一种圆石柱的运输及吊装方法.pdf

一种圆石柱的运输及吊装方法，其步骤为：按给出的结构尺寸和材质要求制作吊装框架和托架备用；按距圆石柱两端0.207L处作为吊点及支撑点将圆石柱起吊至挂车上运送至施工现场；距圆石柱两端0.207L处作为吊点将圆石柱吊到吊装框架中；用A、B两吊车在距圆石柱两端0.207L处起吊，将圆石柱吊至一定高度后A吊车停止起吊，B吊车继续起吊，至圆石柱呈竖直状态后拆除A吊车钢丝绳，将圆石柱吊至指定位置，落地后切断吊带钢筋，将吊装框架吊起脱离圆石柱。该方法在圆石柱运输及吊装过程中圆石柱产生的最大拉应力仅相当于现有吊装方法的17.2％，运输及吊装的安全性大大提高，圆石柱发生破坏的几率大大降低。

1.一种圆石柱的运输及吊装方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、制作吊装框架和托架备用
吊装框架由一面敞口的方形固定框架(3)和与该固定框架敞口配合的封闭横杆(4)组
成；其中固定框架由四根主杆(6)和与主杆焊接成一体的横杆(7)及斜杆(8)组成；主杆的长
度L_g为0.85L～0.9L；横杆的布置形式为：在固定框架Tg端、固定框架Bg端和距固定框架Tg
端0.207L处的底面及两侧面上各设一横杆，其余横杆按照相互间距为0.75D～1.5D均匀布
置；在固定框架Bg端的主杆端部开设透孔a(9)；斜杆与相邻横杆的斜向两端点相接；固定框
架的内部净边长c为D+20cm；所述封闭横杆(4)通过螺栓(5)与固定框架敞口处的两主杆连
接；
所述托架用于吊装圆石柱时兜住圆石柱的下端，由直径略大于圆石柱直径的圆形钢板
(10)和连接圆形钢板与固定框架Bg端的主杆端部的吊带钢筋(11)组成，圆形钢板周边有对
称分布、供吊带钢筋穿越的四个透孔b(12)；
所述主杆，单根最小截面面积
所述吊带钢筋为HPB300级热轧光圆钢筋，单根最小截面面积
其中：
D：圆石柱的直径，
ρ：圆石柱所采用石材的容重，
L：圆石柱的长度，
σ_ss：主杆所采用钢材的设计抗拉强度，
σ_sd：吊带钢筋所采用钢材的设计抗拉强度；
步骤2、将圆石柱起吊至挂车上运送至施工现场
用钢丝绳(13)兜住圆石柱距其两端0.207L处，将圆石柱起吊至挂车上，用半径与圆石
柱半径相同的两弧形木制垫块(14)置于距圆石柱两端0.207L处，支承圆石柱；
运输过程中，挂车的行驶速度不得大于20公里/小时；
步骤3、将圆石柱起吊到吊装框架中
将固定框架平放在平整的地面上；圆石柱运送至施工现场后，利用吊车和钢丝绳将圆
石柱从挂车上吊起，钢丝绳兜住圆石柱的位置与步骤2相同，将圆石柱放入固定框架中，使
圆石柱的一端与固定框架Tg端对齐，另一端从固定框架Bg端伸出，将吊带钢筋穿过固定框
架Bg端主杆的透孔a和圆形钢板上的透孔b弯折后固定，用圆形钢板兜住圆石柱的下端；再
用螺栓(5)将封闭横杆安装在固定框架敞口的两根主杆上；在吊装框架与圆石柱之间填塞
保护圆石柱表面的柔性填充物(2)；
步骤4、吊装圆石柱
在距圆石柱伸出固定框架端0.207L处的固定框架上部两主杆上和距固定框架Tg端
0.207L处的固定框架两侧面横杆的中部分别穿钢丝绳(13)，用A吊车和B吊车同时起吊，将
圆石柱水平吊至离地面高度大于A吊车钢丝绳与圆形钢板的距离后，A吊车停止起吊，B吊车
继续起吊，直至圆石柱呈竖直状态后，拆除A吊车的钢丝绳；通过移动B吊车将圆石柱吊至指
定位置，落地后机械切断吊带钢筋，使吊装框架与圆形钢板分离；由B吊车将吊装框架吊起，
脱离开圆石柱，完成圆石柱吊装。

