7.3. Бетонные работы нулевого цикла

С подготовкой основания открывается фронт для выполнения бетонных работ нулевого цикла. В этот комплекс входят бетони­рование фундаментной плиты реакторного отделения, фунда­ментной плиты (плашки) под турбоагрегат фундаментов под кар­кас машинного зала и пригруза в машинном зале.

Бетонные работы - сложный технологический процесс. Он включает арматурные, опалубочные и собственно бетонные ра­боты. Последовательность, способы выполнения этих работ зави­сят от видов конструкций и прежде всего от их размеров. В прак­тике сложилось несколько подходов к решению задач, связанных с каждым из видов работ.

Фундаментная плита армируется двумя сетками из стержней диаметром 40 мм, причем нижняя сетка выполняется с ячейками 150x150, а верхняя - 300x300 мм. Верхняя сетка для удобства вибрирования бетонной смеси набирается из спаренных по вер­тикали стержней. Для фиксации верхней сетки в проектном по­ложении обычно применяют металлические столики квадратного сечения в плане. В целях экономии металла строители Крымской АЭС укладывали верхнюю сетку по облегченным отдельно стоя­щим п-образным элементам из профильного металла. При этом добились экономии металла более 100 т и трудозатрат до 660 чел.-дн., несмотря на то, что армировали плиту отдельными стержнями.

Арматуру в виде отдельных стержней или армопакетов пода­ют на место монтажа стреловыми кранами. К арматурным рабо­там по фундаментной плите под турбоагрегат приступают после завершения бетонной подготовки (подбутки) толщиной 3 м и об­ратной засыпки грунта. Арматурные работы выполняют стрело­выми кранами. Основную массу арматуры монтируют в виде по­перечных армокаркасов, продольную арматуру - отдельными стержнями.

Фундаменты под каркас машинного зала, деаэраторной эта­жерки и помещений электротехнических устройств армируют отдельными каркасами с помощью стреловых кранов.

Опалубочные работы практически по всем конструкциям ну­левого цикла выполняют после арматурных работ. Опалубку кре­пят к смонтированным армокаркасам. При бетонировании фун­даментной плиты под турбоагрегат и фундаментов под каркас машинного зала применяют инвентарную металлическую или фанерно-металлическую опалубку. Фундаментную плиту под ре­акторное отделение опалубливают несъемной железобетонной опалубкой толщиной 80 мм, которую крепят к армокаркасу по внешнему периметру плиты. Опалубочные работы выполняют тем же краном, который участвовал в арматурных работах.

Бетонные работы всегда трудоемки и осуществляются, как правило, в сжатые сроки. На бетонировании одновременно занято много рабочих на доставке бетонной смеси, ее подаче, укладке, уплотнении и контроле качества.

Фундаменты под каркас машинного зала бетонируют обыч­ными средствами, как в любом промышленном строительстве: применяют крановую подачу бетонной смеси, подачу автобето­нонасосом, иногда подают бетонную смесь по виброжелобам.

При бетонировании фундаментной плиты под реакторное от­деление и под турбоагрегат необходимо учитывать некоторые особенности. Они обусловливаются размерами и повышенными требованиями к плитам по монолитности. Эти условия и большой объем бетона сказываются на способах производства работ.

Чтобы добиться монолитности плиты, ее необходимо бетони­ровать непрерывно. Фундаментную плиту под реакторное отде­ление, имеющую размеры 68x68x2,4 м, бетонировать всю сразу невозможно. Поэтому ее делят на блоки. Количество блоков ко­леблется от 4 до 12. При определении размера блока учитывают возможности бетонного завода, дальность транспортирования бетонной смеси, дорожные условия, наличие и возможности транспортных и бетоноукладочных средств.

Фундаментную плиту под реакторное отделение бетонируют слоями толщиной 40-50 см. Во время бетонирования добиваются такой интенсивности подачи бетонной смеси, при которой каж­дый нижний слой был бы перекрыт верхним до начала схватыва­ния цемента в нижнем слое.

Ранее в фундаментные плиты бетонную смесь подавали бадь­ями вместимостью 4 м с помощью четырех стреловых кранов. С начала 80-х годов стали применять бетононасосы и ленточные бетоноукладчики.

Фундаментная плита под турбоагрегат по размерам в плане более доступна для бетоноукладочных средств, и ее бетонируют без разбивки на блоки. Однако для обеспечения монолитности (как плиты, подверженной динамическим нагрузкам) ее бетони­руют ступенями с разделением массива поперек продольной оси на полосы, которое осуществляют сетчатыми диафрагмами, уста­новленными по пространственным армокаркасам, с шагом 1,1- 1,8м и высотой 0,8-1,0 м. В каждую ступень бетонную смесь ук­ладывают двумя слоями по 0,4-0,5 м. Темп укладки зависит от возможностей стройки. Так, при крановой укладке бетонной сме­си на Запорожской АЭС он был принят равным 35 м в час. При круглосуточной работе это составляет 840 м в сутки. Плиту забе­тонировали за 6 суток,

В последнее время фундаментную плиту под турбоагрегат бе­тонируют двумя бетононасосами. На случай выхода из строя од­ного из них в резерве держат стреловой кран ДЭК-50. На Балаковской АЭС была разработана и осуществлена технология бето­нирования плиты ленточным бетоноукладчиком.

Непременным условием бетонирования плиты является свое­временное перекрытие слоев, т.е. до начала схватывания бетон­ной смеси нижнего слоя каждой ступени. Для увеличения сроков схватывания применяют замедлители твердения, например до­бавки сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ).

