一級建造師《機電工程》教材知識點：1H412024吊裝的穩(wěn)定性

　　【摘要】對于備考一級建造師而言，復習中充分掌握考點則至關(guān)重要，環(huán)球網(wǎng)校一級建造師考試頻道特地整理一級建造師《機電工程》復習資料供各位考生學習，本文為一級建造師《機電工程》教材知識點：1H412024吊裝的穩(wěn)定性，環(huán)球網(wǎng)校助各位一級建造師考生一臂之力!

　　1H412020起重技術(shù)

　　1H412024吊裝的穩(wěn)定性

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　　起重吊裝作業(yè)的穩(wěn)定性是保證起重吊裝安全實施的根本。只有充分了解起重機械的特性、設(shè)備的特點、指揮操作的經(jīng)驗，了解設(shè)備和機械的穩(wěn)定性要求，才能制定出科學合理、安全可靠、符合實際的起重吊裝方案，確保起重吊裝作業(yè)實施中的安全。本條的主要知識點是：起重吊裝作業(yè)穩(wěn)定性的作用及內(nèi)容;起重吊裝作業(yè)失穩(wěn)的原因及預防措施;桅桿的穩(wěn)定性校核。

　　一、起重吊裝作業(yè)穩(wěn)定性的作用及內(nèi)容

　　1.起重吊裝作業(yè)穩(wěn)定性的作用

　　起重吊裝作業(yè)在實現(xiàn)設(shè)備或構(gòu)件等垂直提升、下降和水平移位的功能的同時，其核心要求就是保證起重吊裝作業(yè)的安全，即吊裝安全是第一位的。起重吊裝作業(yè)的穩(wěn)定性是保證吊裝安全的根本。由于起重機械或被吊設(shè)備構(gòu)件在吊裝過程中的失穩(wěn)，出現(xiàn)安全事故，造成人員傷亡、設(shè)備損壞、財產(chǎn)損失的事件時有發(fā)生，通常人員傷亡和財產(chǎn)損失都較大。因此了解起重吊裝作業(yè)穩(wěn)定性的內(nèi)容、不穩(wěn)定性產(chǎn)生原因及預防措施，對確保起重吊裝作的安全順利實施具有重大作用。

　　2.起重吊裝作業(yè)穩(wěn)定性的主要內(nèi)容

　　(1)起重機械的穩(wěn)定性：起重機在額定工作參數(shù)情況下的穩(wěn)定或桅桿自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

　　(2)吊裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性：如：多機吊裝的同步、協(xié)調(diào);大型設(shè)備多吊點、多機種的吊裝指揮及協(xié)調(diào);桅桿吊裝的穩(wěn)定系統(tǒng)(纜風繩，地錨)。

　　(3)吊裝設(shè)備或構(gòu)件的穩(wěn)定性：又可分為整體穩(wěn)定性(如：細長塔類設(shè)備、薄壁設(shè)備、屋蓋、網(wǎng)架);吊裝部件或單元的穩(wěn)定性。

　　一、起重吊裝作業(yè)失穩(wěn)的原因及預防措施

　　1.起重機械失穩(wěn)：主要原因：超載、支腿不穩(wěn)定、機械故障、桅桿偏心過大等。預防措施為：嚴禁超載、嚴格機械檢查、打好支腿并用道木和鋼板墊實和加固，確保支腿穩(wěn)定。

　　2.吊裝系統(tǒng)的失穩(wěn)

　　主要原因：多機吊裝的不同步;不同起重能力的多機吊裝荷載分配不均;多動作、多崗位指揮協(xié)調(diào)失誤，桅桿系統(tǒng)纜風繩、地錨失穩(wěn)。

　　預防措施：多機吊裝時盡量采用同機型、吊裝能力相同或相近的吊車，并通過主副指揮來實現(xiàn)多機吊裝的同步;集群千斤頂或卷揚機通過計算機控制來實現(xiàn)多吊點的同步;制定周密指揮和操作程序并進行演練，達到指揮協(xié)調(diào)一致;纜風繩和地錨嚴格按吊裝方案和工藝計算設(shè)置，設(shè)置完成后進行檢查并做好記錄。

　　3.吊裝設(shè)備或構(gòu)件的失穩(wěn)：主要原因：由于設(shè)計與吊裝時受力不一致、設(shè)備或構(gòu)件的剛度偏小。預防措施為：對于細長、大面積設(shè)備或構(gòu)件采用多吊點吊裝;薄壁設(shè)備進行加固加強;對型鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的薄弱部位或桿件進行加固或加大截面。

