Монтажные работы при замене и усилении подкрановых балок
Расчетная продолжительность эксплуатации зданий и сооружений основных производств ряда отраслей промышленности значительно превышает сроки морального износа как отдельных агрегатов, гак и технологических линий в целом. Наиболее часто подлежит замене крановый путь (включающий подкрановые балки и крановые рельсы) в связи с интенсивным физическим и моральным износом, необходимостью установки элкетромостовых кранов повышенной грузоподъемности или увеличением шага колонн каркаса. Во всех случаях, когда к месту монтажа обеспечивается подход кранов, их используют традиционными методами. При производстве работ внутри существующих цехов в местах, недоступных для подхода и размещения стреловых кранов, подкрановые балки демонтируют при помощи электролебедок н полиспастов (рис.9, а). Неподвижные блоки полиспастов закрепляют за несущие конструкции каркаса при условии, что они способны воспринять дополнительные монтажные нагрузки.
Рис.9. Демонтаж и монтаж подкрановых балок с использованием
а - в качестве подъемных средств лебедок; б - в качестве поддерживающих конструкций демонтируемых подкрановых балок; в - то же, горизонтальных ферм-блоков; г - монтажной балки и метода надвижки; д - крана с расчаленной стрелой (одноветвевой, двухветвевой, двухветвевой маневренной); 1 - ограждение; 2 - лебедка; 3 - отводной блок, 4 - положение подкрановой балки после демонтажа; 5 - оттяжки; 6 - проектное положение подкрановых балок; 7 - грузовой блок; 8 - страховочные канат; 9 - инвентарная подкладка; 10 - колонна; 11 - демонтируемые подкрановые балки; 12 - элементы вновь монтируемых подкрановых балок; 13 - временные опорные столики; 14 - песочные домкраты; 15 - поддерживающий пространственный блок: 16 - пригруз; 17 - монтажная балка; 18 - укосина; 19 - блок подкрановых балок; 20 - монтажная стойка; 21 - якорь До начала работ удаляют тормозные конструкции, устанавливают в каждом температурном блоке временные вертикальные связи между колоннами и при необходимости выполняют усиление элементов стропильных ферм. Демонтируют или переносят существующие коммуникации. На рельсы крановых путей устанавливают вертикальные тупиковые упоры по границам опасной зоны, а саму зону ограждают и обозначают соответствующими знаками. Работы ведут в такой последовательности. Устанавливают две грузовые лебедки у оснований смежных с демонтируемой зоной колонн и одну оттяжечную в пролете. На оголовках колонн закрепляют неподвижные блоки грузовых полиспастов, пропуская крепежные канаты вокруг опорных узлов стропильных ферм. В цехах старой постройки длина подкрановых балок составляет, как правило, 6 м. Для сокращения сроков производства и трудоемкости работ такие валки рекомендуется, предварительно сваривать между собой по опорным ребрам в плеть длиной 12-18 м. Эту операцию производят в тех случаях, когда сопряжение подкрановой балки с подкрановой ветвью колонны поддается разъединению. Застрелив по концам демонтируемую плеть, балки освобождают от креплений к колоннам и грузовыми лебедками приподнимают на 60-100 мм, а затем оттягивая от опорных консолей, опускают на подготовленную площадку. Демонтированную плеть вывозят автомобильным или железнодорожным транспортом. При производстве работ необходимо соблюдать следующие дополнительные требования по технике безопасности: строповку плетей демонтируемых подкрановых балок следует выполнять таким образом, чтобы исключить возможность соскальзывания строповочных канатов или захватов при опускании балок в наклонном положении; использование конструкций каркаса для закрепления на них подъемных приспособлений должно быть согласовано с проектной организацией и администрацией действующего предприятия.