Бетонные работы лучше производить в летнее время. Однако даже в Европейской части страны, где зима длится около 5 меся­цев, бетонные работы приходится выполнять и зимой. Бетониро­вать фундаменты под каркас машинного зала зимой несложно, хуже, когда на зимние месяцы приходятся сроки бетонирования таких массивных конструкций, как фундаментные плиты.

На первых этапах строительства, например, Балаковской АЭС, почти все конструкции зимой бетонировали под защитой тепля­ков. Над плитой под реакторное отделение делали пленочное и брезентовое покрытия по выступам армокаркасов. А над фунда­ментной плитой под турбоагрегат сооружали тепляк (шатер), представляющий собой пространственную многопролетную ме­таллическую конструкцию с шагом колонн 3 м. Сверху тепляк был закрыт деревянными съемными щитами размером 4x3 м с прослойкой из рубероида. Эти щиты при подаче бетонной смеси снимались. Прогрев основания осуществляли теплым воздухом, который подавали по воздухопроводам от реактивной установки, смонтированной на базе автомашины КрАЗ-256. Бетон впослед­ствии грели теплым воздухом, подаваемым в подшатровое про­странство тепляка от генераторов тепла.

В дальнейшем, по мере совершенствования технологии и на­копления опыта выполнения бетонных работ, на строительстве Балаковской АЭС начали все шире применять безобогревные (без тепляков и шатров) способы укладки и выдерживания бетона.

При бесшатровом методе укладки монолитного бетона в мас­сивные конструкции для поддержания заданного температурного режима необходимо лишь утеплять термоизоляцией боковую по­верхность опалубки и укрывать поверхность блока бетонирова­ния гидро- и теплоизоляционным материалом.

Бесшатровая (безобогревная) технология укладки осуществля­ется следующим образом. Основание блоков бетонирования ото­гревают, предварительно накрыв их полиэтиленовой пленкой, брезентовым пологом или деревянными щитами, уложенными по верхней арматурной сетке. Обогревают блоки также снизу по контуру. Для этого в пространство, созданное между опалубкой и накрытым брезентом наклонным деревянным каркасом, по кон­туру блока подают теплый воздух или размещают электрические источники тепла. Затем блок бетонируют.

8. Основные схемы монтажа надземной части главного корпуса АЭС с ВВЭР-1000

Под термином "надземная часть" понимают часть со­оружения, расположенного над фундаментом и фундаментными плитами. Он не совсем согласуется с установившейся в атомном строительстве терминологией. Так, в реакторном отделении кон­струкции до отм. + 13.2 м называют фундаментной частью (или цоколем), между тем это уже надземная часть.

Схема монтажа надземной части главного корпуса прежде всего предполагает расстановку монтажных кранов и организа­цию подачи на монтаж конструкций или организацию горизон­тального транспорта. Схема монтажа первых АЭС проектирова­лась исходя из имевшихся тогда строительных кранов: БК-1000, МКГ-100 и др.

Новые технические решения по строительству АЭС требовали новых решений в средствах механизации монтажа ее главного корпуса. Эти проблемы решались в период разработки проекта унифицированных АЭС.

При новой моноблочной компоновке применять кран БК-1000 для возведения машинного зала было нецелесообразно, так как при установке его внутри машинного зала на нулевой отметке требуется сооружать специальную дорогостоящую эстакаду, а при установке крана на отм. -3.60 м на фундаментной плите (при- грузе) машинного зала в дальнейшем его необходимо демонтиро­вать, перевозить транспортными средствами и вновь монтировать в машинном зале каждого следующего энергоблока этой АЭС. Перекатка крана на отм. -3,60 м в условиях разворота работ на последующие блоки практически невозможна.

При установке кранов БК-1000 вне машинного зала нельзя обеспечить крупноблочный монтаж кровельного покрытия зала и конструкций деаэраторной этажерки из-за недостаточности выле­та стрелы и грузоподъемности крана.

Размер в плане реакторного отделения был принят 66x66м. При таких размерах с применением двух кранов СКР-2200ЭМ, устанавливаемых вне реакторного отделения, можно полностью выполнить монтаж здания с помощью основных крюков крана.

Наряду с серийным выпуском крана СКР-2200ЭМ Зуевский энергомеханический завод изготовил более мощный кран СКР- 3500ЭМ грузоподъемностью 100 т.

Для крупноблочного строительства реакторных отделений козловой кран К2-100 грузоподъемностью 200 также был преду­смотрен в проекте организации строительства АЭС в качестве перспективного варианта. При дальнейшем его усовершенствова­нии грузоподъемность была увеличена до 380 т.

При разработке раздела организации строительства первого проекта унифицированной АЭС (проекта Запорожской АЭС) бы­ла предусмотрена следующая схема механизации строительства главного корпуса (с учетом состояния парка монтажных кранов). С одной стороны главного корпуса должны быть установлены два крана СКР-2200ЭМ, с другой - два крана СКР-3500ЭМ (рис.7.1). Каждую пару кранов предусмотрено размещать на од­них подкрановых путях.

Применение кранов СКР-3500ЭМ позволяет монтировать кро­вельное покрытие машинного зада укрупненными блоками пол­ной заводской готовности, а также тяжеловесные сборные эле­менты турбоагрегатов и частично технологическое оборудование.

Разработанная в проекте организации строительства Запорож­ской АЭС схема механизации строительства главного корпуса была заложена и в проекты унифицированных АЭС (Балаков- ской, Крымской, Ростовской и Хмельницкой), которые были раз­работаны институтом Атомтеплоэлектропроект вслед за проек­том Запорожской АЭС.

