
3.7. Монтаж прокатных цехов
Балки, листы, трубы и сортовой металл являются продукцией прокатного производства, выпускаемой на специализированном прокатном оборудовании - станах. Прокатные цехи располагаются в многопролетных зданиях, в составе которых имеются машинные залы, становые пролеты, отделочные и дополнительные пролеты, определяемые назначением и спецификой производства. Строительство прокатных цехов осуществляется очередями и продолжается в течение нескольких лет. Отдельные прокатные станы (пусковые комплексы) имеют нормативную продолжительность монтажа 1...2 года.
Большое количество и глубокое заложение отдельных фундаментов существенно осложняют размещение и передвижение монтажных механизмов, а также транспортирование и подачу к ним конструкций, поэтому необходимы детальная проработка и строгое соблюдение технологии монтажных работ в увязке со строительными работами.
При строительстве прокатных цехов применяют открытый и закрытый методы выполнения строительно-монтажных работ. При открытом способе сначала выполняют все строительные работы по сооружению подземной части здания, а затем монтируют конструкции надземной части. При закрытом способе сначала возводят всю надземную часть здания, а потом внутри здания выполняют земляные и бетонные работы для фундаментов под технологическое оборудование, электрокабельные тоннели, отстойники окалины, электромашинные и другие сооружения. Технологическое оборудование всегда монтируют после возведения каркаса здания с использованием технологических мостовых кранов, которыми оборудованы здания. Иногда применяют смешанный способ выполнения работ: открытый - для пролетов, большая часть которых занята подземными сооружениями, закрытый - для пролетов, где располагают монтажные краны и пути подачи конструкций.
Разрабатывая проектные решения по организации монтажных работ, руководствуются следующими рекомендациями: монтажные механизмы - гусеничные и башенные краны - необходимо располагать в пролетах с наименьшим числом фундаментов под технологическое оборудование; применение башенных кранов с большим радиусом действия оправдано наличием фундаментов, затрудняющих подъезд гусеничных кранов; направление монтажных работ следует назначать в соответствии с направлением технологического процесса прокатки; способ возведения (закрытый или открытый) выбирают не для всего здания, а для пролета в отдельности.
При этом следует членить здание по длине на участки с одновременным выполнением строительно-монтажных работ; отметку расположения монтажных кранов можно назначить ниже уровня обратной засыпки (в открытом котловане) для возможности максимального совмещения работ.
Пример расположения монтажных кранов на здании стана холодной прокатки «2500» приведен на рис 3.6. Учитывая большую площадь и длину зданий, а также сжатые сроки строительства прокатных цехов, следует проектировать крупноблочный монтаж конструкций покрытия со сборкой блоков на конвейерной линии.
3.8. Крупноблочный монтаж конструкций и оборудования
Цех холодного проката металлургического завода представляет собой многопролетное здание с металлическим несущим каркасом: пять пролетов по 36 м, три - по 42 м; шаг колонн - 12, 24 и 36 м; шаг стропильных ферм из круглых труб - 12 м. Общая площадь цеха - 142 992 м2. Объем работ по монтажу металлоконструкций составляет 20 350 т, в том числе по монтажу колон связей и подкрановых конструкций - 832 т, по монтажу покрытия - 8977 т. Колонны и подкрановые балки монтируют гусеничными кранами раздельным способом, раскрепляют связями, создают фронт работы для монтажа блоков покрытия.
Покрытие цеха запроектировано под конвейерную сборку и разбито на 149 блоков размерами в плане 12x36, 24x36, 12x42, 24x42 м. Основными являются блоки размерами 24x36 и 24x42 остальные блоки - доборные. Каждый основной блок состоит из двух половин, одна половина - из двух стропильных ферм, типовых решетчатых прогонов длиной 12 м, элементов фонаря, вертикальных связей, горизонтальных связей по нижним поясам; ферм и по верхним поясам под фонарем. Другую половину блока монтируют из щитов, выполненных из прогонов и профилированного настила. Прогоны одним концом опирают на стропильную ферму блока, другим - на монтажную «ложную» ферму.
Рис7. План здания и схемы сборки блоков покрытия цеха холодной прокатки металлургического завода:
а-план здания и конвейерной линии; б-схема погрузки блока; в-схема транспортирования блока; 1…9-стояки по сборке блоков покрытия; 10-блок покрытия; 11-мачта подъемника; 12-пути транспортного портала; 13-транспортный портал; 14-козловой кран на складировании и укрупнении конструкций; 15—площадка укрупнительной сборки и складирования; 16-кран МСК-5-30 на обслуживании стоянок конвейерной линии; 17-пути крана МСК-5-30; 18-пути крана СКР-1500; 19-кран СКР-1500; 20-низкий установщик
При монтаже блока в проектное положение свободный конец прогонов укладывают на стропильную ферму предыдущего блока и крепят к ней на сварке или болтах. После закрепления блока монтажную «ложную» ферму опускают и вместе с установщиком выводят из-под блока. Блоки комплектуют арматурой и оборудованием межпериферийного пространства, вентиляционными, санитарно - техническими и технологическими трубопроводами, окрашивают и оклеивают мягкой кровлей. Масса одного блока достигает 180 т, в том числе масса металлоконструкций составляет около 60 т. Собранные блоки к месту установки транспортируют с помощью специального портала.
Конвейерная линия сборки блоков состоит из 9 стоянок (рис.3.7,а): четыре - для сборки конструкций и оборудования блоков, три - для электротехнических, вентиляционных и сани- тарно - технических работ, одна - для окраски, одна - для устройства кровли. Пять стоянок имеют площадки для складирования комплектующих конструкций, оборудования и материалов. Собранный блок поднимают с помощью четырех расчаленных стрел, установленных на фундаменты и способных поднять блок (рис.3.7,б) массой 250 т. Под поднятым блоком подают транспортный портал с низким установщиком, на который опускают поднятый блок. Транспортный портал с установщиком и блоком (рис.3.7,в) передвигают вдоль торца здания до нужного пролета. К подкрановым балкам монтируемого пролета подсоединяют откидные балки, по которым установщик вместе с блоком перемещают на подкрановые балки и двигают по ним до места установки блока. Гидравлическими домкратами установщика блок опускают в проектное положение, фермы опирают на колонны, а прогоны, расположенные на «ложной» ферме - на ранее смонтированную ферму.