　　三、桅桿的穩(wěn)定性校核

　　(一)纜風繩拉力的計算及選擇

　　纜風繩是桅桿式起重機的穩(wěn)定系統(tǒng)。它直接關(guān)系到起重機能否安全工作，也影響著桅桿的軸力。

　　1.纜風繩的工作拉力和初拉力

　　纜風繩的拉力分為工作拉力和初拉力。

　　(1)初拉力是指桅桿在沒有工作時纜風繩預先拉緊的力。初拉力可按工作拉力的15%～20%取值。

　　(2)工作拉力是指桅桿式起重機在工作時，纜風繩所承擔的載荷。

　　2.纜風繩的拉力計算

　　纜風繩的作用是穩(wěn)定桅桿，在起重吊裝作業(yè)中平衡吊裝主吊力(即吊裝載荷施加于桅桿的力)。通過根據(jù)力系平衡，可以計算出纜風繩平衡吊裝主吊力的等效拉力，這是纜風繩綜合作用的力，稱為纜風繩“總”拉力，是纜風繩負載的綜合體現(xiàn)。計算每一根纜風繩的實際受力，需將求算出的總纜風繩力按纜風繩的具體位置進行分配。在正確的纜風繩工藝布置中，總有一根纜風繩處于吊裝垂線和桅桿軸線所決定的垂直平面內(nèi)，這根纜風繩稱為“主纜風繩”，主纜風繩兩旁起輔助作用的纜風繩稱為“副纜風繩”。按一定的比例將這個等效力即纜風繩“總”拉力分配到各纜風繩上，即得到主、副纜風繩的工作拉力。

　　由于桅桿式重機工作形式較多，纜風繩的工藝布置不一樣，分配的比例與纜風繩的工藝布置有關(guān)。表1H412024為幾種常用的對稱分布的纜風繩受力分配系數(shù)表，即各纜風繩之間夾角相等的情況下的纜風繩受力分配系數(shù)表，對于接近對稱分布的纜風繩，也可按表1H412024取值。

　　常用對稱分布的纜風繩受力分配系數(shù)表 表1H412024

　　纜風繩實際受力T可用將纜風繩實際承受的吊裝工作拉力與初拉力相加的方法計算，

　　如下：

　　T=Tg+Tc=fT總+Tc (1H412024)

　　式中：Tg――纜風繩的工作拉力;

　　Tc――纜風繩的初拉力;

　　T總――纜風繩的“總”拉力，即平衡吊裝主吊力的等效手立力;

　　f一分配系數(shù)，查表1H412024。

　　例如，某桅桿起重機拴系有8根纜風繩，在吊裝一臺大型設(shè)備時，計算出的纜風繩的“總”拉力為60t，纜風繩初拉力為5t，根據(jù)表1H412024和公式1H412024，計算出主纜風繩的實際拉力為35t，副主纜風繩的實際拉力為26.24t。若按另一種方式，初拉力按工作拉力的20%取值，計算出主纜風繩的實際拉力為36t，副主纜風繩的實際拉力為25.488t。

　　3.纜風繩選擇。應按分配系數(shù)求其纜風繩的工作拉力，計算實際拉力，以此為依據(jù)，選取、確定纜風繩的規(guī)格。

　　4.纜風繩的設(shè)置要求

　　(1)直立單桅桿頂部纜風繩的設(shè)置宜為6根至8根，對傾斜吊裝的桅桿應加設(shè)后背主纜風繩，后背主纜風繩的設(shè)置數(shù)量不應少于2根。

　　(2)纜風繩與地面的夾角宜為30°，最大不得超過45°。

　　(3)直立單桅桿各相鄰纜風繩之間的水平夾角不得大于60°。

　　(4)纜風繩應設(shè)置防止滑車受力后產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的設(shè)施。

　　(5)需要移動的桅桿應設(shè)置備用纜風繩。

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　　(二)地錨的種類及要求

　　1.常用地錨的種類

　　地錨的作用是固定纜風繩，將纜風繩的拉力傳遞到大地。目前常用的地錨類型有：

　　(1)全埋式地錨。或稱埋入式地錨，是將橫梁橫臥在按一定要求挖好的坑底，將鋼絲繩拴接在橫梁上，并從坑前端的槽中引出，埋好后回填土壤并夯實即成。全埋式地錨可以承受較大的拉力，適合于重型吊裝。

　　(2)活動式地錨。是在一鋼質(zhì)托排上壓放塊狀重物如鋼錠、條石等組成，鋼絲繩拴接于托排上。這種地錨一般承受的力不大，重復利用率高，適合于改、擴建工程。

　　(3)利用已有建筑物作為地錨。在實際工程中，還常利用已有建筑物作為地錨，如混凝土基礎(chǔ)、混凝土柱等，但在利用已有建筑物前，必須獲得建筑物設(shè)計單位的書面認可。使用時應對基礎(chǔ)、柱子的棱角進行保護。

