，最小在固定端，最大在拉出端。跑绳拉力计算，必须按拉力最大的拉出端按公式和查表进行。 |
常用的穿绕方法有：顺穿、花穿和双跑头顺穿。一般3门及以下，宜采用顺穿；4～6门宜采用花穿； 7门以上，宜采用双跑头顺穿。 |
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卷扬机 |
常用电动卷扬机，一般采用慢速卷扬机。基本参数：额定牵引拉力，工作速度，容绳量。 |
每台卷扬机的铭牌上都标有对某种直径钢丝绳的容绳量，选择时必须注意；如果实际使用的钢丝绳的直径与铭牌上标明的直径不同．还必须进行容绳量校核 |
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平衡梁 |
保持被吊设备的平衡，避免吊索损坏设备。 |
多机抬吊时，合理分配或平衡各吊点的荷载。 |
3.常用吊装方案的选用原则
吊装方案是完成起重吊装任务的核心，吊装方案主要包括：塔式起重机吊装、桥式起重机吊装、汽车吊吊装、履带吊吊装、直升飞机吊装、桅杆系统吊装、缆索起重机吊装、液压提升法、利用构筑物吊装法、坡道提升法。
吊装方法的选择原则：安全可靠、经济可行。吊装方法基本选择步骤：技术可行性论证，安全性分析，进度分析，成本分析，根据具体情况作综合选择。
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吊装方案编制的主要依据 |
有关规程、规范；施工组织总设计；被吊装设备（构件）的设计图纸及有关参数、技术要求等；施工现场情况，包括场地、道路、障碍等。 |
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吊装方案的主要内容 |
工程概况；编制依据；方案选择；工艺分析与工艺布置；吊装平面布置图；施工步骤与工艺岗位分工；工艺计算（包括受力分析与计算、机具选择、被吊设备、构件校核等）；进度计划；资源计划（包括人力、机具、材料等）；安全技术措施；风险评估与应急预案等。 |
吊装方案的管理规定：
(1)单件起吊重量在10kN及以上的起重吊装工程和采用起重机械进行安装的工程的吊装方案应由施工企业技术负责人审批。
(2)单件起吊重量在100kN及以上的起重吊装工程;起重量300kN及以上起重设备安装工程的吊装方案，施工单位应当组织老师对专项方案进行论证，再经施工企业技术负责人审批。
(3)实行总承包管理的项目，由总承包单位组织老师论证会。
4.起重吊装作业稳定性
表1-18 起重吊装作业稳定性
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失稳的原因 |
预防措施 |
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起重机械稳定性 |
超载、支腿不稳定、吊臂（或称扒杆）偏心过大、机械故障等 |
严格机械检查；严禁超载；打好支腿并用道木和钢板垫实基础，确保支腿稳定。 |
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吊装系统稳定性 |
多机吊装不同步，不同起重能力的多机吊装荷载分配不均，多动作、多岗位指挥协调失误，桅杆系统缆风绳、地锚失稳 |
尽量采用同机型吊车、同吊装能力的吊车；集群千斤顶或卷扬机通过计算机控制来实现多吊点同步；通过主、副指挥来实现多机吊装同步；制定周密指挥和操作程序进行演练达到指挥协调一致；缆风绳和地锚严格按吊装方案和工艺计算设置，设置完成后进行检查并做记录。 |
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吊装设备或构件稳定性 |
设计与吊装时受力不一致，设备或构件的刚度偏小 |
对细长、大面积设备或构件采用多吊点吊装；薄壁设备进行加固加强；对型钢结构、网架结构的薄弱部位或杆件进行加固或加大截面。 |
5.桅杆的稳定性校核
缆风绳的拉力分为工作拉力和初拉力。一般取工作拉力的15%～20%，或按操作惯例取某一数值，通常为3～5t。工作拉力是指桅杆式起重机在工作时，缆风绳所承担的载荷。缆风绳总拉力按下式计算：T=Tg+Tc式中：Tg-缆风绳的工作拉力;Tc-缆风绳的初拉力。
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★高频答疑点采集
1.起重机械的分类、使用范围及基本参数有哪些?
