книги из ГПНТБ / Аммосов Н.Г. Монтаж строительных конструкций учеб. пособие

В настоящее время основными способами сварки при устрой­ стве стыков в процессе монтажа является полуавтоматическая электрошлаковая ванная, выполняемая несколькими электродами, и сварка с подкладками и накладками. Сварка стыков должна вестись квалифицированными сварщиками под руководством тех­ нического руководителя, имеющего специальную подготовку, при температурах наружного воздуха до ■—30° С. Электрошлаковая сварка допускается при более низких температурах. В качестве оборудования используют сварочные трансформаторы, сварочные

генераторы и преобразо­ ватели тока.

При ванной сварке ар­ матурных стержней поль­ зуются обычно керамиче­ скими, графитными или медными ваннами (рис. Ѵ.9). В качестве свароч­ ных материалов использу­ ют проволоку марки СВ-08 или другие разно­ видности в соответствии с классами стали, из кото­ рой изготовлены арматур­ ные стержни, и плавлен-

кые флюсы соответствующих марок.

Сварку ведут при постоянном токе обратной полярности, когда сварочная проволока присоединена к положительному полюсу; пи­ тание дуги осуществляется от преобразователей тока или выпря­ мителей.

Инвентарные формы для сварки горизонтальных и вертикаль­ ных стержней изготовляют из меди. Оборачиваемость формы — примерно 100—150 раз. Для горизонтальных стыков применяют аналогичные керамические формы.

Перед сваркой стержни очищают, а их торцы соответствующим образом обрабатывают. На место стыка устанавливают полуфор­ мы, скрепляя их специальной струбциной. Сварочную проволоку подают в зону сварки шланговым полуавтоматом, а с помощью держателя сварщик направляет ее в плавильное пространство, перемещая в нужном направлении.

Под слоем флюса сварщик создает расплав металла электро­ да, который, постепенно накапливаясь, заполняет объем формы. После остывания форму снимают и переставляют на другой стык стержней. Стык очищают от шлака.

Если невозможно использовать полуавтомат, то сварку произ­ водят вручную электродами, но вместо одного электрода в дер­ жателе закрепляют гребенку электродов. Пучок электродов по­ зволяет ускорить образование расплава и снизить силу свароч­ ного тока; в конечном итоге это улучшает качество сварного стыка.

100

Основные преимущества стыков стержней, сваренных ванной сваркой, состоят в том, что здесь отсутствует многошовность, многослойность обычной дуговой сварки, приводящие к внутренним дефектам в металле стыка и неравномерным температурным на­ пряжениям.

Сварку стержней больших диаметров в колоннах больших раз­ меров целесообразно вести двумя сварщиками, которые сваривают одновременно два противоположных стержня. Этот прием позво­ ляет избежать неравномерных температурных деформаций и на­ пряжений.

Антикоррозионная защита закладных деталей может осущест­ вляться двумя принципиально различными методами: механиче­ ским и электрохимическим.

При механической защите поверхность стальных деталей по­ крывают пленкой (слоем) изоляционного материала, предотвра­ щающего доступ воздуха к поверхности стали. Такими материа­ лами являются: краски, лаки, полимеры, обмазки.

При электрохимической защите поверхность стали покрывают слоем металла, обладающего более высоким отрицательным по­ тенциалом в данной среде, чем сталь. Такими металлами явля­ ются цинк или сплав цинка с алюминием.

В случае нарушения изолирующего покрытия или наличия в нем пор, трещин, царапин в местах повреждения изоляции начи­ нает развиваться коррозия. При электрохимической защите пленка металла также механически предотвращает доступ воздуха, но в случае ее нарушения в местах оголения стали появляется гальва­ ническая пара, в которой цинковое покрытие является анодом, а оголенная сталь катодом. В результате взаимодействия такой пары анод подвергается постепенному растворению, а сталь не разру­ шается.

Установлено, что слой цинка толщиной 200 мкм может на про­ тяжении 80 лет защищать стальные закладные детали, установ­ ленные в бетоне и имеющие контакт с атмосферой промышленного предприятия.