Мелкоразмерные балки заменяют тяжелыми подкрановыми балками большого пролета при увеличении существующего шага колонн с 6-12 до 30 м и более. Для этого целесообразно использовать самоходные стреловые краны. Однако возможность их применения в действующих цехах крайне ограничена. Поэтому чаще всего для подъема используют лебедки и полиспасты, неподвижные блоки которых закрепляют на несущих конструкциях каркаса. Подкрановые балки часто настолько тяжелы, что конструкции каркаса не в состоянии воспринимать дополнительные монтажные нагрузки, возникающие при их подъеме. Тогда применяют поэлементный монтаж, устанавливая балки по частям с использованием горизонтальных поддерживающих конструкций. Такая технология позволяет сохранить неизменной пространственную устойчивость каркаса, что сводит к минимуму перерывы в работе мостовых кранов в смежных пролетах. Подкрановую балку в таком случае изготовляют и поставляют разукрупненной с таким расчетом, чтобы монтажная масса элементов позволяла вести монтаж без усиления существующих несущих конструкций. К месту монтажа элементы доставляют мостовыми кранами. В качестве поддерживающих конструкций могут быть использованы старые подкрановые балки, которые после демонтажа устанавливают на временные опорные столики (рис.9, б). До начала работ электролебедки устанавливают в местах, указанных в ППР, и надежно закрепляют. С подкрановых балок, подлежащих замене, снимают крановые рельсы и тормозной настил. Работы по замене выполняют в такой последовательности. На подкрановых ветвях существующих колонн жестко закрепляют опорные столики. Стропят заменяемую балку и двумя лебедками натягивают стропы, после чего ее перерезают газовой резкой в приопорной зоне. При этом дополнительно балку следует удерживать расчалками. Двумя лебедками освобожденную балку опускают на опорные столики и закрепляют. Такие операции последовательно выполняют со всеми балками, подлежащими замене на данном участке. Затем демонтируют оставшиеся опорные части балок, усиливают при необходимости оголовки колонн и вырезают их надкрановые ветви в соответствии с габаритом устанавливаемой подкрановой балки. По верхнему поясу опущенных балок устанавливают песочные домкраты. Лебедками поднимают и устанавливают в проектное положение элементы новой балки, крепят их между собой и к колоннам и опускают песочные домкраты. По окончании монтажа подкрановых балок с обеих сторон ряда колонн производят предусмотренный проектом комплекс работ по переопиранию оголовков снимаемых колонн на установленные подкрановые балки и нижние части убираемых колонн. Вывозят демонтируемые конструкции мостовым краном. Монтаж балки массой до 36 т выполняет звено в составе: одного монтажника 6-го разряда, двух - 5-го, четырех - 4-го, одного - 2-го и двух электросварщиков - 6-го и 5-го разрядов. Затраты труда на замену одной такой балки составляют в среднем 30 чел.-дн., выработка на 1 чел.-дн.- 1,15 т.
Если условия производства работ при реконструкции позволяют применять для установки тяжелых подкрановых балок и подстропильных ферм самоходный стреловой кран, то его можно использовать и с расчаленной стрелой (рис.9, д). Это целесообразно в тех случаях, когда спаренные краны использовать невозможно пли их работа экономически неоправданна. Изменение способа закрепления оголовка стрелы позволяет более полно использовать ее несущую способность и повысить грузоподъемность монтажного крана на промежуточных вылетах крюка. В зависимости от места установки крана относительно проектного положения монтируемой конструкции и ее размещения перед подъемом выбирают один из видов оборудования крана с расчаливанием стрелы: с неповоротной платформой, при помощи которого можно изменить вылет крюка с подвешенным к нему грузом и перемешать его вертикально; с ограниченно подвижной платформой (с маневренной расчаленной стрелой), при помощи которого осуществляют названные операции, а также частичный поворот платформы. В монтажную зону конструкции доставляют автомобильным или железнодорожным транспортом. До начала работ готовят площадку для установки крана и размещения на ней стенда укрупнительной сборки монтируемого элемента. Для закрепления расчалок и грузовой лебедки производят геодезическую разбивку мест размещения якорей, после чего устанавливают их и лебедку. При использовании в качестве якорей существующих конструкций здания последние должны быть проверены расчетом на восприятие монтажных нагрузок. Работы выполняют в такой последовательности. На предварительно установленном стенде краном, еще не оснащенным системой расчаливания, производят укрупнительную сборку блока. Затем крепят расчалку к оголовку стрелы и якорю. Стрелу наклоняют, не натягивая систему расчаливания, и стропят установленную конструкцию. Длину расчалки регулируют лебедкой так, чтобы нагрузка от действия массы стрелы и груза воспринималась системой расчаливания, а стреловой полиспаст крана был выключен. Начальный вылет крюка устанавливают путем изменения длины расчалки. Поднимают монтируемую конструкцию крановым механизмом подъема, а посадку ее в проектное положение производят лебедкой, включенной в систему расчаливания. Выверяют и закрепляют устанавливаемый элемент в проектное положение, а систему расчаливания стрелы демонтируют. Операции по разгрузке и укрупнительной сборке балок, переоборудованию крана, установке, выверке и закреплению подкрановой балки выполняет звено в составе: одного монтажника 6-го разряда, двух - 5-го, четырех - 4-го, одного - 2-го и двух сварщиков 6-го и 5-го разрядов. При установке подкрановой балки массой 40 т затраты труда на один элемент составляют в среднем 20 чел.-дн., выработка на 1 чел.-дн, - 2,0т.