Идентичность схем механизации строительства главных кор­пусов АЭС с ВВЭР-1000 позволила осуществить единую техно­логию строительства и обеспечила возможность непрерывного ее совершенствования. Фактическая поставка ведущих кранов на площадки строительства обусловила несколько вариантов схем механизации и технологии строительства главных корпусов АЭС. Так, на Запорожскую АЭС на строительство первого блока были поставлены краны СКР-2600ЭМ (по своим характеристикам этот кран соответствует крану СКР-2200ЭМ). Таким образом, на За­порожской АЭС вначале была практически реализована проект­ная схема. Но потом на строительство поступил башенный кран К-10000 грузоподъемностью до 240 т. Поэтому проектная техно­логия была изменена. Установленными кранами СКР-2600ЭМ и СКР-3500ЭМ были смонтированы конструкции реакторного от­деления только до отм.13.2.

Затем краны использовались на сооружении машинного зала, деаэраторной этажерки и помещений электроустройств, а в мон­таже внутренних конструкций реакторного отделения выше отм. 13.2 они выполняли вспомогательную роль. Так появилась вторая схема монтажа главного корпуса АЭС с реакторами ВВЭР-1000 (рис.7.2).

Третья схема была реализована на строительстве Балаковской АЭС. Она начала строиться несколько позже Запорожской АЭС и вначале для сооружения реакторного отделения здесь были уста­новлены два крана СКР-2200ЭМ, что в принципе соответствовало первому проектному варианту.

Однако для крупноблочного монтажа конструкций герметич­ной зоны реакторного отделения затем был использован опытный экземпляр крана К2х100 (190) (рис.7.3). Так, применение крана К-10000 на Запорожской АЭС позволяет монтировать цилиндри­ческую часть оболочки, внутренние конструкции герметичной зоны крупными блоками массой до 200 т, а купол - одним блоком массой 210 т, карнизные блоки - массой 80 т. Кран К-10000, уста­новленный на подкрановых путях вдоль фронта энергоблоков АЭС, охватывает большую площадь, маневренен, может работать одновременно на двух и более энергоблоках, что создает благо­приятные условия для поточного строительства АЭС и повышает эффективность использования крана большой грузоподъемности.

С применением башенного крана К-10000 на Запорожской АЭС резко сократились сроки строительства реакторного отделения.

Первый опыт применения козлового крана К2х100(190) на Балаковской АЭС, имеющего жесткость (что исключает колебания и отклонения как самой конструкции, так и поднимаемого груза) и постоянную грузоподъемность по всему пролету моста, пока­зал, что он позволяет осуществить совмещение крупнообъемного монтажа строительных конструкций с установкой основного тех­нологического оборудования.

При использовании крана К2х100 (190) грузоподъемностью 380 т появляется возможность создания промышленно-монтажного конвейера по возведению реакторного отделения. Укрупнительно-сборочная площадка оборудуется самоходными платфор­мами-кондукторами (плазами), на которых укрупняются метал­локонструкции в блоки полной заводской готовности массой 300- 380 т (рис.7.4). Собранные по ярусам (отметкам), они общей мас­сой в 1000-1500т на плазах по специальным путям подаются в зону монтажа реакторного отделения, где устанавливаются на место козловым краном отдельными крупными блоками.

9. Перевозка стальных конструкций

В большинстве случаев стальные конструкции перевозят по железной дороге, и только при близком расположении завода- изготовителя и для внутрипостроечных перевозок используют автомобильный транспорт (рис.2.1). Железнодорожные платфор­мы применяют двух- и четырехосные грузоподъемностью 16,5; 20 и 65 т с погрузочными площадками длиной соответственно 9,1; 9,2 и 13 м. Конструкции на них размещают, сохраняя габари­ты, установленные правилами перевозки грузов по железной до­роге, и надежно закрепляют. При погрузке конструкций на сцеп из двух-трех платформ обеспечивают независимость их поворота.

На платформах конструкции укладывают на подкладки и за­крепляют проволочными скрутками. Если конструкции длиннее погрузочной площадки, а их масса не превышает ее грузоподъ­емности, то их можно грузить на одну платформу, а выступаю­щие части (свесы) располагать над одной или двумя соседними платформами (прикрытие), не опирая на них. При свесах по обе стороны несущей платформы конструкции размещают симмет­рично. Платформы прикрытия могут быть загружены более мел­кими элементами конструкций. На сцепах из трех платформ кон­струкции опирают на две крайние, которые должны быть обору­дованы поворотный опорами-турникетами. Перевозку негабарит­ных конструкций в каждом случае разрешает только управление железной дороги.

Конструкции простого очертания - балки, прогоны, связи и т.д. - грузят на платформы в несколько рядов, укладывая между ними деревянные прокладки. На платформах (по бокам) устанав­ливают вертикальные стойки и стягивают их проволокой, закреп­ляя конструкции. Балки и фермы перевозят в вертикальном по­ложении. Если их габариты и масса допускают, то на балки мо­жет быть уложен второй ряд балок плашмя.

На платформе конструкции располагают ближе к продольной оси и симметрично относительно нее. Если тяжелые конструкции нельзя расположить симметрично, то под них укладывают про­дольные лежни во всю длину платформы.

10. Схемы укладки конструкций в штабеля на складах

Для различных материалов существуют свои правила складирования. Кирпич принято складировать по сортам, маркам, цвету лицевой поверх­ности. Кирпич, доставленный навалом, штабелируют с перевяз­кой и высотой до 1,6 м, при этом кирпич с несквозными пустота­ми укладывают пустотами вниз. Кирпич в пакетах или на поддо­нах может быть уложен на складе в один - два яруса.

Сборный железобетон располагают на инвентарных подклад­ках и прокладках, места укладки которых должны соответство­вать рискам на сборных элементах. При складировании элементов в штабель (рис. 1.3) прокладки между ними укладывают одну над другой строго по вертикали. Сечение прокладок и подкладок обычно квадратное, со сторонами 6... 8 см.