Монтажную оснастку со связевой рамой и «ложной» фермой установщик вынимает из-под блока и возвращается на транспортный портал. При возвращении установщика и транспортного портала монтажную оснастку снимают козловым краном, обслуживающим площадку складирования и укрупнительной сборки, и возвращают на стоянку, где ее краном СКР-1500 устанавливают на конвейерную линию для сборки очередного блока.
Практика показала, что изготовленное оборудование и монтажная оснастка работают эффективно и могут использоваться для монтажа блоков покрытия массой до 250 т. Поэтому транспортный портал решили применять также для монтажа мостовых кранов.
Рис 8. Конвейерная линия укрупнительной сборки конструкций и оборудования:
1-кран СКГ-63 на укрупнительной сборке мостовых кранов; 2-площадки для складирования мостовых кранов; 3-подъемное устройство грузоподъемностью 105т; 4-склады металлоконструкций и материалов; 5-инвентарное сборно-разборное помещение; 6-кран-балка грузоподъемностью 2т; 7-башенный кран МСК-10-20; 8-башенный кран БК-300; 9-главные балки мостовых кранов; 10-укрупняемый блок покрытия; 11-ж/д путь; 12-автодорога; I…X-стоянки сборки блоков покрытия; XI…XV-стоянки сборки мостовых кранов
Производительность конвейерной линии на сборке блоков покрытия принята два блока за три дня. Установку блоков в проектное положение выполняет бригада монтажников из 6 чел. Трудоемкость монтажа одного блока - 9 чел.-дн. Конвейерная технология была перенесена на сборку мостовых кранов, которыми оборудованы пролеты цеха холодной прокатки.
Мостовые краны полностью собирали на стеллажах из шпальмой клетки, расположенной на земле, погружали на транспортный портал, который подавал кран к соответствующему пролету для перемещения на подкрановые пути. Этот способ позволил сократить сроки монтажа мостовых кранов и обеспечить безопасные условия работ на сборке.
Прокатный стан «3000» на металлургическом заводе располагается в здании длиной 1260 м и шириной 216,5 м Здание имеет пять основных пролетов, четыре из них — по 24 м. В этой части размещаются печной пролет с котлами-утилизаторами, становой пролет и пролеты склада слябов. Высота печного пролета 23,4 м, склада слябов - 18,6 м. Остальная часть здания - семипролетная: пять пролетов - по 36 м, два - по 18 м. В этой части здания размещаются пролеты холодильников и склад готовой продукции. Высота пролетов до низа стропильных ферм - 14,4 м, складских пролетов - 16,2 м. В пролетах здания располагается большое количество мостовых кранов. В целях сокращения продолжительности и трудоемкости строительно-монтажных работ укрупни- тельные и сборочные работы вынесены за пределы строящегося главного корпуса стана на специально оборудованную площадку конвейерной линии (рис.3.8), которая представляет собой сбо- рочно-комплектовочное предприятие. Эффективность такой конвейерной линии состоит в раннем представлении фронта работы общестроительным и специализированным организациям (монтажникам, кровельщикам, отделочникам, механомонтажникам, электрикам, сантехникам и др.).
Покрытие здания запроектировано с учетом применения конвейерной сборки и крупноблочного монтажа конструкций покрытия пространственными блоками размером в плане 36x18 и 36x36м. Блок состоит из четырех стропильных ферм с шагом между средними 12 м и крайними фермами 11,85 м, фонарных конструкций, оборудования и коммуникаций межферменного пространства, системы вертикальных и горизонтальных связей. Рядом со стоянками конвейерной линии имеются площадки по складированию материалов и предварительному укрупнению конструкций. На обслуживании складов и стоянок, кроме обычных серийных кранов, используют специальные кран-балки грузоподъемностью 2 т, перемещающиеся по эстакадам.
Стоянки VII, VIII и IX (см. рис.3.8) по устройству кровли находятся в закрытом помещении, перекрытом легкими структурными конструкциями, что улучшает условия производства кровельных работ и существенно уменьшает сбои и перерывы в работе конвейера из-за неблагоприятных климатических условий. Помещение оборудовано кран-балками грузоподъемностью 2 т. Блок покрытия вдоль пролета транспортируют по ранее смонтированным подкрановым путям с помощью установщика грузоподъемностью 200 т, который устанавливал блок в проектное положение. Средняя выработка при монтаже металлоконструкций составила 710 кг на рабочего в смену.
Монтаж оборудования прокатных станов производится эксплуатационными мостовыми кранами соответствующих пролетов. Краны сдаются во временную эксплуатацию в установленном порядке по опережающему графику. В зависимости от требований, предъявляемых к точности установки на фундаменты, прокатное оборудование делится на три группы:
I группа - машины и узлы, устанавливаемые в линии, связанные с технологическим процессом и требующие высокой точности установки для обеспечения нормальной их работы: рабочие и шестеренные клети, манипуляторы и кантователи, ножницы и пилы, гидравлические подъемники, подъемно-качающиеся столы, прессы и правильные машины, моталки и разматыватели; машины агрегатов непрерывного травления, поперечной и продольной резки, электролитической очистки, лужения и оцинкования; механизмы приводов, трансмиссий механизированных холодильников и шленперов;
II группа - машины, устанавливаемые в линии, связанные общим технологическим процессом, но допускающие меньшую точность установки: транспортные рольганги, толкатели, сталкиватели и выталкиватели; стопки и рамы механизированных стеллажей, холодильников, шленперов и транспортеров; механизированные упоры, конвейеры горячих рулонов;
III группа - оборудование, не имеющее приводов и устанавливаемое в общей цепи прокатки: амортизаторы, упоры слитковозов, стационарные упоры и карманы; стойки, рамы и балки немеханизированных стеллажей; отдельно стоящие машины.
Способы установки оборудования на фундаменты принимаются по ППР и нормативным документам. Оборудование в плане и по высоте выверяют с помощью временных опорных элементов или инвентарных устройств, удаляемых после твердения подливки.
34. Перечислите технические параметры по которым подбирается монтажный кран. Изобразите схему установки башенного крана при монтаже многоэтажного промышленного здания. Выберете (с использованием справочника) башенный кран при следующих параметрах здания : 6 этажей высотой 3,3м; 4 пролета по 9м ; 2 температурных блока по 60м; самый тяжелый элемент- колонна 4,5т.