　　2.地錨設(shè)置和使用要求

　　(1)地錨結(jié)構(gòu)形式應根據(jù)受力條件和施工地區(qū)的地質(zhì)條件設(shè)計和選用。地錨的制作和設(shè)置應按吊裝施工方案的規(guī)定進行。

　　(2)埋人式地錨基坑的前方，纜風繩受力方向坑深2.5倍的范圍內(nèi)不應有地溝、線纜、地下管道等。

　　(3)埋人式地錨在回填時，應用凈土分層夯實或壓實，回填的高度應高于基坑周圍地面400mm以上，且不得浸水。地錨設(shè)置完成后應做好隱蔽工程記錄。

　　(4)埋人式地錨設(shè)置完成后，受力繩扣應進行預拉緊。

　　(5)主地錨應經(jīng)拉力試驗符合設(shè)計要求后再使用。

　　(三)桅桿使用的要求與穩(wěn)定性校核

　　1.桅桿使用的要求

　　(1)桅桿的使用應執(zhí)行桅桿使用說明書的規(guī)定，不得超載使用。

　　(2)桅桿組裝應執(zhí)行使用說明書的規(guī)定，桅桿組裝的直線度應小于其長度的1/1000，且總偏差不應超過20mm 。

　　(3)桅桿節(jié)間的連接螺栓緊固時，應逐次對稱交叉進行，且應滿足規(guī)定的力矩值。

　　(4)桅桿基礎(chǔ)應根據(jù)桅桿載荷及桅桿豎立位置的地質(zhì)條件及周圍地下情況設(shè)計。

　　(5)采用傾斜桅桿吊裝設(shè)備時，其傾斜度不得超過150。

　　(6)當兩套起吊索、吊具共同作用于一個吊點時，應加平衡裝置并進行平衡監(jiān)測。

　　(7)吊裝過程中，應對桅桿結(jié)構(gòu)的直線度進行監(jiān)測。

　　2.桅桿穩(wěn)定性校核

　　(1)需進行桅桿穩(wěn)定性校核的情況

　　大型設(shè)備起重吊裝作業(yè)中，若桅桿不在桅桿使用說明書規(guī)定的性能參數(shù)范圍內(nèi)使用的特定情況下，需進行桅桿穩(wěn)定性校核。例如，桅桿的接長高度超過桅桿使用說明書推薦工況的高度，或者主吊滑輪組的吊裝張角(即主吊滑輪組與桅桿軸線之間的夾角)超過使用

　　說明書性能參數(shù)規(guī)定的角度等。穩(wěn)定性校核不合格的不能使用。

　　(2)桅桿的結(jié)構(gòu)與受力特性

　　桅桿起重機的結(jié)構(gòu)形式很多。常用的桅桿結(jié)構(gòu)形式有兩種：鋼管桅桿(多為小型桅桿)和鋼制格構(gòu)式桅桿。后者是大、中型的桅桿起重機采用的主要形式，大、中型桅桿也有少量采用半箱型結(jié)構(gòu)形式。

　　桅桿是細長壓桿，有軸心壓桿和偏心壓桿兩種受力形式。軸心壓桿只承受軸心壓力。而偏心壓桿除了承受壓力，還要承受偏心彎矩，計算時，應按壓彎組合進行。壓桿的破壞形式主要是失穩(wěn)。

　　(3)穩(wěn)定性校核的依據(jù)或方法

　　桅桿的穩(wěn)定性校核應按照桅桿設(shè)計計算書采用的計算公式、參數(shù)和方法進行。在桅桿設(shè)計計算書難于查詢時，應優(yōu)先采用現(xiàn)行國家標準《起重機設(shè)計規(guī)范》GB/T 3811--2008規(guī)定，進行穩(wěn)定性核算。

　　(4)桅桿穩(wěn)定性校核的基本步驟

　　1)受力分析與內(nèi)力計算。計算出桅桿的最大吊裝受力，計算內(nèi)力(軸力、彎矩)，并畫出內(nèi)力圖。

　　2)查算桅桿的截面特性數(shù)據(jù)。根據(jù)桅桿的設(shè)計技術(shù)文件及制造圖，查得桅桿的截面尺寸，并計算桅桿截面的截面特性(包括桅桿的截面面積、截面慣性矩、截面抗彎模量，上述特性參數(shù)也可從桅桿設(shè)計計算式查到)。

　　3)計算桅桿長細比。根據(jù)桅桿的高度(即長度)求出其計算長度，并與桅桿的截面的回轉(zhuǎn)半徑，求出構(gòu)件的計算長細比，并求出其換算長細比和假想長細比。

　　4)查得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)。根據(jù)假想長細比查表得到軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)。

　　5)進行穩(wěn)定性計算。按壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性計算公式進行穩(wěn)定性計算。

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