Правила укладки конструктивных элементов в штабеля:
фундаментные блоки и подуш­ки, блоки подвалов	4 ряда до 2,2 м
колонны	3...5 рядов
ригели, прогоны, перемычки	3...4 ряда, до 2 м
плиты и панели перекрытий	8... 10 рядов, до 2,5 м
крупные стеновые блоки, вы­сотой более 2 м	вертикально
панели перекрытий размером на комнату	вертикально, наклонно
лестничные марши	5-6 рядов, ступени вверх
лестничные площадки	до 4-х рядов
В кассетах: Стеновые панели, балки, фермы, подкрановые балки	вертикально в один ряд

Конструкции на складах хранят в штабелях (рис.2.2) в поло­жении, близком к проектному, за исключением колонн, которые складывают в горизонтальном положении. Стальные балки мож­но хранить плашмя. Железобетонные стеновые панели удобнее всего вставлять в специальные кассеты. Нижние элементы в шта­белях укладывают на деревянные подкладки, а все последующие ряды - на прокладки, которые располагают ближе к концам кон­струкций и в одной вертикальной плоскости. Между штабелями через каждые 25 м оставляют поперечные проходы шириной 0,7 м. Расстояние между смежными штабелями должно быть не ме­нее 0,2 м.

Схемы укладки конструкций в штабеля на складах:

а — стальных конструкций; б — железобетонных конструкций; 1 — фермы; 2 - вальцованные листы; 3 - металлические колонны; 4 — железобетонные колонны, уложенные плашмя; 5— то же, в положении на ребро; 6 — лестничные марши- 7 — стеновые панели в кассетах.

Размеры подбирают с таким расчетом, чтобы вышележащие сборные элементы не опирались на монтажные петли или высту­пающие части нижележащих элементов.

Конструкции одноэтажных промышленных зданий при мон­таже их самоходными кранами раскладываются в зоне монтажа в один ряд.

11. Способы и приемы выполнения монтажных операций

Захват конструкций для их подъема выполняют с помощью различных захватных приспособлений.

В зависимости от характера конструкций их захватывают различными приемами: в обхват (балки, колонны и др.), за петли (железобетонные плиты, блоки и пр.) или специальными захва­тами (металлические и железобетонные конструкции).

Захватные приспособления по их назначению подразделяют на универсальные (они пригодны для захвата многих видов кон­струкций) и специализированные - для отдельных видов конст­рукций.

По способу управления различают управляемые захваты, ко­торые можно раскрывать, находясь на некотором расстоянии от них (дистанционные), и неуправляемые, для раскрытия (или от­цепки) которых монтажник должен до них добраться. Управляе­мые захваты могут иметь электропривод или электромагнит, об­легчающие управление их раскрытием после установки конст­рукций.

Подъем и установку конструкций на опоры можно осуществ­лять различными способами: поворотом, скольжением, верти­кальным подъемом, наращиванием, подращиванием, надвижкой (накаткой), навесной или полунавесной сборкой.

Поворотом поднимают вертикальные конструкции - колонны, мачты, трубы и др. База конструкции должна находиться на опо­ре, а в некоторых случаях может быть шарнирно закреплена на ней. По мере подъема конструкции краном или подъемниками база остается на месте, а верх конструкции постепенно поднима­ют до придания конструкции вертикального положения.

Скольжением можно поднимать те же конструкции. При этом одновременно с подъемом верха конструкции база ее скользит по направляющим (или перемещается на тележке) и подтягивается к опоре.

Вертикальный подъем используют для всех конструкций, ус­танавливаемых на ранее закрепленные.

Вертикальные сооружения возводят способами наращивания, когда вышележащие конструкции устанавливают на смонтиро­ванную часть сооружения, и подращивания. В этом случае снача­ла устанавливают верхнюю часть сооружения, затем ее подни­мают на некоторую высоту, подводят под нее следующую от вер­ха часть и соединяют их вместе, и так последовательно поднима­ют смонтированную часть сооружения до окончания монтажа на полную высоту. Эти способы применяют при монтаже башен, высоких резервуаров и зданий.

Способ надвижки (накатки) конструкций используют при монтаже протяженных сооружений (мостов, путепроводов, ферм покрытия и др.), а также если сооружение частично или полно­стью смонтировано в стороне от опор.

Навесная сборка заключается в установке (навеске) конст­рукций на ранее установленные без их опирания на другую опору до окончания монтажа целого пролета. Полунавесная сборка от­личается тем, что навешиваемые элементы в пролете частично опирают на временные опоры. Оба эти способа применяют чаще всего для монтажа неразрезных пролетных сооружений мостов и других пространственных горизонтально расположенных конст­рукций.

Точность установки конструкции определяется соответст­вующими приемами и средствами, которые используют при мон­таже. Большинство конструкций устанавливают свободно, не применяя средств, ограничивающих их перемещение.

Конструкции имеют шесть степеней свободы перемещения, и точность их установки зависит от точности самих конструкций, опыта монтажников и четкости контроля.

При ограниченно свободной установке используют приспо­собления, частично ограничивающие свободу перемещения уста­навливаемых элементов в одном или нескольких направлениях (фиксаторы, кондукторы и др.).

Ограниченная установка достигается применением обору­дования, ограничивающего перемещение элементов во всех на­правлениях. К такому оборудованию относятся установочные туры с набором калиброванных распорок, рамно-шарнирные ин­дикаторы и др.

Выверка конструкций состоит из контроля положения эле­ментов после их установки и исправления положения при откло­нениях, превышающих допустимые показатели.

Безвыверочная установка возможна только для конструкций, изготовленных с высокой точностью. Например, колонны изго­товляют с фрезерованными торцами, и с такой же точностью должны быть изготовлены опоры для их установки.