答：起重机械主要包括流动式起重机、塔式起重机和桅杆式起重机三种详见下表。
表1-19 起重机械的分类、使用范围及基本参数
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流动式起重机 |
适用于单件重量大的大、中型设备、构件的吊装、作业周期短。 | |
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塔式起重机 |
适用于在范围内数量多，而每一单件重量较小的构件、设备（设施）的吊装，作业周期长。 | |
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桅杆式起重机 |
主要适用于某些特重、特高和场地受到特殊限制的吊装。 | |
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基本参数
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载荷 |
动载荷：一般取动载系数K=1．1；不均衡载荷：一般取不均衡载荷系数K2=1．1～1．2；计算载荷：计算载荷作为吊装计算索、吊具设置的依据Qj=K1K2Q。 |
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额定起重量 |
额定起重量应大于计算载荷 | |
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最大幅度 |
起重机的最大吊装回转半径，即额定起重量条件下的吊装回转半径 | |
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最大起升高度 |
H>h1+h2+h3+h4；H――起重高度（m）；h1―设备高度（m）；h2―索具高度（包括钢丝绳、平衡梁、卸扣等的综合高度）（m）；h3―设备吊装到位后底部高出地脚螺栓的高度（m）；h4―基础和地脚螺栓高（m）。 | |
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强调：有不均衡载荷系数就必定存在动载荷系数，也就是有K2必有K1！ | ||
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★常见考点真题解析
1.只是在由多台起重机共同抬吊某一设备时，才考虑( )。【2007】
A.惯性载荷
B.不均衡载荷
C.风载荷
D.动载荷
【答案】B
【解析】不均衡载荷：多台起重机、多套滑轮组、多根吊索等。不均衡载荷系数K2=1.12。Q―设备及索吊具重量的总和。
2.多台起重机同时吊装一台设备时，计算载荷与( )无关。【2010】
A.起重机回转半径
B.吊装高度
C.动载荷系数
D.不均衡载荷系数
E.设备及吊具重量
【答案】AB
【解析】计算载荷：计算载荷作为吊装计算索、吊具设置的依据Qj=K1K2Q。
3.起重工程中，钢丝绳一般由( )钢丝捻绕而成。【2010】
A.低碳钢
B.中碳钢
C.高碳钢
D.合金钢
【答案】C
【解析】钢丝绳是由高碳钢丝制成，使用时主要考虑：钢丝绳钢丝的强度极限、钢丝绳的规格、钢丝绳的直径、安全系数、许用拉力。
4.吊装方案编制的主要依据有( )【2010】
A.规程规范
B.合同条款
C.被吊装设备的设计文件
D.施工组织设计
E.工程进度计划
【答案】ACD
【解析】吊装方案编制的主要依据：有关规程、规范;施工组织总设计;被吊装设备(构件)的设计图纸及有关参数、技术要求等;施工现场情况，包括场地、道路、障碍等。
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★复习效果自测验
(一)单项选择题(每题的备选答案中只有一个最符合题意)
1.有关大型变压器的二次搬运、吊装、就位，下列做法不正确的是( )。
A.二次搬运中不应有强烈振动
B.吊装过程中应保持平衡上升，防止倾斜
C.装有滚轮的变压器，应有一定的坡度
D.就位安装应采取抗地震措施
2.在起重工程的设计中，为了计入动载荷、不均衡载荷的影响，常以( )作为计算依据。
A.静载荷
B.计算载荷
C.偏心载荷
D.超载载荷
3.在起重工程中，做吊索的钢丝绳的安全系数一般情况下不小于( )。
A.8
B.3.5
C.5
D.12
4.汽车式起重机具有较大的( )，但其吊装区域受到限制，对基础要求也更高。
A.自重
B.起重量
C.工作半径
D.机动性
5.规定起重机在各种工作状态下允许吊装的载荷的曲线称为( )。
A.特性曲线
B.起重量特性曲线
C.额定载荷
D.起升高度特性曲线
6.缆风绳是桅杆式起重机的( )，它直接关系到起重机能否安全工作。
A.回转系统
B.动力系统
C.起升系统
D.稳定系统
7.两台或多台起重机在吊装重物的过程中，一般取不均衡载荷系数K2为( )。
A.1.05～1.1
B.1.1～1.2
C.1.2～1.3
D.1.25～1.4
8.流动式起重机在吊装重物前必须对地基进行试验验收，按规定对地基进行( )。
A.加固处理
B.钻孔试验
C.沉降预压试验
D.设计强度校核
9.钢丝绳使用时的安全系数等于钢丝绳的( )除以钢丝绳使用状态下的最大受力。
A.破断拉力
B.许用拉力
C.计算载荷
D.钢丝破断拉力总和