Выбор крана для каждого монтажного потока производят по техническим параметрам. К ним относятся: требуемая грузоподъемность Qк, наибольшая высота подъема крюка Hк, наибольший вылет крюка Lк .
1)
Qк
- грузоподъемность, определяется по
массе элемента Qэ,
массы монтажных приспособлений Qпр,
и массы грузоподъемного устройства Qгр
Qк
Qэ
+Qпр+Qгр
Q=4,5+0,18+0,12=4,8
т.
2) Высота подъема крюка
Hк=hо+hз+hэ+hст
ho – расстояние от уровня стоянки крана до опоры сборного элемента на верхнем монтажном горизонте, м
hз – запас по высоте для обеспечения безопасности монтажа(не менее 1 м),м
hэ – высота или толщина элемента , м
hст- высота страповки ;
Hк=19.8+1+1=21.8 м
3) Вылет крюка
Lкр = b+b1 b=18м b1= а/2+с=6/2+2=5 м
b - расстояние от центра тяжести элемента до выступающей части здания со стороны крана , м;
а – ширина подкранового пути, м;
с – расстояние от оси подкранового рельса до ближайшей выступающей части здания , м.
Lкр=18+5=23 м
Данным условиям удовлетворяет кран КБ-401А
35. Состав работ при устройстве монолитных железобетонных конструкций. Назовите основные виды опалубки и области их применения. Назначение опалубки и требования, предъявляемые к опалубкам. Изобразите схему скользящей опалубки на примере возведения объекта теплоэнергетического строительства
Комплекс работ по возведению монолитных бетонных и ж/б конструкций состоит из заготовительных, транспортных и монтажно-укладочных процессов.
Заготовительные и транспортные процессы – изготовление опалубки, заготовка арматуры, сборка арматурно-опулубочных блоков, выбор материалов, подбор состава и приготовление бетонной смеси – осуществляют, как правило, в специальных цехах, установках или на заводах.
К монтажно-укладочным процессам, которые рекомендуется выполнять поточными методами, выделяя специализированные потоки в составе объектных потоков, относятся: установка опалубки и арматуры, монтаж арматурных и арматурно-опалубочных блоков, подача, распределение и уплотнение бетонной смеси, уход за уложенным бетоном, натяжение арматуры и инъекцирование растворной смеси в каналы, контроль качества, распалубливание готовых конструкций и их отделка.
Опалубка – это временная вспомогательная конструкция, обеспечивающая заданные геометрические размеры и очертания бетонного элемента конструкции, в которую укладывают бетонную смесь. В опалубке бетонная смесь твердеет, превращаясь в бетон. После того, как бетон достиг требуемой прочности, опалубку удаляют, т.е. производят распалубливание. Опалубку фиксируют в проектное положение с помощью лесов или других опорных и поддерживающих устройств. Опалубка должна отвечать следующим основным требованиям: быть прочной, устойчивой, не должна изменять формы и размеры под действием нагрузок, возникающих в процессе производства работ. Конструкция опалубки должна быть технологичной, т.е. она должна легко устанавливаться и разбираться, не создавая затруднений при монтаже арматуры, а также при укладки и уплотнении бетонной смеси. Опалубка должна обладать оборачиваемостью, т.е. многократное использование. Материал из которого изготовляется опалубка, должен быть экономичным.
Материалами для изготовления опалубки служит: древесина хвойных и лиственных пород, водостойкая фанера, древесноструженные и древесноволокнистые плиты, листовая, фасонная и сортовая сталь, стеклопластики, стальные тканные сетки, армоцементные, асбестоцементные плиты и трубы, бетонные и железобетонные плиты оболочки.
В зависимости от вида и конструктивных характеристик, возводимых бетонных и железобетонных элементов, конструкций бетонирование ведут с помощью различных типов опалубок: разборно-переставной, подвесной, скользящей, подъемно-переставной, объемно-переставной, катучей, несъемной, необорачиваемой.
Разборно-переставная опалубка состоит из отдельных щитов и поддерживающих их частей: кружал, ребер, схваток, стяжек. Различают три вида: мелкощитовую, крупнощитовую – унифицированная, опалубка в виде блоков и блок-форм. Эту опалубку применяют для ленточных, прямоугольных под колонну, ступенчатых фундаментов.
Подвесную опалубку применяют при бетонировании конструкций, расположенных на большой высоте.
Скользящую опалубку применяют при возведении силосов, труб, ядер жесткости и стен зданий повышенной этажности. При перемещении по высоте скользящая опалубка не отделяется от бетонируемой конструкции, а скользит по ее поверхности, передвигаясь в процессе бетонирования при помощи подъемных устройств. Для подъема применяют гидравлические и электромеханические домкраты.
Подъемно-переставную применяют при бетонировании сооружений большой высоты постоянного и переменного сечения. В такой опалубке бетонируют дымовые трубы, телевизионные башни, градирни. Подъемно-переставная опалубка состоит из панелей наружной и щитовой внутренней опалубки, несущих колец, опорной рамы, механизмов радиального перемещения наружной опалубки, рабочей площадки, наружных и внутренних подвесных лесов.
Объемно-переставную опалубку применяют при возведении многоэтажных зданий с монолитными стенами и перекрытиями. Опалубка состоит из пространственных металлических П-образных секций, собранных на шарнирах. Боковые панели служат внутренней опалубкой монолитных стен, а верхняя- палубой перекрытий. Ее устанавливают в проектное положение с помощью крана.
Катучая опалубка состоит из отдельных блоков, которые периодически передвигаются по рельсовому пути на каиках или колесах по бетонной подготовке вдоль бетонируемого здания. Их применяют при бетонировании тоннелей, коллекторов, подпорных стенок, путепроводов.
Несъемная опалубка в процессе бетонирования прочно связывается с основной конструкцией и становится ее частью. Применяют при бетонировании сводов, массивных фундаментов.
Необорачиваемую опалубку изготовляют на месте, применяют в тех случаях, когда многократное использование опалубки в силу тех или иных причин невозможно (для единичных нетиповых конструкций, не имеющих повторяющих элементов).