Инструментальная выверка — наиболее распространенный способ проверки положения смонтированных конструкций. Для этого используют теодолиты, нивелиры и другие геодезические инструменты.

Визуальная выверка не обеспечивает высокой точности изме­рений, так как зависит в основном от опыта проверяющего, кото­рый пользуется простейшими средствами:

отвесами, линейками, шаблонами и т. п.

Временным закреплением конструкций после их выверки достигают устойчивости конструкций в проектном положении. Для этой цели используют средства индивидуальные - клинья, расчалки, подкосы, распорки или групповые - кондукторы, рамно-шарнирные индикаторы и др.

12. Монтаж стальных конструкций каркасов зданий

Стальные конструкции каркасов зданий (колонны, балки, фермы, связи) устанавливают на место россыпью, отдельными конструкциями и блоками конструкций.

До начала монтажа каркаса проверяют правильность уста­новки фундаментов и анкерных болтов. Положение фундаментов выверяют геодезическими инструментами. При этом проверяют отметку поверхности фундаментов или опорных листов, их по­ложение в плане относительно продольных и поперечных осей, отметки и положение в плане анкерных болтов и длину их нарез­ки. Фактическое положение фундаментов и анкерных болтов фиксируют на исполнительном чертеже и сверяют с проектными размерами.

Отклонения при проверке осей фундаментов под стальные колонны не должны быть более указанных в СНиП. Особенно тщательно проверяют положение фрезерованных поверхностей плит, уложенных на фундаменты для безвыверочной установки колонн. Если отклонения превышают допустимые значения, то фундамент надо исправить.

Стальные колонны обычно устанавливают целиком, а тяже­лые - собирают из двух-трех элементов. Процесс установки ко­лонны в проектное положение состоит из операций ее захвата, подъема, наводки на опоры или в стык, выверки и закрепления. Колонну захватывают стропами или полуавтоматическими за­хватными приспособлениями. Под стропы в местах соприкосно­вения со стальными элементами колонн кладут подкладки (дере­вянные или из труб, разрезанных вдоль пополам). Перед подъе­мом на колонну навешивают лестницу до последующего снятия стропов. Подъем колонн производят поворотом или скольжени­ем.

Точность установки колонн зависит от характера опирания их башмаков на фундаменты. Различают следующие способы опи­рания башмаков: а) непосредственно на поверхность фундамен­тов, возведенных до проектной отметки, без последующей под­ливки цементным раствором (для колонн с фрезерованными по­дошвами башмаков); б) на заранее установленные, выверенные и подлитые цементным раствором стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью (для колонн с фрезерованными подошвами башмаков); в) на заранее установленные опорные де­тали - балки, рельсы - или на бетонные ребра, опорная поверх­ность которых выверена, с последующей подливкой башмаков колонн цементным раствором.

На практике применяют и более упрощенный метод опирания башмаков колонн на поверхности фундаментов, не доведенных до проектной отметки на 2—3 см. В этом случае башмаки уста­навливают на две-три металлические подкладки, которые свари­вают между собой и приваривают к башмаку. Количество под­кладок и их расположение определяют, когда выверяют колонны. После установки и закрепления колонн их башмаки подливают цементным раствором.

При стыковании элементов колонн по вертикали верхний элемент поднимают и на весу наводят в стык с подмостей, укреп- пенных на нижней ветви колонн. Выверяют колонны геодезиче­скими инструментами и отвесами. При этом проверяют положе­ние колонн в плане, их вертикальность и отметки опорных по­верхностей для конструкций, устанавливаемых на колонны. От­клонения от проектных размеров не должны превышать допус­каемые. Колонны, как правило, закрепляют анкерными болтами.

Колонны высотой до 15 м с узкими башмаками закрепляют на фундаментах двумя или четырьмя болтами и дополнительно в плоскости наименьшей устойчивости расчалками, которые кре­пят к соседним фундаментам или переносным якорям и снимают после окончательного закрепления колонн. Колонны высотой более 15 м и шарнирно опертые в дополнение к анкерным болтам закрепляют способами, специально разрабатываемыми для каж­дого случая (четырьмя расчалками, подкосами, распорками и др.)

Для придания колоннам устойчивости рекомендуется вслед за установкой очередной колонны монтировать связи и подкра­новые балки. Если первая пара колонн установлена без постоян­ных связей, надо сразу закрепить их временными связями.

Процесс установки балок, так же как и колонн, включает опе­рации захвата, подъема и установки на опоры или заводки в стык, выверки и закрепления (рис.2.6).

Схемы захвата и обстройки стальных колонн и балок:

а — строповка колонны облегченными стропами; б — полуавтоматический захват для подъема стальных колонн двутаврового сечения; в — колонна с навешенными на нее лестницей и подмостями; г — захват балки облегченными стропами; д — то же, клещами; 1 — строп; 2 — блоки траверсы; 3 — замок для закрепления стропов; 4 — траверса;

5 — секции навесных лестниц; б — навесные подмости; 7 — прокладка; 8 — щеки захвата; 9 — кронштейн для натяжного ролика; 10 — ролик для натяжения шнура; 11 — шнур (тросик) для выдергивания штыря; 12 — штырь замка;13 — облегченный строп; 14 — клещи; 15 — траверса для подъема балок.

Стальные балки захватывают стропами или клещами. Под стропы укладывают защитные прокладки. Легкие балки, ригели и т. п. можно поднимать группами в обойме, что позволяет рацио­нальнее использовать грузоподъемность крана.

