Справочник строителя

Бетоны. Материалы, технологии, оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Рамные конструкции большого пролета чаще всего применяют для сборочных и ремонтных корпусов авиа- и судостроения, а также спортивных зданий и выставочных павильонов.

В производственных зданиях вместо мостовых кранов устанавливают один или два многоопорных подвесных крана грузоподъемностью по 30-50 т, передвигающихся вдоль пролета по монорельсовым путям, подвешенным в узлах нижнего пояса ригеля. В связи с большими постоянными и подвижными нагрузками конструктивное решение ригеля принимают аналогично тяжелым мостовым фермам с поясами и решеткой из двухступенчатых Н-образных сечений.

При пролетах более 50 м масса стропильной конструкции (ригеля) достигает 60 т и более, монтаж ее может быть выполнен либо частями с применением временных промежуточных опор, либо целиком.

Ригели рам в виде ферм превышают допустимые железнодорожные габариты (длину, высоту), в связи с чем на монтажную площадку пояса и решетки ригеля поступают отдельными элементами длиной не более 12-13 м. Перед монтажом ригель укрупняют. Степень укрупнения зависит от массы всего ригеля и принятого для монтажа грузоподъемного оборудования.

Очевидно, что ригель массой 200 т может быть установлен в проектное положение целиком двумя кранами грузоподъемностью по 100 т каждый, либоодним краном или мачтой грузоподъемностью 200 т. Возможен монтаж двумя частями с применением одной временной опоры (посредине пролета) краном грузоподъемностью 100 т или двумя - по 50 т. Практически осуществим и монтаж трех или четырех частей с установкой соответственно двух или трех опор кранами грузоподъемностью 70 или 50 т.

Выбор варианта определяется конструктивным решением ригеля, местными условиями (например, отсутствует возможность установки временной опоры), наличием монтажного оборудования, а также экономическими соображениями.

При монтаже ригеля частями каждую из них устанавливают на две опоры: постоянную и временную, либо (при количестве временных опор более одной) -на две временные. При этом во избежание работы нижнего пояса на местный изгиб опоры располагают только под узлами ригеля. Достоинством такого способа является возможность применения кранов относительно небольшой грузоподъемности, недостатками - дополнительный расход стали на временные опоры, значительный объем работ, выполняемый наверху, более длительная продолжительность монтажа.

Монтажные стыки поясов ригеля располагают по осям узлов и перекрывают двумя фасонками (в плоскости каждой полки), служащими также стыковыми накладками. Такое решение позволяет при подъеме ригеля частями крепить к каждому монтажному элементу по одной фасонке, обеспечивая замыкание узлов в треугольную неизменяемую систему (пояс-раскос) и создавая без дополнительного усиления жесткость блоку, достаточную как для подъема, так и для опирания его на временную опору. После примыкания и закрепления смежного блока второй фасонкой узел подготовлен к домкратным работам.

Ригели укрупняют в горизонтальном положении на постоянных тщательно выверенных стеллажах высотой 600-700 мм преимущественно на складе конструкций. Независимо от способа монтажа - частями или целиком -укрупняют весь ригель. Это необходимо для придания нижнему поясу заданного строительного подъема, т.е. прогиба, равного расчетному от нормативных нагрузок, но противоположного по знаку.

Благодаря строительному подъему нижний пояс ригеля, установленного в проектное положение, под действием эксплуатационных нагрузок займет строго горизонтальное положение. При отсутствии строительного подъема все узлы нижнего пояса, расположенные между колоннами, будут находиться ниже опорных и тем больше, чем ближе они расположены к середине пролета. Это не только производит неблагоприятное зрительное воздействие, но и весьма затрудняет эксплуатацию подвесного транспорта.

Величину строительного подъема рассчитывают в проекте и задают в рабочих чертежах (КМ и КМД) для каждого узла. Постановка высокопрочных болтов или заклепок в узлах при укрупнении ригеля возможна только в узловых фасонках, расположенных сверху. Одновременно все нижние фасонки закрепляют к поясам и решетке пробками и сборочными болтами, после чего каждый монтажный элемент кантуют (переворачивают) на 180° и устанавливают болты или заклепки в фасонках второй плоскости двухстенчатого сечения.

