起重配套设备与装置

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《建筑工程施工实用技术手册》第429页（5249字）

索具设备与锚锭装置是吊装工程中的重要组成，不仅关系到吊装施工的速度和质量，而且关系到工程施工的安危。构件吊装常用的索具设备包括钢丝绳、吊具、千斤顶、卷扬机等，锚锭装置包括卷扬机的锚固和各种起重机缆风绳的锚固等。

(一)钢丝绳

钢丝绳是吊装作业施工中常用绳索，具有强度高、韧性好、耐磨损等优点。在磨损后它的表面产生毛刺，易于发现，便于防止事故的发生。

1．钢丝绳的构造和种类

结构吊装工程中常用的钢丝绳是由6股钢绳围绕一根芯绳捻制而成，每股钢绳又由许多根高强度钢丝捻制而成，其构造如图7－19所示。钢丝绳按其捻制方法不同，又可分为右交互捻(股向右捻、丝向左捻)钢丝绳、左交互捻(股向左捻、丝向右捻)钢丝绳、右同向捻(股和丝均向右捻)钢丝绳和左同向捻(股和丝均向左捻)钢丝绳，如图7－20所示。

图7－19 普通钢丝绳构造图

图7－20 钢丝绳的几种捻制方法

(a)右交互捻；(b)左交互捻；(c)右同向捻；(d)左同向捻

同向捻钢丝绳表面比较平整、比较柔软，它与滑轮或卷筒凹槽的接触面较大，磨损比较轻，但易松散和扭结卷曲，吊装时易使重物旋转，一般多用于拖拉或牵引。互捻钢丝绳强度较高、质地较硬，但吊装中不会产生扭结旋转，在吊装工程中应用较多。

钢丝绳按每股钢丝数量的不同，又可分为6×19、6×37和6×61三种。6×19钢丝绳在其直径相同的情况下，钢丝比较粗，耐磨性好，但较硬，不易弯曲，一般用作缆风绳；6×37钢丝绳比较柔软、易于弯曲，可用作穿滑轮组和吊索；6×61钢丝绳质地柔软、更易弯曲，主要用于重型起重机械和捆绑构件用。

2．钢丝绳的计算

钢丝绳的计算主要是计算钢丝绳的破断拉力和允许拉力。钢丝绳的破断拉力与钢丝绳的直径、构造、钢丝绳的极限强度有关；钢丝绳的允许拉力可按下式计算：

式中 [S]——钢丝绳的允许拉力(N)；

α——换算系数(或受力不均匀系数)，按表7－7的规定选用；

S——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(N)，查钢丝绳有关资料；

K——钢丝绳的安全系数，按表7－8的规定选用。

表7－7 钢丝绳的换算系数

表7－8 钢丝绳的安全系数

(二)吊装工具

吊装工具主要包括吊钩、钢丝绳夹头、卡环、吊索和横吊梁等。

1．吊钩

吊钩是起重设备与构件之间的连接件，是吊装施工中不可缺少的吊装工具。吊钩分为单吊钩和双吊钩两种，如图7－21a所示。在结构吊装施工中一般多用单吊钩，双吊钩用于塔式吊车或桥式吊车上。

图7－21 吊钩与钢丝绳夹头

(a)吊钩；(b)钢丝绳夹头

2．钢丝绳夹头

钢丝绳夹头是用于固定钢丝绳端部的工具，如图7－21b所示。在选用钢丝绳夹头规格时，U型环内的净距应恰好等于两根钢丝绳的直径。

3．卡环

卡环又称为卸甲，用于吊索之间或吊索与构件吊环之间的连接，由弯环与销子两部分组成。弯环多数为马蹄形，销子的连接有螺栓式和活动式两种，活动式多用于吊装柱子。卡环的外形及柱子绑扎，如图7－22所示。

图7－22 卡环及柱子绑扎示意图

(a)卡环；(b)绑扎柱子

4．吊索

吊索又称为千斤绳，要求用质地柔软、易于弯曲、直径大于11mm的6×61型钢丝绳。根据形式不同，吊索又可分为环形吊索(又称万能吊索或闭式吊索)和开口吊索(又称轻便吊索或开式吊索)两种，如图7－23所示。

图7－23 吊索形式示意图

5．横吊梁

当吊装水平长度较大的构件时，为使构件的轴向压力不至于过大，可采用横吊梁进行吊装。在吊装施工中所用的横吊梁有滑轮横吊梁、钢板横吊梁和型钢(钢管或槽钢等)横吊梁。由于滑轮横吊梁的稳定性不良，在使用中应特别注意平衡。钢板横吊梁主要用于柱子的吊装，型钢横吊梁主要用于屋架等构件的吊梁，其构造如图7－24所示。

图7－24 常用横吊梁的构造

(a)钢板横吊梁；(b)槽钢横吊梁

(三)滑轮组

滑轮是吊装施工中的主要起升机具，不仅可以节省吊装拉力，而且还可以改变力的方向。按滑轮的多少不同，可分为单门、双门和多门滑轮；按使用方法不同，可分为定滑轮、动滑轮、导向滑轮等。由于滑轮的起重能力大，便于携带、安装和操作，所以滑轮是吊装工程中常用的工具。