Скользящая опалубка
Скользящая опалубка подвижна, ее поднимают вверх без перерыва в бетонировании и применяют при возведении высотных железобетонных сооружений с монолитными вертикальными стенами постоянного, а в последнее время и переменного сечений. Применение опалубки особенно эффективно при строительстве высотных зданий (16...24 этажа) и сооружений с минимальным количеством оконных и дверных проемов, закладных деталей и элементов (рис. 1). К ним относятся хранилища различных материалов, дымовые трубы высотой до 400м, градирни, ядра жесткости высотных зданий, резервуары для воды, радио- и телевизионные башни. Важным достоинством возведения таких объектов в скользящей опалубке является значительное повышение темпов строительства, снижение трудоемкости, стоимости, сроков работ.
В отличие от сборных железобетонных сооружений в монолитных исключены стыки, что способствует улучшению эксплуатационных характеристик зданий. Скользящая опалубка позволяет расширить гамму архитектурно-планировочных решений, обеспечивает улучшение звукоизоляции сооружения, повышает теплотехнические характеристики здания. При возведении зданий в сейсмических районах решается проблема их надежности и сейсмостойкости.
Опалубку редко изготавливают из одного материала (древесины или металла), обычно она бывает деревометаллической. Настилы и балки при таком решении выполняют из древесины, остальные конструкции — из металла. Обшивку (внутреннюю поверхность щитов опалубки) чаще делают из листовой стали или влагостойкой фанеры, если опалубка предназначена для возведения 10 и более однотипных сооружений; при меньшем объеме работ применяют обшивку из деревянной клепки.
По конструкции щитов опалубку разделяют на крупно- и мелкощитовую. Последняя более универсальна, но трудоемкость ее монтажа и демонтажа значительно выше. При использовании мелких щитов их укрупняют с помощью элементов укрупнительных соединений. В крупноразмерных щитах балки входят в конструкцию щита. Щиты выполняют плоскими и криволинейными, что позволяет разнообразить архитектурные формы фасадов зданий.
Щиты опалубки обычно имеют высоту 1,1... 1,2 м; их делают с 0,5%-й конусностью (уширением книзу), поэтому расстояние между щитами в верхней части меньше на 10... 12 мм расстояния в нижней части опалубки. Для облегчения скольжения перед бетонированием внутренние стенки опалубки смазывают соляровым маслом.
Минимальная толщина стенок бетонируемой конструкции определяется расчетом и равна 12 см. Необходимо обеспечивать такие порядок и темп работ, чтобы при подъеме опалубки не происходил отрыв бетона за счет сил трения. При толщине стенки 12 см масса бетона, свежеуложенного выше образовавшегося зазора между опалубкой и ранее уложенным бетоном, будет больше сил трения между бетоном и стенками опалубки. Для колонн с учетом малой площади сечения при относительно большом периметре опалубки минимальная толщина стенок должна быть не менее 25 см.
Для подъема опалубки используют домкраты: ручные, гидравлические и электрические.
Применение скользящей опалубки при непрерывной работе в три смены позволяет возводить сооружения на высоту 3...4 м в сутки. При таком темпе бетонирования стен в жилищном строительстве реально сооружать до одного этажа в сутки. Такой скорости не обеспечивают другие методы производства работ.
Подъем опалубки начинают сразу после укладки в нее бетонной смеси. Опалубочные щиты в процессе подъема не отрываются от бетона, а скользят по его поверхности. Скорость подъема опалубки составляет 1...4 см/мин. При такой скорости вполне достаточно времени для выполнения всего цикла бетонирования — установки арматуры, закладных частей и элементов, наращивания домкратных стержней, укладки и уплотнения бетонной смеси.
Возведение зданий в скользящей опалубке требует строгого выполнения технологических требований: высокое качество бетонной смеси (подвижность, вязкость, удобоук- ладываемость), непрерывность бетонирования, строгая вертикальность движения опалубки, доставка бетонной смеси по графику бетонирования, непрерывность работ по установке арматуры.
Возведение жилых зданий в скользящей опалубке — комплексный процесс, который включает в себя установку и выверку опалубки, армирование конструкций, наращивание домкратных стержней, установку закладных деталей, проемообразователей для оконных и дверных блоков, уход за бетоном и т. д. Эти процессы должны быть увязаны во времени. Армирование стен следует осуществлять параллельно с бетонированием, без отставаний, проемообразователн необходимо устанавливать до монтажа и вязки арматурных каркасов.
Бетонная смесь подвижностью 6...8 см считается оптимальной. Применение литой смеси сокращает до минимума трудоемкость разравнивания, уплотнения и отделки горизонтальных поверхностей, в том числе и перекрытий. Даже при отсутствии пластифицирующих добавок бетонная смесь может иметь подвижность 4...6 см и подаваться в конструкции с помощью бетононасосов.
На начальном этапе бетонирования по периметру сооружения укладывают ярус высотой 70...80 см слоями 20...30 см с обязательным виброуплотнением. После набора бетоном требуемой начальной прочности опалубку начинают поднимать со скоростью 20...30 см/ч с одновременной укладкой бетонной смеси слоями. С учетом транспортирования с завода, перегрузок, укладки слоями, бетонную смесь приготавливают с использованием замедлителей схватывания не менее чем на 3 ч. Для укладки смеси в опалубку могут быть использованы бункеры, тележки, оптимальным можно считать применение бетононасосов с распределительными стрелами. Желательно бетонную смесь укладывать сразу по всему периметру сооружения, каждый последующий слой — до схватывания ранее уложенного.
В традиционной форме скользящей опалубки с расположением опорных внутри нее стержней имеется много недостатков: сложность, а иногда и невозможность установки арматуры в виде сеток, пакетов, каркасов, невозможность устройства больших проемов в стенах. Применение опалубки требует большого объема вспомогательных работ по устройству проемов, высока трудоемкость устройства перекрытий, все это ограничивает применение опалубки в жилищном строительстве. Дополнительные недостатки опалубки
сложность контроля вертикальности сооружения и необходимость использования бетонов более высоких марок.
Сдерживающими факторами развития и широкого распространения скользящей опалубки являются:
– резкое удорожание работ в зимних условиях;
– использование рабочих только высокой квалификации;
– резкое снижение эффективности при нарушении технологического процесса;
– большие затраты на ликвидацию дефектов бетонирования.