Цинк на поверхность стали можно наносить: 1) горячим цин­

лением расплавленного цинка на поверхность детали. Ясно, что первые два способа можно применять только в заводских усло­ виях при обработке закладных деталей, третий способ может быть применен в условиях строительной площадки.

В заводских условиях можно успешно применять фосфатирование деталей в соли «мажеф» с последующей обработкой в бих­ ромате калия и пропиткой в горячем машинном масле. Такая об­ работка называется «фосфат обычный». Сварные швы на фосфатированных деталях покрывают битумом, растворенным в уайтспирите. Фосфатирование экономичнее цинкования и позволяет экономить цинк.

101

Для газопламенного напыления антикоррозионных покрытии пользуются агрегатами УПАГ-1 и УПАГ-2; для электрометалли­ зации— аппараты ЭМ-За, МЭС-1-63 и ЭМ-9. Нанесение покрытий способом электрометаллизации, когда расплавленный электриче­ ской дугой металл распыляется струей воздуха, должно произво­ диться сразу после подготовки поверхности, не допуская переры­

вов больше 3—4 ч.

Из средств механической защиты наиболее надежными являются краски и обмазки, содержащие порошкообразный цинк

или смесь цинка с алюминием.

Заделка стыков бетоном и раствором. Стыки сборных железо­ бетонных конструкций заполняют различными способами: нагне­ танием раствора под давлением, заполнением бетоном стыков при раздельном способе бетонирования, заполнением стыков бетонной смесью с помощью установок системы инженера Н. С. Марчукова или с помощью средств малой механизации.

Заделка стыков и швов бетонной смесью или раствором долж­ на обеспечивать предусмотренные проектом прочность бетона или раствора в стыках, необходимую жесткость и монолитность всей конструкции, необходимое сопротивление теплопередаче, воздухо-, паро-, влагонепроницаемость и стойкость против атмосферных воз­ действий и агрессивных факторов.

К заделке стыков бетонной смесью или раствором приступают только после устройства антикоррозионной защиты закладных деталей.

Бетонные смеси и растворы следует приготовлять на портланд­ цементе или быстротвердеющих цементах (БТЦ) марки не ниже 400. Марка бетона или раствора указана в проекте. При от­ сутствии таких указаний марку бетона или раствора принимают равной марке бетона в конструкциях. Стыки, не воспринимаю­ щие расчетных усилий, должны заделываться раствором мар­ ки 100.

При заделке стыков и швов раствор должен, как правило, на­ гнетаться под некоторым давлением.

При заделке стыков надо стремиться к применению инвентар­ ных опалубок или нащельников, позволяющих использовать их многократно.

Раствор в стыки можно подать растворонасосами, у которых установлен воздушный колпак увеличенной емкости (до 8—10 л).

При заполнении стыков цементным раствором и бетоном целе­ сообразно применять пневмонагнетатели конструкции ЦНИИОМТП. Пневмонагнетатели обладают производительностью 1,2— 1,5 и 2 мъ/ч и имеют емкость резервуара 125, 150 и 250 л.

При использовании растворонасосов и пневмонагнетателей смесь уплотняют.вибраторами.

Установка инженера Н. С. Марчукова позволяет сочетать при­ готовление, транспортирование и укладку малоподвижных це­ ментно-песчаных смесей с их уплотнением по принципу торкрети­ рования. Производительность установки 6—9 м3/ч. При малых

102

объемах работ используют средства малой механизации в виде бункеров, оборудованных различными устройствами, повышающи­ ми текучесть раствора.

При заполнении узких стыков растворами путем нагнетания следует иметь в виду, что увеличение давления вызывает расслое­ ние смеси и способствует образованию пробок. Поэтому для луч­ шего заполнения стыка раствором его следует пластифицировать сульфитно-дрожжевой бардой и дополнительно применять виб­ рацию.

§ 25. УСТРОЙСТВО стыков СТАЛЬНЫХ конструкций

Монтажные соединения металлических конструкций подразде­ ляют на монтажные стыки (соединения отправочных элементов одной и той же конструктивной детали, например балки) и мон­ тажные узлы (например, соединение фермы с колонной). Монтаж­ ные соединения стальных конструкций выполняют на сварке, бол­ тах и заклепках. Соединения листовых конструкций выполняют только сварными. В соединениях, конструкций промышленных зда­ ний широко используют болты, а в соединениях подкрановых ба­ лок больших пролетов для кранов очень большой грузоподъемно­ сти все еще применяют заклепки.