一种圆石柱的运输及吊装方法

技术领域

本发明涉及建筑物的运输及安装，特别是一种圆石柱的运输及吊装方法。

背景技术

圆石柱一般用于景观、路标等场合，作为特殊固定建筑物使用。

为适应圆石柱的运输和现场吊装，圆石柱在制作时，在圆石柱的两端部预埋钢筋，
预埋钢筋与置于圆石柱两端的钢板焊接成整体，在钢板上焊接吊耳。

运输圆石柱时，在圆石柱两端的吊耳上分别用穿钢丝绳，然后利用吊车将圆石柱
水平吊起，置于挂车上，将两端垫起，运输至安装现场。然后再利用吊车将圆石柱从挂车上
吊起，卸至地面上；拆除圆石柱一端的钢丝绳和吊耳，使该端着地，由吊车利用圆石柱另一
端的吊耳和钢丝绳将圆石柱由水平状态立起，至竖直状态后，再将圆石柱竖直吊起，离开地
面，安放到指定位置，固定后完成圆石柱的安装施工。

采用上述方法运输和吊装圆石柱时，因石材为脆性材料，材料的容许拉应力[σ]较
低，圆石柱在吊装、运输及安装过程中容易出现折断或拉断现象。主要表现为：

1、圆石柱起吊到挂车上及在挂车运输过程中，圆石柱呈水平状态，重力引起的圆
石柱跨中下缘弯曲拉应力有时会超过圆石柱石材的容许拉应力[σ]，由此导致圆石柱在该
过程中被折断。

2、圆石柱运输至施工现场，由水平状态吊至竖直状态过程中，一端着地，另一端起
吊，此时圆石柱呈倾斜状态，重力引起的圆石柱跨中下缘弯曲拉应力有时会超过圆石柱石
材的容许拉应力[σ]，由此导致圆石柱在该过程中被折断或拉断。

3、圆石柱起吊至竖直状态并离开地面后，重力引起的轴向拉应力有时会超过圆石
柱石材的容许拉应力[σ]，由此导致圆石柱在此过程中被拉断。

发明内容

针对上述现有圆石柱运输及吊装方法存在的问题，本发明的目的是提供一种可有
效防止圆石柱在运输及吊装过程中发生折断或拉断的圆石柱运输及吊装方法。

为实现上述目的，本发明提供的圆石柱的运输及吊装方法，包括下述步骤：

步骤1、制作吊装框架和托架备用

吊装框架由一面敞口的方形固定框架和与该固定框架敞口配合的封闭横杆组成；
其中固定框架由四根主杆和与主杆焊接成一体的横杆及斜杆组成；主杆的长度L_g为0.85L
～0.9L；横杆的布置形式为：在固定框架Tg端、固定框架Bg端和距固定框架Tg端0.207L处的
底面及两侧面上各设一横杆，其余横杆按照相互间距为0.75D～1.5D均匀布置；在固定框架
Bg端的主杆端部开设透孔a；斜杆与相邻横杆的斜向两端点相接；固定框架的内部净边长c
为D+20cm；所述封闭横杆通过螺栓与固定框架敞口处的两主杆连接；

所述托架用于吊装圆石柱时兜住圆石柱的下端，由直径略大于圆石柱直径的圆形
钢板和连接圆形钢板与固定框架Bg端的主杆端部的吊带钢筋组成，圆形钢板周边有对称分
布、供吊带钢筋穿越的四个透孔b；

所述主杆，单根最小截面面积：

所述吊带钢筋为HPB300级热轧光圆钢筋，单根最小截面面积：
其中：

D：圆石柱的直径(mm)，

ρ：圆石柱所采用石材的容重(N/mm³)，

L：圆石柱的长度(mm)，

σ_ss：主杆所采用钢材的设计抗拉强度(MPa)，

σ_sd：吊带钢筋所采用钢材的设计抗拉强度(MPa)；

步骤2、将圆石柱起吊至挂车上运送至施工现场

用钢丝绳兜住圆石柱距其两端0.207L处，将圆石柱起吊至挂车上，用半径与圆石
柱半径相同的两弧形木制垫块置于距圆石柱两端0.207L处，支承圆石柱；

运输过程中，挂车的行驶速度不得大于20公里/小时；

步骤3、将圆石柱起吊到吊装框架中

将固定框架平放在平整的地面上；圆石柱运送至施工现场后，利用吊车和钢丝绳
将圆石柱从挂车上吊起，钢丝绳兜住圆石柱的位置与步骤2相同，将圆石柱放入固定框架
中，使圆石柱的一端与固定框架Tg端对齐，另一端从固定框架Bg端伸出，将吊带钢筋穿过固
定框架Bg端主杆的透孔a和圆形钢板上的透孔b弯折后固定，用圆形钢板兜住圆石柱的下
端；再用螺栓将封闭横杆安装在固定框架敞口的两根主杆上；在吊装框架与圆石柱之间填
塞保护圆石柱表面的柔性填充物；

