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重要，環(huán)球網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)球網校助各位一級建造師考生一臂之力!

　　1H412020起重技術

　　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、設備的特點、指揮操作的經驗，了解設備和機械的穩(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)在實現設備或構件等垂直提升、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備構件在吊裝過程中的失穩(wěn)，出現安全事故，造成人員傷亡、設備損壞、財產損失的事件時有發(fā)生，通常人員傷亡和財產損失都較大。因此了解起重吊裝作業(yè)穩(wěn)定性的內容、不穩(wěn)定性產生原因及預防措施，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)定性的主要內容

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

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

　　(3)吊裝設備或構件的穩(wěn)定性：又可分為整體穩(wěn)定性(如：細長塔類設備、薄壁設備、屋蓋、網架);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、多崗位指揮協調失誤，桅桿系統纜風繩、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，達到指揮協調一致;纜風繩和地錨嚴格按吊裝方案和工藝計算設置，設置完成后進行檢查并做好記錄。

　　3.吊裝設備或構件的失穩(wěn)：主要原因：由于設計與吊裝時受力不一致、設備或構件的剛度偏小。預防措施為：對于細長、大面積設備或構件采用多吊點吊裝;薄壁設備進行加固加強;對型鋼結構、網架結構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。它直接關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。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，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。表1H412024為幾種常用的對稱分布的纜風繩受力分配系數表，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，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。應按分配系數求其纜風繩的工作拉力，計算實際拉力，以此為依據，選取、確定纜風繩的規(guī)格。

　　4.纜風繩的設置要求

　　(1)直立單桅桿頂部纜風繩的設置宜為6根至8根，對傾斜吊裝的桅桿應加設后背主纜風繩，后背主纜風繩的設置數量不應少于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)纜風繩應設置防止滑車受力后產生扭轉的設施。

　　(5)需要移動的桅桿應設置備用纜風繩。

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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?；蚍Q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、混凝土柱等，但在利用已有建筑物前，必須獲得建筑物設計單位的書面認可。使用時應對基礎、柱子的棱角進行保護。

　　2.地錨設置和使用要求

　　(1)地錨結構形式應根據受力條件和施工地區(qū)的地質條件設計和選用。地錨的制作和設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。地錨設置完成后應做好隱蔽工程記錄。

　　(4)埋人式地錨設置完成后，受力繩扣應進行預拉緊。

　　(5)主地錨應經拉力試驗符合設計要求后再使用。

　　(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)桅桿基礎應根據桅桿載荷及桅桿豎立位置的地質條件及周圍地下情況設計。

　　(5)采用傾斜桅桿吊裝設備時，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，應對桅桿結構的直線度進行監(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)定的性能參數范圍內使用的特定情況下，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)桅桿的結構與受力特性

　　桅桿起重機的結構形式很多。常用的桅桿結構形式有兩種：鋼管桅桿(多為小型桅桿)和鋼制格構式桅桿。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構形式。

　　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)定性校核的依據或方法

　　桅桿的穩(wěn)定性校核應按照桅桿設計計算書采用的計算公式、參數和方法進行。在桅桿設計計算書難于查詢時，應優(yōu)先采用現行國家標準《起重機設計規(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)受力分析與內力計算。計算出桅桿的最大吊裝受力，計算內力(軸力、彎矩)，并畫出內力圖。

　　2)查算桅桿的截面特性數據。根據桅桿的設計技術文件及制造圖，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，上述特性參數也可從桅桿設計計算式查到)。

　　3)計算桅桿長細比。根據桅桿的高度(即長度)求出其計算長度，并與桅桿的截面的回轉半徑，求出構件的計算長細比，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。根據假想長細比查表得到軸心受壓穩(wěn)定系數。

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

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