В зависимости от положения швов различают сварку в ниж­ нем, вертикальном и потолочном положении. Лучшее качество сварки достигается при сварке в нижнем положении. Сварка в по­ толочном положении наиболее трудоемка, поэтому ее применение является нежелательным.

Болтовые соединения выполняют на болтах нормальной и по­ вышенной точности, а также на высокопрочных болтах, соедине­ ния на которых устойчивы по отношению к сдвигу.

При сборке листовых соединений применяют стяжные планки и стяжные прокладки.

Сборка болтовых и клепаных соединений в условиях монтаж­ ной площадки имеет много общего и состоит из следующих опе­ раций: подготовки стыкуемых поверхностей, совмещения и рас­ сверловки отверстий, стяжки пакета. Подготовка стыкуемых по­ верхностей заключается в их очистке, удалении заусениц, ржавчины и окалины. Очистка поверхностей может производиться пескоструйным аппаратом, газовыми горелками с температурой пламени 1600—1800° С, благодаря чему окалина и ржавчина от­ слаиваются, а загрязнения сгорают, а также механическими щет­ ками и шлифовальными машинками. При устройстве стыков на высокопрочных болтах лучше применять огневую очистку. При сборке стыков с отверстиями, выполненными заводом на 2—4 мм меньше проектного диаметра, производят их рассверловку пнев­ матическими или электрическими сверлильными машинками. Последние могут быть снабжены магнитным фиксатором, облег­ чающим работу по сверлению отверстий на вертикальных плоско­ стях.

103

Совмещение отверстий выполняют с помощью проходных опра­ вок, диаметр цилиндрической части которых на 0,2 мм меньше диаметра отверстий. Не менее 10% отверстий заполняется проб­ ками, цилиндрическая часть которых должна быть больше толщи­ ны пакета.

Стяжку пакетов производят постоянными или временными бол­

можно регулировать. Контроль затяжки высокопрочных болтов производят динамометрическими ключами.

Соединение листов профилированного металлического настила осуществляют с помощью специальных заклепок из мягких спла­ вов. Такие заклепки имеют полупотайную головку и отверстие в центре. В отверстие заклепки вставляется стальной стержень с головкой, равной диаметру заклепки и упирающейся в ее торец. После установки заклепки в отверстия настила специальный инст­ румент вытягивает стержень, одновременно плотно прижимая го­ ловку заклепки к настилу. Головка вытягиваемого стержня рас­ ширяет отверстие в выступающей части заклепки и образует головку с нижней стороны настила, после чего стержень обры­ вается в месте сделанной на нем шейки. К несущим конструк­ циям настил прикрепляют самонарезающими болтами, которые ввертывают в просверленные отверстия.

Г л а в а VI

ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ПРОИЗВОДСТВА МОНТАЖНЫХ РАБОТ

§ 26. МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕРТОЛЕТОВ

Впервые вертолеты стали применяться на строительно-монтаж­ ных работах в 60-х годах текущего столетия. В строительстве их используют при транспортировании негабаритных грузов на внеш­ ней подвеске и на монтаже сборных строительных конструкций или технологического оборудования с одновременной доставкой их со складов к месту монтажа.

Основными отличительными качествами вертолетов являются возможность производить вертикальный взлет и посадку, отсут­ ствие необходимости в устройстве дорогостоящих специальных взлетных и посадочных площадок, полет и маневрирование в боль­ шом диапазоне скоростей, вплоть до режима зависания. Как гру­ зоподъемный механизм, вертолет не зависит от условий строитель­ ной площадки, легко и быстро перемещается на значительные расстояния, обладает очень большой высотой подъема груза.

Особенно целесообразно применять вертолеты в труднодоступ­ ных районах, где удается сочетать монтажные работы, доставку грузов и перевозку людей.