10.在施工现场吊装某设备，计划工期为20天。在满足安全的前提下，有四种可供选择方案：第一、租用一台履带吊车，作业台班费为18万元，进、出场费6万元，工期6天;第二、就近租用两台汽车吊抬吊，台班费19.2万元，工期8天;第三、现场制作桅杆，制作、配套30万元(分摊折旧费15万元，但本单位很少用到此类设备)，工期18天;第四、租用一台桅杆起重机，全部租赁费用16万元，工期为16天。应选择的是( )方案。
A.第一
B.第二
C.第三
D.第四
(二)多项选择题(每题的备选答案中有两个或两个以上符合题意)
1.在吊装作业中，平衡梁的作用有( )。
A.保持被吊设备的平衡
B.避免吊索损坏设备
C.合理分配各吊点的载荷
D.平衡各吊点的载荷
E.减少起重机承受的荷
12.根据( )等，确定起重机的站车位置和幅度。
A.被吊装设备或构件的就位位置
B.被吊装设备或构件的尺寸
C.被吊装设备或构件的就位高度
D.现场具体情况
E.吊索高度
13.根据被吊装设备或构件的( )，确定起重机的臂长。
A.就位位置
B.形状
C.就位高度
D.重量
E.尺寸
4.与起重机最大起升高度相关的参数有( )。
A.待吊设备高度
B.待吊设备直径或宽度
C.索具高度
D.基础和地脚螺栓高度
E.起重机回转中心距设备的距离
15.一个大型设备的吊装，往往是制约整个工程( )的关键因素。
A.进度
B.健康
C.经济
D.安全
E.管理
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三、答案与解析
1.C【解析】变压器属于电器设备，且内部有绝缘油，以及配有气体继电器等，所以在二次吊装过程及安装要注意：二次搬运中不应有强烈振动、吊装过程中应保持平衡上升，防止倾斜;就位安装应采取抗地震措施，装有气体继电器的变压器应有l%一1.5%坡度，高的一侧装在油枕方向，使气体继电器有良好的灵敏度。
2.B【解析】在起重工程的设计中，为了计入动载荷、不均衡载荷的影响，常以计算载荷作为计算依据。
3.A【解析】在起重工程中，一般做缆风绳的钢丝绳的安全系数不小于3.5，跑绳的安全系数不小于5，吊索的安全系数不小于8;用做载人的钢丝绳安全系数不小于10～12;
4.D【解析】汽车式起重机具有较大的机动性，但其吊装区域受到限制，对基础要求也更高。
5.B【解析】汽车式起重机地选择必须依据起重机的特性曲线。
起重机在各种工作状态下允许吊装的载荷的曲线称为起重量特性曲线;
反映起重机在各种工作状态下能够达到的最大起升高度的曲线称为起升高度特性曲线。
6.D【解析】缆风绳是桅杆式起重机的稳定系统，它直接关系到起重机能否安全工作。
7.B【解析】不均衡载荷：在多分支(多台起重机、多套滑轮组、多根吊索等)共同抬吊一个重物时，产生的载荷。一般取不均衡载荷系数K2=1.1～1.2(注意：对于多台起重机共同抬吊设备，由于存在工作不同步而超载的现象，单纯考虑不均衡载荷系数K2是不够的，还必须根据工艺过程进行具体分析，采取相应措施。)
8.C【解析】流动式起重机的地基处理吊装前必须对地基(或基础)进行试验和验收，按规定进行地基沉降预压试验。在复杂地基上吊装重型设备，应由专业人员专门进行基础设计，验收时同样要进行沉降预压试验。
9.A【解析】钢丝绳的许用拉力是钢丝绳破断拉力除以安全系数。钢丝绳破断拉力应按国家标准或生产厂提供的数据为准。
10.D【解析】吊装方法(方案)选择原则的是安全、合理、经济。选项A第一方案、B第二方案虽然工期短，但费用较高，不够经济;选项C第三方案虽然摊销的费用最低，还得到一台桅杆起重机，但由于以后很少有使用机会，这样就积压了资金15万元，综合经济性并不好。而第四方案虽然比第三方案多花1万元，但工期满足要求且合理，避免积压资金，综合评价，在4种方案中最符合吊装方法(方案)选择的原则，所以选项D是正确选项。
11.ABCD【解析】在吊装作业中，平衡梁的主要作用是保持被吊设备的平衡、平衡或分配载荷，由于使用了平衡梁，使挂设备的吊索处于竖直状态，能避免吊索与设备刮碰，也能避免吊索损坏设备。前4项是正确选项。但平衡梁的使用并不能减少吊装载荷，即使在双机或多机抬吊中，通过合理分配各吊点的载荷，减小了某台或某几台起重机承受的载荷，但同时却增加了另外的起重机承受的载荷，因而E是不正确选项。
12.AD【解析】根据被吊装设备或构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置，站车位置一旦确定，其幅度也就确定了。
13.ACE【解析】根据被吊装设备或构件的就位高度、设备尺寸、吊索高度等和站车位置(幅度)由起重机的特性曲线，确定其臂长。由于站车位置(幅度)是由被吊装设备或构件的就位位置等因素确定的，故答案：应包括A选项。
14.ACD【解析】根据考试用书中起重机最大起升高度的计算公式，起重机吊臂顶端滑轮的高度：H>h1+h2+h3+h4，式中：H¡起重高度(m);h1设备高度(m);h2索具高度(包括钢丝绳、平衡梁、卸扣等的综合高度)(m);h3设备吊装到位后底部高出地脚螺栓的高度(m);h4基础和地脚螺栓高(m)。A、C、D是计算起重机最大起升高度公式中的计算项(相关参数)，是应选答案。待吊设备直径或宽度对起重机的站位位置有关，直径或宽度大，起重机就要站远一些，以避免吊装时设备刮碰起重机吊臂，在一定的起升高度条件下，吊臂需要长一些，但与起重机最大起升高度不相关。同样，E项实际上就是起重机的幅度，是决定吊臂长度的参数，与起重机最大起升高度无关。
15.ACD【解析】一个大型设备的吊装，往往是制约整个工程的进度、经济和安全的关键因素。
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