Балки поднимают и на весу опускают на опоры. Наводят бал­ки на опоры рабочие, находящиеся на подмостях, установленных на колоннах. Тяжелые балки (например, подкрановые в марте­новских цехах и др.) монтируют из отдельных элементов, соот­ветствующих грузоподъемности монтажного крана. Для опирания частей балок до окончательного закрепления в местах их стыковки в пролете устанавливают временные монтажные опоры.

Тяжелые балки можно также поднимать целиком двумя кра­нами большой грузоподъемности. Экономичность выбранного способа должна быть проверена расчетами. Балки перекрытий и подкрановые балки выверяют в процессе их установки до снятия крюка крана. Подкрановые пути, применительно к которым тре­буется повышенная точность установки, выверяют участками (между температурными швами) после того, как выверены и за­креплены конструкции основного каркаса здания (колонны, фер­мы, связи, балки).

Выверка подкрановых балок геодезическими инструментами, уровнем и стальной лентой включает проверку их положения в плане, отметок верхних поверхностей, вертикальности стенок, расстояния между двумя параллельными балками, разности уровней балок в стыках, смещения в стыках. Положение балок исправляют ломиками, металлическими подкладками и домкра­тами. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускаемых СНиП значений.

Балки закрепляют заклепками, болтами (высокопрочными, нормальной и повышенной точности) и сваркой. Для временного закрепления балок, стыкуемых на заклепках и болтах, надо за­полнить не менее 40% отверстий, в том числе 10% пробками и 30% болтами. Сварные стыки временно прихватывают. Количе­ство, размеры и длину прихваток, воспринимающих монтажные нагрузки, определяют расчетом и указывают на чертежах.

13. Монтаж стальных ферм и блоков покрытия

Фермы и связи устанавливают только после выверки и окончательного закрепления колонн и связей по ним. В большинстве случаев грузоподъемность монтажных кранов допускает монтаж укрупненных блоков, состоящих из двух ферм, рам фонарей и связей. Такие блоки собирают в зоне действия монтажного крана.

В панелях, где между двумя соседними фермами связи для придания блоку достаточной жесткости проектом не предусмот­рены, устанавливают временные горизонтальные и диагональные связи, образующие гибкий блок.

Жесткие блоки, в которых две фермы соединены постоянны­ми вертикальными и горизонтальными связями, достаточно ус­тойчивы во время подъема и после установки в проектное поло­жение.

Фермы, спаренные в монтажные блоки, захватывают не менее чем за четыре точки (рис.2.7). Для подъема ферм используют стропы и траверсы, оборудованные захватами дистанционного управления.

Для лучшего распределения усилий при подъеме блока тра­версы располагают перпендикулярно к верхним поясам ферм, что способствует передаче на их элементы только вертикальных сил.

Конструктивные и конструктивно-технологические блоки по­крытий, состоящие из подстропильных и стропильных ферм, фо­нарей, связей, прогонов, несущего настила покрытия, утепления, кровли, остекления фонарей, трубопроводов и электропро­водок, собранные на конвейерной установке, устанавливают в проектное положение кранами грузоподъемностью 50-60 т непо­средственно с тележек, поступающих с конвейерной линии .

Схемы захвата и усиления стальных ферм и блоков покрытия:

а — захват блока из спаренных ферм; б — полуавтоматический захват Смаля для подъема ферм; в — подъем фермы облегченными стропами с захватами Смаля; г — подъем фермы траверсой с захватами Смаля; д — расположение усиления фермы; е — усиление нижнего пояса; 1 —стропы; 2 — траверсы; 3—временные связи; 4 — щеки захвата;

5—штырь запора; 6—пружина; 7 — тросик для оттягивания штыря; 8—усиление пластинами; 9 —- болт для стягивания пластин; 10 — усиление бревнами; 11 — стягивающий хомут.

Если фермы монтируют по одной, то их захватывают за узлы верхнего пояса не менее чем в двух точках, для чего используют стропы или траверсы с захватами дистанционного управления.

При подъеме фермы за две точки в ее поясах могут возник­нуть усилия, противоположные расчетным: верхний пояс будет растянут, нижний - сжат. При недостаточной жесткости поясов они могут изогнуться из плоскости ферм. Чтобы избежать такой деформации, следует захватывать фермы за узлы, расстояние ме­жду которыми примерно равно 0,67 L (L — длина фермы), или захватывать фермы за четыре точки.

Если эти меры по расчету не обеспечивают достаточной ус­тойчивости поясов ферм, то их нужно усилить брусьями или пла­стинами, которые закрепляют с двух сторон болтами или хому­тами.

Для предотвращения раскачивания блоков или ферм при подъеме к их концам должны быть прикреплены две пеньковые оттяжки, которыми монтажники придерживают и направляют фермы.

Блоки и фермы поднимают на высоту, превышающую отмет­ку опоры на 0,5-1 м, затем медленно опускают, наводя их мон­тажными ломиками на опорные болты, и сразу же закрепляют. Когда фермы монтируют по одной, начинают всегда со связевой панели. Первую ферму раскрепляют не менее, чем четырьмя вре­менными расчалками, и сразу же после установки второй фермы монтируют постоянные связи. Каждую последующую ферму до снятия стропов крепят к установленным постоянными или вре­менными связями.

Фермы выверяют сразу же после их установки. Отметки опорных узлов ферм проверяют нивелирами или переносят от­метки с нижнего уровня на верхний, вертикальность ферм — от­весом, их прогиб из плоскости — натягиваемой проволокой, а расстояние между верхними поясами ферм — стальными лента­ми или шаблонами. Отклонения от проектных размеров возмож­ны только в пределах, допускаемых СНиП.