Одним из конструктивных решений может быть автоматизация работы гидродомкратов, в частности использование режима «шаг на месте», позволяющего исключить прилипание опалубки к бетону при остановке подъема системы. Этот режим служит и другой, более важной цели — строго горизонтальное выравнивание опалубки. При подъеме опалубки может произойти ее перекос. При заданном уровне остановки подъема домкратов тот из них, который достиг этого уровня, начинает топтаться, поджидая выравнивания остальных.
Другим решением, повышающим индустриальность и технологичность работ в скользящей опалубке, является переход от скользящего непрерывного движения щитов к их цикличному подъему. Для этой цели используют отрывные щиты с системой шагающих электромеханических подъемников. В основу технологии положен принцип остановки опалубочной системы после бетонирования яруса на высоту 70...80 см. Бетонирование при этом ведут традиционно. После достижения бетоном заданной начальной прочности осуществляют отрыв щитов от бетона и перестановку (перемещение) их на новую отметку яруса. При этом подъем всей системы осуществляют электромеханическими подъемниками, опирающимися на телескопические стержни с опорными башмаками. Механизм подъема настраивают на обеспечение хода, равного высоте бетонируемого слоя, или 70...80 см.
Рассмотренная технология достаточно эффективна. Повышается качество поверхностей, исключаются дефекты бетонирования, связанные с перерывами в подаче бетонной смеси. Технологические перерывы способствуют лучшей организации выполнения всех сопутствующих работ. Применение отрывных щитов позволяет увеличить долговечность
их эксплуатации, использовать в качестве палубы водостойкую фанеру, что значительно повышает качество бетонируемой поверхности и снижает массу щитов.
Существуют системы скользящей опалубки, где домкратные стержни вынесены за пределы бетонируемой конструкции. Они расположены снаружи с двух сторон от опалубки и раскреплены в пространственных каркасах. Такое решение позволяет облегчить извлечение домкратных стержней из конструкции, упрощает установку арматурных каркасов, устройство оконных, дверных и других проемов, укладку в опалубку любых закладных деталей, но одновременно возникает проблема обеспечения устойчивости домкратных стержней.
При возведении стен в скользящей опалубке могут быть использованы следующие варианты устройства междуэтажных перекрытий:
а) из сборных железобетонных плит размером на комнату после возведения стен;
б) монолитные, бетонируемые «снизу вверх» также после возведения стен (рис.4);
в) монолитные, когда совмещают бетонирование стен и перекрытий поэтажным способом (рис.5);
г) монолитные перекрытия, бетонируемые «сверху вниз» (рис.6);
д) монолитные перекрытия, бетонируемые в процессе возведения стен с отставанием на два-три этажа.
36. Состав работ при устройстве монолитных железобетонных конструкций. Назовите основные виды опалубки и области их применения. Назначение опалубки и требования, предъявляемые к опалубкам. Изобразите схему крупнощитовой опалубки (на примере возведения объекта теплоэнергетического строительства)
Комплекс работ по возведению монолитных бетонных и ж/б конструкций состоит из заготовительных, транспортных и монтажно-укладочных процессов.
Заготовительные и транспортные процессы – изготовление опалубки, заготовка арматуры, сборка арматурно-опулубочных блоков, выбор материалов, подбор состава и приготовление бетонной смеси – осуществляют, как правило, в специальных цехах, установках или на заводах.
К монтажно-укладочным процессам, которые рекомендуется выполнять поточными методами, выделяя специализированные потоки в составе объектных потоков, относятся: установка опалубки и арматуры, монтаж арматурных и арматурно-опалубочных блоков, подача, распределение и уплотнение бетонной смеси, уход за уложенным бетоном, натяжение арматуры и инъекцирование растворной смеси в каналы, контроль качества, распалубливание готовых конструкций и их отделка.
Опалубка – это временная вспомогательная конструкция, обеспечивающая заданные геометрические размеры и очертания бетонного элемента конструкции, в которую укладывают бетонную смесь. В опалубке бетонная смесь твердеет, превращаясь в бетон. После того, как бетон достиг требуемой прочности, опалубку удаляют, т.е. производят распалубливание. Опалубку фиксируют в проектное положение с помощью лесов или других опорных и поддерживающих устройств. Опалубка должна отвечать следующим основным требованиям: быть прочной, устойчивой, не должна изменять формы и размеры под действием нагрузок, возникающих в процессе производства работ. Конструкция опалубки должна быть технологичной, т.е. она должна легко устанавливаться и разбираться, не создавая затруднений при монтаже арматуры, а также при укладки и уплотнении бетонной смеси. Опалубка должна обладать оборачиваемостью, т.е. многократное использование. Материал из которого изготовляется опалубка, должен быть экономичным.
Материалами для изготовления опалубки служит: древесина хвойных и лиственных пород, водостойкая фанера, древесноструженные и древесноволокнистые плиты, листовая, фасонная и сортовая сталь, стеклопластики, стальные тканные сетки, армоцементные, асбестоцементные плиты и трубы, бетонные и железобетонные плиты оболочки.
В зависимости от вида и конструктивных характеристик, возводимых бетонных и железобетонных элементов, конструкций бетонирование ведут с помощью различных типов опалубок: разборно-переставной, подвесной, скользящей, подъемно-переставной, объемно-переставной, катучей, несъемной, необорачиваемой.
Разборно-переставная опалубка состоит из отдельных щитов и поддерживающих их частей: кружал, ребер, схваток, стяжек. Различают три вида: мелкощитовую, крупнощитовую – унифицированная, опалубка в виде блоков и блок-форм. Эту опалубку применяют для ленточных, прямоугольных под колонну, ступенчатых фундаментов.
Подвесную опалубку применяют при бетонировании конструкций, расположенных на большой высоте.
Скользящую опалубку применяют при возведении силосов, труб, ядер жесткости и стен зданий повышенной этажности. При перемещении по высоте скользящая опалубка не отделяется от бетонируемой конструкции, а скользит по ее поверхности, передвигаясь в процессе бетонирования при помощи подъемных устройств. Для подъема применяют гидравлические и электромеханические домкраты.
Подъемно-переставную применяют при бетонировании сооружений большой высоты постоянного и переменного сечения. В такой опалубке бетонируют дымовые трубы, телевизионные башни, градирни. Подъемно-переставная опалубка состоит из панелей наружной и щитовой внутренней опалубки, несущих колец, опорной рамы, механизмов радиального перемещения наружной опалубки, рабочей площадки, наружных и внутренних подвесных лесов.
