一建机电教材解读：1H412024 吊装的稳定性
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【摘要】环球网校一级建造师频道为您提供一级建造师考试必备的复习资料和试题，供考生复习备考之用，本文为一建机电教材解读：1H412024 吊装的稳定性，是考生必须要熟记和掌握的重点内容。2015年的一级建造师考试将于9月19日至20日举行，环球网校在此提醒广大考生做好复习备考。祝广大考生顺利通过一级建造师考试！
1H412024 吊装的稳定性
起重吊装作业的稳定性是保证起重吊装安全实施的根本。只有充分了解起重机械的特性、设备的特点、指挥操作的经验，了解设备和机械的稳定性要求，才能制定出科学合理、安全可靠、符合实际的起重吊装方案，确保起重吊装作业实施中的安全。本条的主要知识点是：起重吊装作业稳定性的作用及内容;起重吊装作业失稳的原因及预防措施;桅杆的稳定性校核。
一、起重吊装作业稳定性的作用及内容
1.起重吊装作业稳定性的作用
起重吊装作业在实现设备或构件等垂直提升、下降和水平移位的功能的同时，其核心要求就是保证起重吊装作业的安全，即吊装安全是第一位的。起重吊装作业的稳定性是保证吊装安全的根本。由于起重机械或被吊设备构件在吊装过程中的失稳，出现安全事故，造成人员伤亡、设备损坏、财产损失的事件时有发生，通常人员伤亡和财产损失都较大。因此了解起重吊装作业稳定性的内容、不稳定性产生原因及预防措施，对确保起重吊装作的安全顺利实施具有重大作用。
2.起重吊装作业稳定性的主要内容
(1)起重机械的稳定性：起重机在额定工作参数情况下的稳定或桅杆自身结构的稳定。
(2)吊装系统的稳定性：如：多机吊装的同步、协调;大型设备多吊点、多机种的吊装指挥及协调;桅杆吊装的稳定系统(缆风绳，地锚)。
(3)吊装设备或构件的稳定性：又可分为整体稳定性(如：细长塔类设备、薄壁设备、屋盖、网架);吊装部件或单元的稳定性。
一、起重吊装作业失稳的原因及预防措施
1.起重机械失稳：主要原因：超载、支腿不稳定、机械故障、桅杆偏心过大等。预防措施为：严禁超载、严格机械检查、打好支腿并用道木和钢板垫实和加固，确保支腿稳定。
2.吊装系统的失稳
主要原因：多机吊装的不同步;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。
预防措施：多机吊装时尽量采用同机型、吊装能力相同或相近的吊车，并通过主副指挥来实现多机吊装的同步;集群千斤顶或卷扬机通过计算机控制来实现多吊点的同步;制定周密指挥和操作程序并进行演练，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好记录。
3.吊装设备或构件的失稳：主要原因：由于设计与吊装时受力不一致、设备或构件的刚度偏小。预防措施为：对于细长、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。
三、桅杆的稳定性校核
(一)缆风绳拉力的计算及选择
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，也影响着桅杆的轴力。
1.缆风绳的工作拉力和初拉力
缆风绳的拉力分为工作拉力和初拉力。
(1)初拉力是指桅杆在没有工作时缆风绳预先拉紧的力。初拉力可按工作拉力的15%～20%取值。
(2)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。
2.缆风绳的拉力计算
缆风绳的作用是稳定桅杆，在起重吊装作业中平衡吊装主吊力(即吊装载荷施加于桅杆的力)。通过根据力系平衡，可以计算出缆风绳平衡吊装主吊力的等效拉力，这是缆风绳综合作用的力，称为缆风绳“总”拉力，是缆风绳负载的综合体现。计算每一根缆风绳的实际受力，需将求算出的总缆风绳力按缆风绳的具体位置进行分配。在正确的缆风绳工艺布置中，总有一根缆风绳处于吊装垂线和桅杆轴线所决定的垂直平面内，这根缆风绳称为“主缆风绳”，主缆风绳两旁起辅助作用的缆风绳称为“副缆风绳”。按一定的比例将这个等效力即缆风绳“总”拉力分配到各缆风绳上，即得到主、副缆风绳的工作拉力。
由于桅杆式重机工作形式较多，缆风绳的工艺布置不一样，分配的比例与缆风绳的工艺布置有关。表1H412024为几种常用的对称分布的缆风绳受力分配系数表，即各缆风绳之间夹角相等的情况下的缆风绳受力分配系数表，对于接近对称分布的缆风绳，也可按表1H412024取值。
常用对称分布的缆风绳受力分配系数表 表1H412024
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分配系数f
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序号
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缆风绳数量
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绳间角度(。)
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主缆风绳
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副缆风绳
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1
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6
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60
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0.667