104

у машин разных типов выполнена различно, но у всех она пред­ ставляет собой канатную систему, в верхней части которой имеет­

у Ми-6 и Ми-10К — в грузовой кабине на специальной раме. Дли­ на подвески может регулироваться с помощью стропов-удлините­ лей, например, для Ми-6 ее можно изменять в пределах от 9 до

60 м.

105

Расстроповка монтируемого элемента после монтажа может осуществляться одним из трех способов: сбросом всей внешней

в нижней части подвески и оборудованных дистанционным управ­ лением.

Уместно заметить, что при проектировании вертолетов Ми-4, Ми-8 и Ми-6 не предусматривалось использование их на монтаж­ ных работах. Они не оборудованы стационарным электромехани­ ческим замком, не имеют прямой видимости груза из кабины лет­ чика, поэтому приходится прибегать к услугам борт-оператора, размещающегося у люка в полу грузовой кабины.

Вертолет Ми-КЩ предназначен для строительно-монтажных работ и перевозки грузов на внешней подвеске. Он имеет спе­ циальную дополнительную кабину, расположенную в носовой части фюзеляжа, оборудованную системой управления. Во время монтажа конструкций летчик-оператор, находящийся в дополни­ тельной кабине, имеет возможность наблюдать за положением элемента и местом монтажа и осуществлять пилотирование верто­ лета. Вертолет Ми-ЮК имеет самую большую грузоподъемность и оборудован электромеханическим замком для расстроповки мон­ тируемых элементов. На Парижском авиационном салоне этим вертолетом был произведен демонтаж мостового крана массой

11тпо заказу одной из французских фирм. Грузоподъемность вертолета

Ргр “ Р ъ з л — Р п . в — р т — Рэ.е>

„Если три последние величины практически постоянны для каж­ дой марки вертолета, то взлетная масса — величина переменная, зависящая от температуры и влажности воздуха, высоты полета] скорости ветра, отметки над уровнем моря и влияния зоны «воз­ душной подушки». Вопрос о выборе уточненного параметра взлет­ ного веса вертолета (и, следовательно, его грузоподъемности) должен решаться совместно со специалистами-авиаторами.

Во время зависания вертолета несущий винт отбрасывает по­ ток воздуха вниз и в стороны. Под центром вертолета поток воз­ духа или практически отсутствует, или направлен вверх, а за окружностью лопастей несущего винта имеет место максимальная скорость потока воздуха, направленного вниз. Когда вертолет ви­ сит примерно на расстоянии диаметра винта от земли или иного горизонтального препятствия воздушному потоку, этот поток, уда­ ряясь о ^препятствие, образует подпор, называемый «воздушной

подушкой». В зоне воздушной подушки вертолет обладает макси­ мальной грузоподъемностью.

106

Впервые в Советском Союзе на строительно-монтажных рабо­ тах вертолет был применен в 1959 г. На здании Екатерининского дворца в г. Пушкине вертолетом ЯК-24 была произведена заме­ на 30 деревянных ферм массой по 2,5 т одиннадцатью металличе­ скими фермами массой по 1,8 т. На монтаже были применены специальные ловители, обеспечивающие точность установки метал­ лических ферм в пределах ±100 мм. На демонтаж тридцати дере­

помощью в ряде случаев можно значительно сократить сроки про­ изводства работ.

В 1963 г. в аэропорту Шереметьево вертолетом был осущест­ влен монтаж панелей покрытия размером 3X12 м массой 850— 950 кг, которые укладывались по фермам арочного типа с шагом 12 м; 80 панелей были смонтированы за 2,3 смены. Для предотвра­ щения раскачивания панелей перед их установкой в проектное положение вертолет зависал в направлении против ветра.

В 1969 г. на Ижевском автозаводе был произведен монтаж 230 железобетонных плит ПКЖ массой 1,5 г. Работы выполнялись вертолетом Ми-8; за смену монтировалось 25—30 плит.