Объемно-переставную опалубку применяют при возведении многоэтажных зданий с монолитными стенами и перекрытиями. Опалубка состоит из пространственных металлических П-образных секций, собранных на шарнирах. Боковые панели служат внутренней опалубкой монолитных стен, а верхняя- палубой перекрытий. Ее устанавливают в проектное положение с помощью крана.
Катучая опалубка состоит из отдельных блоков, которые периодически передвигаются по рельсовому пути на каиках или колесах по бетонной подготовке вдоль бетонируемого здания. Их применяют при бетонировании тоннелей, коллекторов, подпорных стенок, путепроводов.
Несъемная опалубка в процессе бетонирования прочно связывается с основной конструкцией и становится ее частью. Применяют при бетонировании сводов, массивных фундаментов.
Необорачиваемую опалубку изготовляют на месте, применяют в тех случаях, когда многократное использование опалубки в силу тех или иных причин невозможно (для единичных нетиповых конструкций, не имеющих повторяющих элементов).
К простым типам опалубки из крупноразмерных опалубочных систем относится крупнощитовая. Щиты опалубки стен и перекрытий соответствуют по размерам бетонируемой ячейке здания, площадь щитов может составлять от 5 до 70 м2 и более. Для бетонирования можно использовать щит и меньшего размера с определенным модулем, с тем, чтобы собирать из них опалубочные поверхности для различных ячеек зданий с различными планировочными решениями.
Основным элементом опалубки является крупноразмерный щит обычно каркасной конструкции. Каркас выполняют из металла, палуба может быть как металлической, так и деревянной (большей частью из водостойкой фанеры). Щит, кроме того, оборудуют пространственными ребрами жесткости, как вертикальными, так и горизонтальными, а также подмостями для бетонирования с ограждением (рис. 1).
Для точной установки и распалубки в нижней части щита устанавливают винтовые домкраты, для возможности опрокидывания щита при распалубке в нижней части палубы установлены специальные опоры. Для восприятия давления бетонной смеси, противостоящие щиты объединены стяжными болтами. Верхние стяжные болты большей частью проходят выше опалубки и остаются выше бетона при бетонировании стен. Нижний ряд стяжных болтов большей частью устанавливают не дальше 10—15 см от низа, с тем, чтобы отверстия, образованные в стенах, после извлечения болтов находились под полом. Горизонтальными несущими элементами служат унифицированные детали, соединяемые с элементами AZ. Последние можно устанавливать также горизонтально. При бетонировании зданий и сооружений несущие элементы AZ объединяют по высоте с помощью накладок на болтах.
В комплекте с унифицированными элементами имеются подкосы с винтовыми домкратами и подмости с ограждением. Закрепляют подкосы с помощью клиньев специальной конфигурации, подмости — болтами.
Высоту щитов принимают обычно равной высоте этажа.
Щиты изготовляют нескольких типоразмеров по длине с модульным изменением размеров. Масса опалубки составляет от 60 до 75 кг/м2 оборачиваемость ее - от 200 до 300 раз, а использование фанерной палубы — до 100 раз.
37. Состав работ при устройстве монолитных железобетонных конструкций. Назовите основные виды опалубки и области их применения. Назначение опалубки и требования, предъявляемые к опалубкам. Изобразите схему подъемно-переставной опалубки (на примере возведения объекта теплоэнергетического строительства)
Комплекс работ по возведению монолитных бетонных и ж/б конструкций состоит из заготовительных, транспортных и монтажно-укладочных процессов.
Заготовительные и транспортные процессы – изготовление опалубки, заготовка арматуры, сборка арматурно-опулубочных блоков, выбор материалов, подбор состава и приготовление бетонной смеси – осуществляют, как правило, в специальных цехах, установках или на заводах.
К монтажно-укладочным процессам, которые рекомендуется выполнять поточными методами, выделяя специализированные потоки в составе объектных потоков, относятся: установка опалубки и арматуры, монтаж арматурных и арматурно-опалубочных блоков, подача, распределение и уплотнение бетонной смеси, уход за уложенным бетоном, натяжение арматуры и инъекцирование растворной смеси в каналы, контроль качества, распалубливание готовых конструкций и их отделка.
Опалубка – это временная вспомогательная конструкция, обеспечивающая заданные геометрические размеры и очертания бетонного элемента конструкции, в которую укладывают бетонную смесь. В опалубке бетонная смесь твердеет, превращаясь в бетон. После того, как бетон достиг требуемой прочности, опалубку удаляют, т.е. производят распалубливание. Опалубку фиксируют в проектное положение с помощью лесов или других опорных и поддерживающих устройств. Опалубка должна отвечать следующим основным требованиям: быть прочной, устойчивой, не должна изменять формы и размеры под действием нагрузок, возникающих в процессе производства работ. Конструкция опалубки должна быть технологичной, т.е. она должна легко устанавливаться и разбираться, не создавая затруднений при монтаже арматуры, а также при укладки и уплотнении бетонной смеси. Опалубка должна обладать оборачиваемостью, т.е. многократное использование. Материал из которого изготовляется опалубка, должен быть экономичным.
Материалами для изготовления опалубки служит: древесина хвойных и лиственных пород, водостойкая фанера, древесноструженные и древесноволокнистые плиты, листовая, фасонная и сортовая сталь, стеклопластики, стальные тканные сетки, армоцементные, асбестоцементные плиты и трубы, бетонные и железобетонные плиты оболочки.
В зависимости от вида и конструктивных характеристик, возводимых бетонных и железобетонных элементов, конструкций бетонирование ведут с помощью различных типов опалубок: разборно-переставной, подвесной, скользящей, подъемно-переставной, объемно-переставной, катучей, несъемной, необорачиваемой.
Разборно-переставная опалубка состоит из отдельных щитов и поддерживающих их частей: кружал, ребер, схваток, стяжек. Различают три вида: мелкощитовую, крупнощитовую – унифицированная, опалубка в виде блоков и блок-форм. Эту опалубку применяют для ленточных, прямоугольных под колонну, ступенчатых фундаментов.
Подвесную опалубку применяют при бетонировании конструкций, расположенных на большой высоте.