Для установки ферм на смонтированные колонны навешива­ют подмости, а на фермы перед установкой временных или постоянных связей надо навешивать подмости вдоль нижнего пояса по всей его длине. При работе на верхнем поясе пользуются пе­реносными люльками. Кроме того, до подъема ферм на каждой из них закрепляют трос для безопасного перемещения монтажников по нижнему поясу.

После установки, выверки и закрепления очередного блока или фермы на них укладывают плиты покрытия симметрично относительно середины пролета (от середины к краям). При на­личии фонарей плиты укладывают от фонаря к краям симметрич­но по обе стороны от него, а потом - по фонарю от края к краю.

14. Монтаж листовых конструкций

При возведении таких сооружений, как доменные печи, воз­духонагреватели, трубы, вертикальные и горизонтальные резер­вуары, газгольдеры и т. п., 70—90% металла в конструкциях со­ставляют листы толщиной 3-45 мм. Монтаж ведут отдельными листами (полистовой способ), поясами или укрупненными бло­ками из нескольких поясов, разворачиванием рулонов, заготов­ленных на специальных предприятиях, а в некоторых случаях сооружения собирают целиком на земле, затем поднимают и ус­танавливают в вертикальное положение.

Монтаж отдельными листами используют при сборке соору­жений криволинейной поверхности - горнов доменных печей, шаровых газгольдеров и вертикальных резервуаров. Из листов также собирают отдельные пояса, блоки и целые сооружения.

Листы доставляют к месту монтажа вальцованными или вы- прессованными, т. е. с поверхностью, соответствующей заданной в сооружении. Они могут прибывать не по одному, а сваренными в укрупненные отправочные элементы (по 2-3 листа).

На объекте доставленные элементы до начала монтажа могут быть укрупнены в скорлупы или пояса. При монтаже горна до­менной печи, например, скорлупы вертикальной части собирают из 5—6 одиночных или из заранее спаренных листов. Собирая отдельные листы в скорлупы и пояса, их до сварки временно за­крепляют скобами-фиксаторами, стяжными планками и клинья­ми.

При небольших объемах работ на монтаже резервуаров дни­ща собирают из отдельных листов, раскладывая их от середины к краям, а после выверки временно закрепляют клиновыми зажи­мами.

На окончательно закрепленном днище размечают положение стенки корпуса и по окружности приваривают ограничители, к которым прижимают листы первого пояса. Все листы первого пояса между собой и к днищу временно крепят клиновыми при­способлениями. Листы устанавливают радиальным краном, укре­пленным в центре днища, копром, перемещающимся по окруж­ности снаружи, или автомобильным краном. Каждый пояс уста­навливают так, чтобы вертикальные швы верхнего пояса прихо­дились на середину листов нижнего. Выверив пояса, сваривают горизонтальные швы, затем - вертикальные.

Поясами и блоками, собранными из 2-3 поясов, монтируют большое количество сооружений из листовых конструкций: ко­жухи доменных печей, воздухонагреватели, резервуары, трубы и др.

При укрупнительной сборке блока поясов для лучшей их вы­верки во время монтажа рекомендуется на каждом блоке соби­рать нижний пояс вышележащего блока. После сборки и совме­щения его снимают и устанавливают на стенд, на котором будут собирать следующий монтажный блок.

Отдельные блоки поднимают специальными трехветвевыми траверсами, которые обеспечивают сохранение цилиндричности поясов. Перед подъемом каждого блока его обстраивают подмос­тями на навесных кронштейнах для установки следующих блоков и сварки горизонтальных швов между ними.

Большое значение имеет точность установки каждого пояса и всего сооружения в целом. Особое внимание уделяют выверке первых поясов, от установки которых зависит точность сборки всего сооружения. При выверке поясов кожуха доменной печи проверяют эллиптичность (наибольшую разность диаметров) верхней кромки каждого пояса по четырем диаметрам, смещен­ным на 45° один от другого, смещение центра установленного пояса по отношению к центру, отмеченному на фундаменте (для горна) или на балке, закрепленной на уровне низа кожуха печи, и горизонтальность верхней кромки пояса. Отклонения не должны превышать значений, указанных в СНиП.

По мере установки и выверки поясов или блоков сваривают горизонтальные швы. Сварка не должна отставать от сборки бо­лее чем на 2—3 пояса. Сваривать швы следует автоматами или полуавтоматами. Только в исключительных случаях допускается ручная дуговая сварка. Вертикальные и наклонные швы сварива­ют автоматическим электрошлаковым способом.

Сборка сооружений из рулонов, изготовленных на специаль­ных установках, получает все более широкое распространение. Так собирают воздухонагреватели доменных цехов, вертикаль­ные сварные резервуары и газгольдеры.

Пространственные сплошные металлические тонкостенные конструкции, выполненные в виде цилиндрических, сферических или плоских оболочек, называются листовыми конструкциями. Установка листовых конструкций показана на рис.2.8. Одним из видов листовых конструкций являются вертикальные и горизон­тальные стальные резервуары, используемые для хранения раз­личных жидкостей.

В зависимости от величины внутреннего давления резервуа­ры бывают:

а) без давления - с понтоном или плавающей крышей;

б) низкого давления, предназначенные для хранения нефте­продуктов под избыточным давлением до 2000 Па;

в) повышенного давления - для хранения нефтепродуктов под избыточным давлением до 70000 Па.

Оболочка резервуаров состоит из отдельных металлических листов, соединения которых должны быть прочными и непрони­цаемыми для жидкостей и газов.

Рассмотрим изготовляемые из стали вертикальные цилиндри­ческие резервуары, предназначенные для хранения нефтепродук­тов. Они представляют собой вертикально стоящие тонкостенные цилиндры, ограниченные снизу днищем, а сверху кровлей, ста­ционарной или плавающей крышей (крышей, плавающей на по­верхности хранимого продукта).