Монтажные негабаритные блоки длиной 35-50 м, шириной 6-12 м и массой 40-50 т перевозят со склада в зону монтажного крана на 2-3 платформах, соединенных поперечно расположенными спаренными двутавровыми балками, на которые укладывают транспортируемый блок. При установке ригеля в проектное положение частями под опорный узел укрупненного блока на каждой временной опоре устанавливают домкрат необходимой грузоподъемности, а по обе стороны от него - клетки из деревянных брусьев с клиньями, которые плотно забивают после каждой домкрат -ной операции. Клетки служат для опирания каждого монтажного блока, а домкрат - для обеспечения проектной отметки узла нижнего пояса и последующего раскружаливания ригеля.

Постановка постоянных болтов (заклепок) в монтажных узлах допустима только после выверки и закрепления геометрии строительного подъема. Монтаж ригеля частями производят от одной постоянной опоры до другой с обеспечением устойчивости каждого элемента от опрокидывания.

При шаге ригелей 6 и 12 м длину временной опоры в плане принимают соответственно 6 или 12 м. Это позволяет одновременно собирать два ригеля, обеспечивая их устойчивость и выверку (отклонение от вертикального положения) креплением верхнего пояса к временной опоре наклонным подкосом с включенной в него винтовой стяжкой.

В случаях расположения ригелей с шагом 18 или 24 м применяют единичные опоры, что существенно усложняет сборку ригеля, устанавливаемого первым (по оси), из-за необходимости расчаливания в двух направлениях (из плоскости ригеля) верхнего пояса каждого блока с закреплением концов расчалок к якорям.

Последующую часть покрытия монтируют двумя кранами, из которых кран большей грузоподъемности устанавливает каждый блок ригеля в проектное положение и удерживает его на крюке до тех пор, пока второй кран меньшей грузоподъемности, перемещаясь поперек пролета между каждой парой ригелей, не установит между ними продольные фермы и связи, обеспечивающие устойчивость ригеля.

Расчалки первого ригеля освобождают по мере монтажа конструкций между ригелями по осям 1 и 2. Когда все части ригеля будут установлены, выверены и выполнены по проекту все монтажные соединения, приступают к одной из самых ответственных операций - раскру-жаливанию, т.е. планомерному включению в работу смонтированных конструкций путем постепенного выключения из работы временных опор. Раскружаливание производят ступенями с проверкой величины опускания узла ригеля на каждой ступени, используя домкраты, установленные на временных опорах.

Винтовые домкраты проще в эксплуатации, но их грузоподъемность не превышает 50 т. Поэтому при больших нагрузках использование гидравлических домкратов неизбежно. Работа с ними требует соблюдения ряда специфических мер безопасности и в первую очередь применения предохранительных полуколец. По мере подъема поршня под его кольцевой бурт с обеих сторон укладывают полукольца толщиной 10-15 мм, которые в случае внезапного выхода домкрата из строя предотвращают опускание поршня на всю высоту выкачки.

При раскружаливании поршень домкрата сначала несколько поднимают, чтобы освободить верхние полукольца, а затем последовательно их разбирают, не допуская между очередным кольцом и кольцевым буртом поршня просвета более 10-15 мм (толщины полуколец). По мере опускания ригеля разбирают клетки из

деревянных брусьев. Освободившиеся от нагрузки после раскружаливания временные опоры передвигают на следующую стоянку для сборки очередного ригеля. Подъем ригелей целиком возможен как со сборкой их непосредственно у места установки, так и в стороне.

При подъеме полностью собранного ригеля одним краном происходит изменение расчетной статической схемы его работы: вместо однопролетной балки ригель превращается в двухконсольную балку. При этом меняется знак усилия в поясах и раскосах: в нижнем поясе и растянутых раскосах возникает сжатие, в верхнем поясе и сжатых раскосах - растяжение, что требует проверки устойчивости и несущей способности элементов, испытывающих в момент подъема сжатие, а при необходимости и их усиление.