步骤4、吊装圆石柱

在距圆石柱伸出固定框架端0.207L处的固定框架的上部两主杆上和距固定框架
Tg端0.207L处的固定框架两侧面横杆的中部分别穿钢丝绳，用A吊车和B吊车同时起吊，将
圆石柱水平吊至离地面高度大于A吊车钢丝绳与圆形钢板的距离后，A吊车停止起吊，B吊车
继续起吊，直至圆石柱呈竖直状态后，拆除A吊车的钢丝绳；通过移动B吊车将圆石柱吊至指
定位置，落地后机械切断吊带钢筋，使吊装框架与圆形钢板分离；由B吊车将吊装框架吊起，
脱离开圆石柱，完成圆石柱吊装。

为保证圆石柱运输和吊装安全，圆石柱须满足下式才能采用本发明方法进行运输
和吊装：

$\[\mathrm{\σ}\]\>\frac{0.172{\mathrm{\ρL}}^2}{D}\left(MPa\right)$

[σ]：圆石柱石材的容许拉应力(MPa)，

D：圆石柱的直径(mm)，

ρ：圆石柱所采用石材的容重(N/mm³)，

L：圆石柱的长度(mm)。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

1、用现有方法吊装及运输圆石柱时，吊点及挂车上圆石柱的支承点位于圆石柱的
两端，其受力相当于简支梁，圆石柱在自重作用下，最大拉应力发生在跨中下缘，其值为为
本发明步骤2中，起吊圆石柱的吊点及挂车上圆石柱的支承点按距圆石柱端部0.207L
处设置，其受力相当于两端带挑臂的简支梁，自重作用下圆石柱的最大拉应力发生在吊点
(支承点)处上缘和圆石柱中部下缘处，其值均为圆石柱在重力作用下产生的最
大拉应力仅相当于现有吊装方法的17.2％，使吊装及运输圆石柱的安全性大大提高，圆石
柱在吊装和运输过程中发生断裂的几率大大降低。

2、用现有方法起吊圆石柱使其处于竖直状态时，圆石柱在自重作用下圆石柱内将
产生轴向拉应力，导致圆石柱易被拉断；本发明通过圆形钢板和吊带钢筋组成的托架将圆
石柱底部兜住，在自重作用下圆石柱内将产生轴向压应力，而不是拉应力，圆石柱的受力性
质发生了质的变化，被拉断的可能性很小；同时，间隔布置的横杆及斜杆对圆石柱有着多点
竖向支承作用，大大降低了圆石柱的弯曲应力，进一步减少了圆石柱起吊过程中发生断裂
的几率。

3、用本发明方法起吊圆石柱使其处于竖直状态时，由主杆和吊带钢筋承担着圆石
柱的全部重力，按照本发明计算公式给定的主杆截面面积及吊带钢筋截面面积制作的吊装
框架和托架，可有效保证主杆及吊带钢筋的强度，确保操作安全。

4、按照公式作为使用本发明方法的条件，可保证施工安全。

5、本发明中的吊装框架可重复使用。

附图说明

图1为本发明中固定框架的侧视图；

图2为图1固定框架的断面图；

图3为本发明步骤2起吊圆石柱示意图；

图4为本发明步骤2运输圆石柱示意图；

图5为本发明步骤3圆石柱吊到吊装框架中的示意图；

图6为图5的断面图；

图7为本发明步骤4中圆石柱水平吊起时状态图；

图8为本发明步骤4中A吊车停止起吊、B吊车继续起吊时圆石柱倾斜状态图；

图9为本发明步骤4中拆除A吊车钢丝绳后圆石柱竖直状态图。

图中：1—圆石柱，2—柔性填充物，3—固定框架，4—封闭横杆，5—螺栓，6—主杆，
7—横杆，8—斜杆，9—透孔a，10—圆形钢板，11—吊带钢筋，12—透孔b，13—钢丝绳，14—
垫块。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本实施例为对一长度L＝12000mm、直径D＝1000mm、石材为人工大理石的圆石柱进
行运输和吊装。人工大理石的容许拉应力[σ]＝8.0MPa，容重ρ＝0.0000238N/mm³。