Днище вертикального резервуара, лежащее на песчаном ос­новании, под влиянием нагрузки от жидкости, находящейся в нем, испытывает сравнительно небольшие напряжения. Толщина листов днища принимается исходя из условий технологии мон- тажно-сварочных работ, обеспечения долговечности резервуара и антикоррозионной стойкости металла, из которого он изготовлен. Наиболее ответственным элементом резервуара является его стенка. В вертикальных резервуарах для хранения нефтепродук­тов вопросам прочности и плотности сварных соединений стенки надо уделять особое внимание. Вертикальные резервуары строят различных размеров - от небольших, с незначительной вместимо­стью, до весьма крупных, вместимость которых измеряется мно­гими десятками тысяч кубических метров.

Первые крупные вертикальные цилиндрические стальные ре­зервуары для хранения нефти и нефтепродуктов были построены в России в 1878 г. по проекту инженера-конструктора и почетно­го академика В.Г. Шухова.

Расход металла (отнесенный к 1 м³ полезной вместимости ре­зервуара) на изготовление вертикальных цилиндрических резер­вуаров низкого давления является наименьшим в сравнении с его расходом на изготовление резервуаров другой формы. Резервуары изготавливаются: -со стационарными крышами; -с плавающими крышами; -с понтоном;

-по специальным проектам с привязкой к конкретным усло­виям эксплуатации;

Металлоконструкции резервуаров с понтоном и плавающей крышей комплектуются уплотняющими затворами мягкого типа.

Для резервуара вместимостью 10000 м³ днище с сегментными окрайками разработано в двух вариантах: листы центральной части свариваются встык или внахлестку. Листы, свариваемые встык, строгают или режут. Сегментные окрайки сваривают и отправляют на место монтажа в виде монтажных элементов. На монтаже собирают и сваривают внахлестку элементы централь­ной части днища. Стенку резервуара собирают из листов, соеди­няемых встык по горизонтальным и вертикальным кромкам.

Покрытие резервуара представляет собой сферический купол, монтажные элементы которого сходятся в центре на кольце и опираются на стенку резервуара и на кольцо жесткости. Кольцо жесткости воспринимает распор от купола и ветровую нагрузку. Кровлю ограждают по всему периметру. Для подъема на кровлю предусмотрена шахтная многомаршевая лестница. На шахтную лестницу наворачивают четыре элемента днища или один эле­мент стенки резервуара.

Другой проект резервуара вместимостью 10000 м³ для хране­ния нефтепродуктов при избыточном давлении до 2000 Па пре­дусматривает днище с сегментными окрайками и щитовую кров­лю, опирающуюся на восемь постоянных трубчатых стоек.

15. Монтаж цилиндрического вертикального резервуара

Монтаж днища

Разворачивать рулоны днищ можно прямо на основании или в стороне от него и затем затаскивать целое днище. Днище из ру­лонной заготовки чаще собирают непосредственно на основании (рис. 11). Рулон, в котором свернуто одно днище или два - четы­ре его элемента, располагают на основании и во избежание про­извольного распружинивания обвивают петлей из троса, конец которого крепят к трактору или якорю. Перерезая скрепляющие планки, разворачивают рулон, ослабляя петлю

Если рулон не разворачивается, приходится (в начальной ста­дии работы) прибегать к помощи трактора. Следующие части днища разворачиваются самостоятельно. Процесс разворачива­ния рулона регулируют петлей из троса.

Когда все элементы днища разместятся на основании, их пе­редвигают до совмещения кромок с рисками нахлесток. Смещают элементы днища при помощи трактора, находящегося за преде­лами основания.

Рис. 11. Монтаж рулонов днища

Стенки резервуаров поступают на монтажную площадку по условиям транспортирования в виде полотнища, имеющего массу 40 - 65 т, навернутого на шахтную лестницу или на катушки- каркасы.

Монтаж стенок резервуаров из рулонированных элементов состоит из следующих последовательных этапов:

а) подготовка рулона к подъему в вертикальное положение;

б) подъем рулона в вертикальное положение;

в) разворачивание рулона, монтаж конструкций покрытия, вывод шахтной лестницы;

Г) замыкание и сварка монтажною шва стенки резервуара;

д) сварка кольцевого шва, осуществляемая по мере разверты­вания рулона, установки верхнего опорною кольца и щитов по­крытия;

е) сварка швов, соединяющих окрайки с центральной частью днища.

Подготовка рулона к подъему

Подготовка рулона к подъему состоит из ряда операций: за­катывания рулона на днище с правильной ориентировкой его по­ложения, опирания нижнего пояса на поворотный шарнир, уста­новки поддона, подготовки и раскладки шевра, устройства яко­рей и основного подъема полиспаста, размещения тягового и тормозного тракторов и определения трасс их движения, уста­новки стропа или захватного приспособления, приварки к на­чальной кромке полотнища мачты (стойки жесткости).

С помощью тракторов рулон разворачивают в положение, удобное для накатки на днище. Направление оси рулона должно совпадать с направлением подъема.

Рулон накатывают на днище так, чтобы он располагался на клетках выше днища на 450-500 мм. Это позволяет подводить под нижний край рулона поворотный шарнир, с помощью кото­рого рулон устанавливают в вертикальное положение.

Рулон должен лежать на клетках так, чтобы его замыкающая кромка находилась сверху. На кромку с помощью автокрана ук­ладывают и приваривают к рулону временную мачту жесткости. Мачта служит также лестницей для подъема к верхним поясам резервуара. Если ограничиваются применением одной только ле­стницы (без мачты), то удержание кромки стенки резервуара при разворачивании осуществляется двумя ярусами расчалок, что сложнее и менее надежно, нежели при применении мачты жест­кости.