Скользящую опалубку применяют при возведении силосов, труб, ядер жесткости и стен зданий повышенной этажности. При перемещении по высоте скользящая опалубка не отделяется от бетонируемой конструкции, а скользит по ее поверхности, передвигаясь в процессе бетонирования при помощи подъемных устройств. Для подъема применяют гидравлические и электромеханические домкраты.
Подъемно-переставную применяют при бетонировании сооружений большой высоты постоянного и переменного сечения. В такой опалубке бетонируют дымовые трубы, телевизионные башни, градирни. Подъемно-переставная опалубка состоит из панелей наружной и щитовой внутренней опалубки, несущих колец, опорной рамы, механизмов радиального перемещения наружной опалубки, рабочей площадки, наружных и внутренних подвесных лесов.
Объемно-переставную опалубку применяют при возведении многоэтажных зданий с монолитными стенами и перекрытиями. Опалубка состоит из пространственных металлических П-образных секций, собранных на шарнирах. Боковые панели служат внутренней опалубкой монолитных стен, а верхняя- палубой перекрытий. Ее устанавливают в проектное положение с помощью крана.
Катучая опалубка состоит из отдельных блоков, которые периодически передвигаются по рельсовому пути на каиках или колесах по бетонной подготовке вдоль бетонируемого здания. Их применяют при бетонировании тоннелей, коллекторов, подпорных стенок, путепроводов.
Несъемная опалубка в процессе бетонирования прочно связывается с основной конструкцией и становится ее частью. Применяют при бетонировании сводов, массивных фундаментов.
Необорачиваемую опалубку изготовляют на месте, применяют в тех случаях, когда многократное использование опалубки в силу тех или иных причин невозможно (для единичных нетиповых конструкций, не имеющих повторяющих элементов).
38. Перечислите технические параметры, по которым подбирается монтажный кран. Выберете марку крана монтажного потока по установке колонн одноэтажного промышленного здания пролетом 18 м, при массе колонн 8 т, длине 14 м
Выбор крана для каждого монтажного потока производят по техническим параметрам. К ним относятся: требуемая грузоподъемность Qк, наибольшая высота подъема крюка Hк, наибольший вылет крюка Lк. Для передвижных стреловых кранов на гусеничном или пневмоколесном ходу кроме указанных параметров учитывают длину стрилы.
1) Qк - грузоподъемность, определяется по массе элемента Qэ, массы монтажных приспособлений Qпр, и массы грузоподъемного устройства Qгр Qк Qэ +Qпр+Qгр Q=8+0,45+0,1=8,6 т
2) Высота подъема крюка
Hк=hо+hз+hэ+hст
ho – расстояние от уровня стоянки крана до опоры сборного эл-та на верхнем монтажном горизонте, м
hз – запас по высоте для обеспечения безопасности монтажа(не менее 1 м),м
hэ – высота или толщина элемента , м
hст- высота страповки ;
Hк=14+1+1,6=16,6 м
3) Вылет крюка
Lк=Lс
соs
+d
tan
=
=
=
2.24
=
66о
Lс
– длина стрелы Lс=
=
=24.4м
hп – длина грузового полиспаста крана (приближенно принимают от 2 до 5 м ),м; b1 – длина (или ширина) сборного элемента, м; S – расстояние от края элемента до оси стрелы (приближенно 1.5 м), м; - угол наклона оси стрелы крана к горизонту, град.
hc – расстояние от оси крепления стрелы до уровня стоянки крана (около 2 м), м; d – расстояние от оси вращения крана до оси крепления стрелы (около 1.5 м), м.
Lк= 24.4* соs +1.5=12м
В данном случае выбираем гусеничный кран МКГ-25, грузоподъемность =25т, высота подъема стрелы =31м.
39. Особенности производства земляных работ в зимнее время. Классификация способов разработки грунта в условиях отрицательных температур. Изобразите технологическую схему котлована в зимнее время с указанием основных типов машин и оборудования
При замерзании грунта механическая прочность его значительно возрастает и затраты машинного времени на его разработку увеличиваются в несколько раз, что приводит к удорожанию работ. В то же время временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без откосов; даже при наличии водонасыщенных слабых грунтов нет необходимости в устройстве шпунтовых ограждений и водоотливе. Таким образом общее удорожание земляных работ, выполняемых в мерзлых грунтах, может быть не таким уж значительным. Разрабатываемый мерзлый грунт состоит из отдельных комьев, образует много пустот с плохо поддается уплотнению. Поэтому применять его для устройства насыпей, как правило, не рекомендуется. Иногда грунт укладывают во временные отвалы, расположенные вблизи от проектируемой насыпи. В этих отвалах грунт оттаивает, после чего его укладывают в насыпь, что также повышает трудоемкость и стоимость работы по возведению этого сооружения.
Земляные работы зимой осуществляют следующими тремя методами. Первый метод предусматривает предварительную подготовку грунтов с последующей их разработкой обычными методами; при втором методе мерзлые грунты нарезают предварительно на блоки; при третье методе мерзлые грунты разрабатываются без их предварительной подготовки.
Различают следующие способы предварительной подготовки грунтов для разработки в зимних условиях: предохранение грунта от промерзания, оттаивание мерзлого грунта, предварительное рыхление мерзлого грунта.
Предохранение грунта от промерзания
Известно, что наличие на дневной поверхности термоизоляционного слоя уменьшает как период, так и глубину промерзания. После отвода поверхностных вод можно устроить термоизоляционный слой одним из следующих способов.
Рыхление грунта. При вспахивании и бороновании грунта на участке, предназначенном для разработки зимой, его верхний слой приобретает рыхлую структуру с замкнутыми пустотами, заполненными воздухом, обладающую достаточными термоизоляционными свойствами. Вспашку ведут тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20-35 см с последующим боронованием на глубину 15-20 см.
Защита поверхности грунта термоизоляционными материалами – древесных листьев, сухого мха, торфяной мелочи, шлака, стружек и опилок, укладываемых слоем 20-40 см непосредственно по грунту.
Пропитка грунта солевыми растворами -рассыпают заданное кол-во соли, после чего грунт вспахивают.