Достоинства этого способа - выполнение подавляющего количества работ на земле, исключение раскружаливания ригелей и высокий темп монтажа - сохраняются и при подъеме ригеля двумя кранами или мачтами. Вместе с тем, такая схема позволяет сохранить расчетную схему работы ригеля при подъеме и тем самым избежать необходимости усиления отдельных элементов, а наличие двух кранов - расширить фронт работ и тем самым сократить время укрупнения ригелей.

При варианте подъема ригеля двумя мачтами укрупнение производят на стационарных стеллажах, располагаемых за торцом здания, с которого начинают монтаж. Ригель без концевых панелей, препятствующих его перемещению между колоннами, перевозят на вагонетках по рельсовым путям к мачтам, где пристыковывают подвезенные раздельно концевые панели. Грузовыми полиспастами мачт ригель приводят в вертикальное положение и опирают на клетки, удерживая полиспастами от опрокидывания. В таком положении производят установку всех болтов (заклепок) в фасонках узлов, которые при укрупнении находились внизу и по этой причине были закреплены только сборочными болтами и пробками. Затем ригель поднимают и устанавливают на колонны, а гусеничным краном монтируют соединительные конструкции между очередным и ранее смонтированным ригелем.

При отсутствии кранов необходимой грузоподъемности монтаж ригелей возможно выполнять полиспастами. Для этого колонны должны быть запроектированы большей высоты, с консолями, к которым подвешивают неподвижные блоки полиспастов. Подъем производят блоками, состоящими из двух ригелей, соединенных вертикальными и горизонтальными связями.

Оба ригеля собирают в горизонтальном положении, затем переводят в вертикальное положение (кантуют), устанавливают между ними поперечные конструкции и кровлю. Под опорные узлы нижних поясов ригелей подводят поперечные балки с закрепленными на концах подвижными блоками полиспастов. Блок массой 500 т поднимают четырьмя полиспастами грузоподъемностью по 160 т. Колонны собирают также в горизонтальном положении на земле и устанавливают в проектное положение методом поворота вокруг опорного шарнира с помощью падающего шевра.

 Принципиально другая схема была применена при монтаже блоков покрытия здания спортивного комплекса ЦСКА в Москве. Фермы покрытия внизу укрупняли башенным краном КБ-160.2 в блоки длиной 106 м, шириной 4,67 м и массой 110 т на двух восьми-колесных тележках, приспособленных для передвижения по горизонтальным и наклонным рельсовым путям. Двумя полиспастами грузоподъемностью по 52 т, закрепленными к тележкам, каждый блок по наклонным балкам временной эстакады накатывали до уровня горизонтальных подстропильных балок, установленных на оголовках колонн. Далее блоки двумя полиспастами по 2 т сдвигали с тележек и надвигали по подстропильным балкам в проектное положение.

Разновидностью такого способа монтажа является неоднократно примененная схема сборки блоков покрытия не на земле, а на проектной отметке в торце здания на временных подмостях с передвижением блоков полиспастами в проектное положение: первого блока - в противоположный от места сборки торец, всех последующих - на одну панель ближе предыдущего.

Имеется опыт монтажа покрытия трехпролетного здания (60 + 24 + 60 м) блоками размером 24x72 м, собранными на конвейерной линии. Масса блока полной строительной готовности достигает 550 т, в том числе стальных конструкций 331 т, что потребовало оснащения конвейерной линии специальным козловым краном соответствующей грузоподъемности для погрузки собранных блоков на транспортный портал (установщик). Каждый блок перевозили к месту установки отдельно, где ригели и поддерживающую ригель конструкцию соединяли проектными креплениями (высокопрочными болтами), а затем с помощью домкратных опор, расположенных на установщиках, объединенный блок покрытия размером 24x144 м опускали на проектные колонны.

Продолжительность сборки одного блока составляла четыре смены, а его перемещения с конвейерной линии к месту установки 4-5 ч. Фактическая выработка достигла 900 кг/чел.-дн. Все монтажные работы выполнены одной комплексной бригадой в составе 42 чел.