所谓滑轮组，即由一定数量的定滑轮、动滑轮组成，并由通过绕过它们的绳索联为一个整体，从而达到省力和改变力的方向的目的。滑轮组及受力如图7－25所示。

图7－25 滑轮组及受力示意图

(a)导向滑轮；(b)导向滑轮受力图；(c)拉力向上滑轮组；(d)拉力向下滑轮组；(e)双联滑轮组

由滑轮组引出的绳头，在工程上俗称为“跑头”，“跑头”可以根据需要从定滑轮引出或动滑轮引出，或用两台卷扬机同时牵引(双联滑轮组)。在选择起重钢丝绳前，应根据所用滑轮组组成的情况，计算钢丝绳的“跑头”拉力。滑轮组的跑头拉力可用下式计算：

式中 S₁——起重钢丝绳的跑头拉力(N)；

f₀——跑头拉力计算系数，我国多采用青铜轴套，可按表7－9中取值；

K₁——卷扬机的动力系数，见表7－10；

Q——吊装荷载(构件重力与索具重力之和)(N)。

表7－9 青铜轴套滑轮跑头拉力计算系数

表7－10 卷扬机的动力系数

(四)卷扬机

卷扬机是一种起重能力比较大、速度比较快、操作方便、易于装拆的施工机械，因此，在建筑结构施工中被广泛应用于吊装、垂直运输、水平运输、打桩、钢筋张拉等作业的动力设备。

1．卷扬机的种类与锚固方法

结构安装工程所用的卷扬机，有手动和机动(电动)两类，其中电动卷扬机又分为慢速和快速两种，快速电动卷扬机又分为单向和双向两种。慢速电动卷扬机(JJM型)主要用于吊装结构、冷拉钢筋和张拉预应力筋；快速电动卷扬机主要用于垂直运输、水平运输及打桩作业等。

卷扬机必须用地锚进行牢靠的固定，以防止工作时产生滑动造成倾覆。根据所受牵引力的大小，固定卷扬机的方法有螺栓锚固法、水平锚固法、立桩锚固法和压重锚固法四种，如图7－26所示。

图7－26 固定卷扬机方法

(a)螺栓锚固法；(b)水平锚固法；(c)立桩锚固法；(d)压重锚固法

1－卷扬机；2－地脚螺栓；3－横木；4－拉索；5－木桩；6－压重；7－压板

2．卷扬机的使用注意事项

(1)卷扬机的安装位置应选在地势较高、地基坚实的地方，一般距离起吊处在15m以上，以便于起吊构件时的操作和观察，同时也有利于排水。

(2)电动卷扬机必须有良好的接地或接零装置，接地电阻不得大于10Ω。在一个供电网路上，接地或接零不得混用。

(3)卷扬机在正式使用前，要先空运转作空载正、反转试验5次，达到运转平稳无不正常响声，传动和制动机构灵活可靠，各紧固件及连接部位无松动现象，润滑良好，无漏油现象。

(4)卷扬机卷筒轴线应与前面第一个导向滑轮的轴线平行，两者之间的距离应大于卷筒宽度的20倍，绳索绕到卷筒两边的倾角不得超过1．5°。

(5)钢丝绳的选用应符合产品说明书中的规定。卷筒上的钢丝绳全部放出时应留有不少于3圈，钢丝绳的末端应固定可靠，卷筒边缘外周至最外层钢丝绳的距离，应不小于钢丝绳的1．5倍。

(6)卷扬机卷筒上的钢丝绳应排列整齐，如果发现有重叠或斜绕时，应停机重新进行排列。严禁在卷筒转动中用手脚去拉、踩钢丝绳。

(7)在吊装施工中和物体提升后，操作人员不得离开工作岗位。在停电或休息时，必须将提升物降至地面。

(五)锚锭

锚锭又称锚碇、地锚，用来固定卷扬机、缆风绳、导向滑轮、拔杆的平衡绳索等。制作锚锭的材料有木材、混凝土、钢筋混凝土和钢材等，根据制作方式不同又可分为桩式地锚和坑式地锚两类。

1．桩式地锚

桩式地锚的构造非常简单，是用一根、两根或多根圆木打入土基中，以承担上部绳索的拉力。圆木直径一般为180～300mm，打入土中的深度为1．2～1．5m，承载力为10～100kN。桩式地锚一般适用于受力不大的缆风绳，在打桩时应尽量使木桩与所拉的绳索近似垂直。桩式地锚如图7－27a、b所示。

2．坑式地锚

坑式地锚又称水平地锚，其构造比桩式地锚复杂，由一根或几根圆木(或方木)绑在一起，水平横放在挖好的坑底上，用钢丝绳系在横木的一点或两点上，成30°～45°的斜度引出地面，然后用土石填夯实。水平地锚一般埋深1．5～3．5m，能承受较大的拉力。当拉力超过75kN时，地锚上面应增加压板；当拉力大于150kN时，还应在锚锭前加设立桩及垫板，以加强土坑侧壁的耐压力。在缺乏木材或需要永久性固定时，可采用混凝土地锚、钢锚桩地锚或块石砌体地锚。坑式地锚的类型及构造，如图7－27c、d、e、f所示。

图7－27 地锚的类型及构造示意图

(a)打桩地锚；(b)埋桩地锚；(c)坑地锚；(d)有压板坑地锚；(e)混凝土地锚；(f)钢锚桩地锚

1－土石填实；2－土石夯实；3－上挡木；4－圆形或方形桩木；5－下挡木；6－横木；7－钢丝绳；8－压板；9－混凝土或块石砌体；10－钢筋；11－砂浆或混凝土