Способы оттаивания мерзлого грунта
Оттаивание грунта сверху в низ – наименее эффективный, т.к. источник тепла размещается в зоне холодного воздуха, что вызывает большие потери тепла. Способ оттаивания грунта снизу вверх – главный недостаток – трудоемкие подготовительные операции. При оттаивании грунта по радиальному направлению – тепло распространяется радиально от вертикально установленных прогревающих элементов, погруженных в грунт. Огневой способ. Оттаивание в тепляках и отражательными печами – тепляки представляют собой открытые снизу короба с утепленными стенками и крышей, внутри которых размещают спирали накаливания. Оттаивание грунта горизонтальными и вертикальными электродами. Оттаивание токами высокой частоты. Оттаивание грунта солевыми растворами.
Предварительное рыхление мерзлого грунта средствами малой механизации, которые являются сменным оборудованием, землеройные машины применяют при незначительных объемах работ. При больших объемах работ целесообразно использовать механические и мерзлоторезные машины.
Взрывной способ рыхления наиболее экономичен при больших объемах работ и значительной глубине промерзания. Но его можно применять только вдали от жилых домов и промышленных зд.
Механическое рыхление применяют при отрыве небольших по объему котлованов. Для рыхления на глубину 0.5- 0.7 м применяют клин-молот, подвешенный стреле экскаватора (драглайна), так называемое рыхление раскалыванием.
Рыхление грунта механическими рыхлителями производят при глубине промерзания более 0.4 м. В этом случаи грунты рыхлят путем скола или нарезки на блоки. Дизель - молоты (типа С-222) могут рыхлить грунт при глубине до 1,3 м и наравне с клиньями являются навесным оборудованием к трактору и к экскаватору.
Рыхление грунта тракторными рыхлителями – рыхление 0,3-0,4 м. Их часто используют совместно с бульдозером, который может в этом случае попеременно рыхлить или разрабатывать грунт.
Рыхление мерзлого грунта средствами малой механизации. При небольших объемах применяют бурильные молотки(отбойные), питаемые от передвижных компрессоров.
Основное оборудование: разработка экскаватора с активными зубьями, экскаватора с нагреваемым ковшом, а также механических кусачек, смонтированных на стреле - разработка без подготовки.
Разработка экскаватором с предварительным рыхлением мерзлого слоя дизель – молотом.
М
ерзлый
грунт, в силу своей повышенной механической
прочности, которая возрастает с понижением
температуры, усложняет производство
земляных работ в зимних условиях и
ограничивает применение землеройно-транспортных
машин. В связи с этим при производстве
работ в зимнее время возрастают затраты
труда, энергии и топлива. Глубина и
скорость промерзания зависят от значений
и длительности воздействия отрицательных
температур, свойств и влажности грунта,
силе ветра. Грунты, подлежащие разработке
в зимнее время целесообразно предохранять
от промерзания. Если нельзя это
предусмотреть, то перед разработкой
мерзлый грунт сначала оттаивают и
разрыхляют, а затем разрабатывают.
Особенности разработки грунта в условиях
отрицательных температур: 1. Предохранение
грунта от промерзания (утепление грунта
стружками, листьями, шлаком); водовоздушное
покрытие пеной из поверхностно-активных
веществ (понижает промерзание в 10 раз);
вспахивание грунта, глубокое рыхление
экскаватором. 2. Оттаивание мерзлых
грунтов (огневой способ - сжигание
топлива под металлическими коробами,
устанавливаемыми над нагреваемой
поверхностью; отражательные печи -
тепловой поток от инфракрасных
излучателей; химический способ - растворы
хлоридов размораживают влагу, находящуюся
в порах грунта; паровые иглы - размораживание
грунта горячим паром; водяные циркуляционные
иглы - размораживание грунтов с помощью
горячей воды, циркулирующей по системе
игл; электронагревание мерзлого грунта
с помощью электродов).
Классификация способов рыхления и разработки мерзлых грунтов с технологическими схемами котлованов. !. Взрывной способ рыхления мерзлого грунта: буровзрывной (взрывчатое вещество закладывается в скважины после чего на глубине производят взрыв) и щелевзрывной (взрывчатое вещество закладывается в щели, прорезанные дискофрезными машинами, после чего на глубине производят взрыв). Механические способы рыхления и разработки. Механическое рыхление выгодно производить навесными рыхлителями на базе гусеничных тракторов мощностью 150-500 л.с. 1- начало рыхления, 2 - диагональные проходки, 3 - продольные проходки, 4 - навесной тракторный рыхлитель. На небольших площадках при глубине промерзания до 1 метра применяют дизель-молот с клином. 1 - экскаватор, 2 - дизуль-молот, 3 - мерзлый грунт, 4 - недобранный грунт, 5 - шаги передвижки, 6 - места стоянок. Используют также блочный метод разработки грунта: массив грунта разрезают на блоки дискофрезными машинами, а потом эти блоки сдвигают. 1 - экскаватор, 2 - многоковшевый экскаватор, 3 - талый грунт, 4 - недобранный грунт, 5 - подготавливаемый участок, 6 - ненарезанные щели в мерзлом грунте.
40. Опишите состав работ при устройстве котлована под фундамент промышленного здания при следующих данных: Группа грунта-II, глубина котлована - 3,5 м, уровень грунтовых вод - 2,5 м, угол кривизны откоса - по условиям строительной площадки - по СНиП, время года - лето
Вертикальная планировка строительной площадки начинается с подготовительных работ: сно строений, очистка территории от пней, валунов и т.п, среза растительного слоя грунта.
Способы выполнения ведущих процессов - выемки и транспортирования грунта - зависят от объемов и срока выполнения работ, характеристики грунтов, рельефа местности и климатических условий. При планировке площадки грунт разрабатывается бульдозерами, скреперами, одноковшовыми экскаваторами и другими средствами механизации. Технологический процесс устройства котлована включает в себя следующие шаги:
1. Разработка грунта и выгрузка его в транспортные средства или за бровку котлована.
2. Водопонижение: осуществляется с помощью иглофилтров или электростатическим методом.3. Планировка наклонных откосов котлована.4. Механизированная планировка дна котлована. Чаще всего выполняется вручную.
5.Внутренняя обратная засыпка грунта после монтажа фундамента.
6 . Обратня засыпка пазух между стенами фундамента и откосамикотлована. Выполняется после устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен.Для этого используются излишки грунта, оставшиеся после разработки котлована, которые перемещаются бульдозером. Грунт засыпают слоями по 30-40 см и утрамбовывают его специальными пневматическими трамбовками.
7. Планировка грунта вокруг здания.