首先确定该圆石柱是否可采用本发明方法进行运输和吊装：

符合使用本发明
的条件，可以采用本发明方法运输和吊装。

运输及吊装按以下步骤进行：

步骤1、制作用于吊装圆石柱1时装载圆石柱的吊装框架和托架，备用

结合图1、图2、图5和图6，吊装框架由一面敞口的方形固定框架3和与该固定框架
敞口配合的封闭横杆4组成；其中固定框架3由四根主杆6和与主杆焊接成一体的横杆7及斜
杆8组成；

主杆的长度L_g＝10.8m；主杆采用Q235钢材，钢材设计抗拉强度查《公路钢结构桥
梁设计规范》(JTG D64-2015)表3.2.1得σ_ss＝190MPa，可求得单根主杆最小截面面积
实际选用边长40mm、壁厚2.5mm的
Q235方钢管，其截面面积为358mm²；

横杆在固定框架的底面和两侧面上的布置形式为：①在固定框架Tg端、Bg端和距
Tg端2484mm处各设长度为1200mm的横杆，固定框架内部净边长c＝1200mm；②在固定框架Tg
端横杆与距Tg端2484mm处横杆间布置一道横杆；③在固定框架Bg端横杆与距Tg端2484mm横
杆间按照间距1386mm布置5道横杆。横杆选用边长40mm，壁厚2.5mm的Q235方钢管；

斜杆与相邻横杆的斜向两端点相接，斜杠选用边长40mm、壁厚2.5mm的Q235方钢
管；吊装框架共设置八根封闭横杆，单根封闭横杆长1280mm，选用边长40mm、壁厚2.5mm的
Q235方钢管，通过螺栓5与固定框架对应敞口处的两主杆连接；

在固定框架Bg端的主杆端部开设直径为20mm的透孔a9；

托架由直径为1100mm的圆形钢板10和连接圆形钢板与固定框架Bg端的主杆端部
的吊带钢筋11组成，圆形钢板周边开设供吊带钢筋穿越的四个直径为20mm的透孔b12；

吊带钢筋为HPB300级热轧光圆钢筋，查《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)得σ_sd＝
270MPa，则吊带钢筋单根最小截面面积
实际选用直径18mm的HPB300级钢筋，其截面面积为254.5mm²；

步骤2、将圆石柱起吊至挂车上运送至施工现场

结合图3和图4，用钢丝绳13兜住圆石柱距其两端2484mm处，将圆石柱起吊至挂车
上，用半径与圆石柱半径相同的两弧形木制垫块14置于距圆石柱两端2484mm处，支承圆石
柱；

运输过程中，挂车的行驶速度不得大于20公里/小时；

步骤3、将圆石柱起吊到吊装框架中

结合图5和图6，将固定框架平放在平整的地面上；圆石柱运送至施工现场后，利用
吊车和钢丝绳将圆石柱从挂车上吊起，钢丝绳兜住圆石柱的位置与步骤2相同，将圆石柱放
入固定框架中，使圆石柱的一端与固定框架Tg端对齐，另一端从固定框架Bg端伸出；然后将
吊带钢筋穿过固定框架Bg端主杆的透孔a和圆形钢板上的透孔b弯折后固定，用圆形钢板兜
住圆石柱的下端；再用螺栓5将封闭横杆安装在固定框架对应敞口的两根主杆上；在吊装框
架与圆石柱之间填塞保护圆石柱表面的柔性填充物2；

步骤4、吊装圆石柱

结合图7、图8和图9，在距圆石柱伸出固定框架端2484mm处的固定框架的上部两主
杆上和距固定框架Tg端2484mm处的两侧面的横杆中部分别穿钢丝绳13，用A吊车和B吊车同
时起吊，将圆石柱水平吊至高度2.5m后，A吊车停止起吊，B吊车继续起吊，直至圆石柱呈竖
直状态后，拆除A吊车的钢丝绳；通过移动B吊车将圆石柱吊至指定位置，落地后机械切断吊
带钢筋，使吊装框架与圆形钢板分离；由B吊车将吊装框架吊起，脱离开圆石柱，完成圆石柱
吊装。