В 1969 г. трестом «Сибхиммонтаж» совместно с летчиками Аэрофлота был осуществлен монтаж двух мачт радиорелейной линии Братск — Железногорск. Решетчатые мачты из уголков с фланцевыми стыками имели высоту 77 и 80 м и состояли соответ­ ственно из 7 и 8 секций высотой от 9,0 до 3,6 м и массой от 4,7 до 3,2 т. В верхней части каждой секции было предусмотрено направ­ ляющее приспособление. Вертолет с очередной секцией зависал над мачтой так, что низ подаваемой секции располагался над на­ правляющим устройством на расстоянии 1,5—2,0 м. По команде борт-оператора производилось дальнейшее снижение, установка секции и ослабление подвески. Специальными вилками монтаж­ ники производили временное крепление секции. По сигналу монтажников вертолет освобождался от подвески, вертикально набирал высоту и улетал. Вертикальный маневр необходим для уменьшения ветрового напора на временно закрепленную сек­ цию.

На монтаж одной секции затрачивалось от 7 до 16 мин летно­ го времени. Монтаж производила бригада в составе 12 человек, прошедших специальную подготовку.

Монтажный цикл при использовании вертолета состоит из транспортирования элемента (горизонтальный полет) и установ­ ки элемента в проектное положение (зависание вертолета и верти­ кальные маневры).

Чтобы доставлять грузы на значительные расстояния вертоле­ том, на нем должны быть значительные запасы топлива, что не­ сколько снижает его грузоподъемность.

При зависании вертолета монтируемый элемент часто раска­ чивается, а скорость опускания груза относительно велика (от 6

107

до 18 м/мин), поэтому очевидна определенная опасность выпол­ нения операции по наводке вручную и невозможность осуществле­ ния при этом достаточно высокой точности монтажа. Выход из этого положения находят, прибегая к методу принудительного

.монтажа с помощью устройств направ­ ляющих, фиксирующих и временно за­ крепляющих элемент (рис. VI.1). Эти устройства могут быть съемными или стационарными (детали стыка элемен­ тов) и в каждом отдельном случае дол­ жны разрабатываться и проектировать­ ся с учетом особенностей конструкции,

дительности.

§ 27. ПРОИЗВОДСТВО МОНТАЖНЫХ РАБОТ ПОД ВОДОЙ

Монтажные работы под водой осуществляются с помощью на­ земных и плавучих кранов, плавающих средств и водолазных служб.

Причальные, оградительные стенки и другие подводные со­ оружения очень часто выполняют из бетонных блоков — массивов правильной геометрической формы массой до 50—100 г, которые монтируют краном, укладывая рядами без применения строитель­

108

вая по телефону соответствующие команды наверх, производит ус­

тановку массива на место, подправляя его ломом по мере опуска­ ния.

При укладке массивов целесообразно применить специальный кондуктор (рис. VI.2), с помощью которого можно производить разбивку трех рядов блоков на участке длиной до 50 м. При уста­ новке последующих массивов водолаз проверяет правильность

Рис. ѴІ.З. Монтаж набережной уголкового типа:

планка с прорезью; 7 — стержни; 8 — монтажная петля; 9 — закладная деталь

укладки рейкой, прикладывая ее к двум ранее уложенным блокам. После окончания монтажа участка сооружения производят за­ грузку отдельных его частей, укладывая наверх блоки, предназна­ ченные для дальнейшего монтажа. Затем проверяют качество, со­ стояние массива и отсутствие деформаций. Промерочные работы выполняют нивелированием.

При строительстве набережных на грунтах, не допускающих забивки шпунта и свай, прибегают к экономичной и индустриаль­ ной конструкции уголкового типа (рис. ѴІ.З). Работы по возве­ дению таких набережных ведут два звена, укомплектованные дву­ мя водолазными станциями. Одно звено выполняет работы по устройству постели (с точностью до ±3 см), а другое монтирует сборные элементы набережной.

Для обеспечения точной установки вертикальной плиты на ее нижнем конце предусматривают монтажную планку с прорезью для монтажной петли, расположенной на выступе фундамент­ ной плиты. Эту планку приваривают на берегу во время прове­ рочной сборки элементов и она служит направляющей для уста­ новки вертикальной плиты на фундаментную н для закрепления элементов; к планке приваривают направляющие стержни, опре­ деляющие положение плиты. Нижний конец анкерных тяг перед монтажом шарнирно прикрепляют к закладным деталям фунда­

109