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0.333
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2
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8
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45
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0.5
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0.354
|
缆风绳实际受力T可用将缆风绳实际承受的吊装工作拉力与初拉力相加的方法计算，
如下：
T=Tg+Tc=fT总+Tc (1H412024)
式中：Tg――缆风绳的工作拉力;
Tc――缆风绳的初拉力;
T总――缆风绳的“总”拉力，即平衡吊装主吊力的等效手立力;
f一分配系数，查表1H412024。
例如，某桅杆起重机拴系有8根缆风绳，在吊装一台大型设备时，计算出的缆风绳的“总”拉力为60t，缆风绳初拉力为5t，根据表1H412024和公式1H412024，计算出主缆风绳的实际拉力为35t，副主缆风绳的实际拉力为26.24t。若按另一种方式，初拉力按工作拉力的20%取值，计算出主缆风绳的实际拉力为36t，副主缆风绳的实际拉力为25.488t。
3.缆风绳选择。应按分配系数求其缆风绳的工作拉力，计算实际拉力，以此为依据，选取、确定缆风绳的规格。
4.缆风绳的设置要求
(1)直立单桅杆顶部缆风绳的设置宜为6根至8根，对倾斜吊装的桅杆应加设后背主缆风绳，后背主缆风绳的设置数量不应少于2根。
(2)缆风绳与地面的夹角宜为30°，最大不得超过45°。
(3)直立单桅杆各相邻缆风绳之间的水平夹角不得大于60°。
(4)缆风绳应设置防止滑车受力后产生扭转的设施。
(5)需要移动的桅杆应设置备用缆风绳。
(二)地锚的种类及要求
1.常用地锚的种类
地锚的作用是固定缆风绳，将缆风绳的拉力传递到大地。目前常用的地锚类型有：
(1)全埋式地锚。或称埋入式地锚，是将横梁横卧在按一定要求挖好的坑底，将钢丝绳拴接在横梁上，并从坑前端的槽中引出，埋好后回填土壤并夯实即成。全埋式地锚可以承受较大的拉力，适合于重型吊装。
(2)活动式地锚。是在一钢质托排上压放块状重物如钢锭、条石等组成，钢丝绳拴接于托排上。这种地锚一般承受的力不大，重复利用率高，适合于改、扩建工程。
(3)利用已有建筑物作为地锚。在实际工程中，还常利用已有建筑物作为地锚，如混凝土基础、混凝土柱等，但在利用已有建筑物前，必须获得建筑物设计单位的书面认可。使用时应对基础、柱子的棱角进行保护。
2.地锚设置和使用要求
(1)地锚结构形式应根据受力条件和施工地区的地质条件设计和选用。地锚的制作和设置应按吊装施工方案的规定进行。
(2)埋人式地锚基坑的前方，缆风绳受力方向坑深2.5倍的范围内不应有地沟、线缆、地下管道等。
(3)埋人式地锚在回填时，应用净土分层夯实或压实，回填的高度应高于基坑周围地面400mm以上，且不得浸水。地锚设置完成后应做好隐蔽工程记录。
(4)埋人式地锚设置完成后，受力绳扣应进行预拉紧。
(5)主地锚应经拉力试验符合设计要求后再使用。
(三)桅杆使用的要求与稳定性校核
1.桅杆使用的要求
(1)桅杆的使用应执行桅杆使用说明书的规定，不得超载使用。
(2)桅杆组装应执行使用说明书的规定，桅杆组装的直线度应小于其长度的1/1000，且总偏差不应超过20mm 。
(3)桅杆节间的连接螺栓紧固时，应逐次对称交叉进行，且应满足规定的力矩值。
(4)桅杆基础应根据桅杆载荷及桅杆竖立位置的地质条件及周围地下情况设计。
(5)采用倾斜桅杆吊装设备时，其倾斜度不得超过150。
(6)当两套起吊索、吊具共同作用于一个吊点时，应加平衡装置并进行平衡监测。
(7)吊装过程中，应对桅杆结构的直线度进行监测。
2.桅杆稳定性校核
(1)需进行桅杆稳定性校核的情况
大型设备起重吊装作业中，若桅杆不在桅杆使用说明书规定的性能参数范围内使用的特定情况下，需进行桅杆稳定性校核。例如，桅杆的接长高度超过桅杆使用说明书推荐工况的高度，或者主吊滑轮组的吊装张角(即主吊滑轮组与桅杆轴线之间的夹角)超过使用
说明书性能参数规定的角度等。稳定性校核不合格的不能使用。
(2)桅杆的结构与受力特性
桅杆起重机的结构形式很多。常用的桅杆结构形式有两种：钢管桅杆(多为小型桅杆)和钢制格构式桅杆。后者是大、中型的桅杆起重机采用的主要形式，大、中型桅杆也有少量采用半箱型结构形式。
桅杆是细长压杆，有轴心压杆和偏心压杆两种受力形式。轴心压杆只承受轴心压力。而偏心压杆除了承受压力，还要承受偏心弯矩，计算时，应按压弯组合进行。压杆的破坏形式主要是失稳。
(3)稳定性校核的依据或方法
桅杆的稳定性校核应按照桅杆设计计算书采用的计算公式、参数和方法进行。在桅杆设计计算书难于查询时，应优先采用现行国家标准《起重机设计规范》GB/T 3811--2008规定，进行稳定性核算。
(4)桅杆稳定性校核的基本步骤
1)受力分析与内力计算。计算出桅杆的最大吊装受力，计算内力(轴力、弯矩)，并画出内力图。
2)查算桅杆的截面特性数据。根据桅杆的设计技术文件及制造图，查得桅杆的截面尺寸，并计算桅杆截面的截面特性(包括桅杆的截面面积、截面惯性矩、截面抗弯模量，上述特性参数也可从桅杆设计计算式查到)。
3)计算桅杆长细比。根据桅杆的高度(即长度)求出其计算长度，并与桅杆的截面的回转半径，求出构件的计算长细比，并求出其换算长细比和假想长细比。
4)查得轴心受压稳定系数。根据假想长细比查表得到轴心受压稳定系数。
5)进行稳定性计算。按压弯构件整体稳定性计算公式进行稳定性计算。
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