В некоторых случаях проектом реконструкции предусматривается значительное увеличение высоты цеха путем наращивания оголовков колонн с сохранением существующей сетки и их нижних частей. При этом высокая внутренняя стесненность пролетов делает невозможными доставку и складирование монтируемых и демонтируемых конструкций внутри полетов. В этих условиях может быть использован метод монтажа подкрановых балок с помощью специальных монтажных балок, передвигающихся по подкрановым путям (рис.9, г). До монтажа подкрановых балок выполняют демонтаж покрытия реконструируемого пролета и срезку оголовков металлических колонн до уровня вновь устанавливаемы подкрановых балок. В торце цеха подготавливают площадку для складирования, укрупнительной сборки конструкций и размещения стрелового монтажного крана. Собирают монтажную балку на подкрановых путях электромостовых кранов. Монтажная балка представляет собой блок, собираемый из двух подкрановых балок, раскрепленных между собой жесткими связями и оснащенных ходовой частью. На его верхних поясах устанавливают и закрепляют укосину, электрическую лебедку, образуют рабочее место моториста и устанавливают противовесы, надежно закрепляя их от смещения. На площадке укрупнительной сборки собирают монтажный блок, состоящий из двух вновь монтируемых подкрановых балок, связей, тормозной балки, рельсов и подвесок. Затем блок поднимают на подкрановые пути и соединяют болтами с установленной ранее там же монтажной балкой. После этого объединенный монтажный блок транспортируют лебедкой к месту установки. К этому времени у колонны или на нее устанавливают монтажную стойку, на которую будет устанавливаться свободный конец подкрановой балки, и закрепляют лебедку. Для установки в проектное положение вновь монтируемый блок стропят за подвески. Натянув стропы грузовыми крюками стойки и укосины, разъединяют устанавливаемый блок с монтажной балкой, опускают его на подготовленное место и временно закрепляют. Затеи его закрепляют согласно проекту. По окончании описанных работ переносят тупиковые упоры на вновь смонтированный блок, а стойку - на оголовок следующей колонны. Используя грузовую лебедку, возвращают монтажную, балку в исходное положение. В дальнейшем операции повторяют в той же. последовательности. При выполнении комплекса работ по монтажу подкрановых балок необходимо соблюдать следующие дополнительные требования по технике безопасности: на ранее смонтированных подкрановых балках устанавливают тупиковые упоры; в районе производства работ выставляют сигнальщиков; зону работ ограждают и обозначают предупредительными плакатами и знаками; ограждают рабочее место моториста на монтажной балке; запрещается нахождение моториста на монтажной балке во время ее движения; удерживающий момент, создаваемый противовесами и монтажной балкой, должен превышать опрокидывающий момент, создаваемый вновь монтируемыми подкрановыми балками, в 1,5 раза; перед началом монтажа подкрановых балок производят испытание укосины и монтажной стойки.
Рациональный способ монтажа монорельсов в стесненных условиях с помощью специального приспособления предложен трестой Спецстальконструкция (рис.10, а). Приспособление состоит из подвески, выполненной из двух уголков, и смонтированных на ней роликов. Подвеску подвешивают на балки покрытия или нижний пояс стропильных ферм Положение роликов регулируют по высоте в зависимости от отметки установки балки и монорельса. Первый монтажный элемент монорельса длиной, равной двойному расстоянию между опорами, поднимают и передвигают по роликам. Затем поднимают второй элемент, стыкуют его с первым и продвигают дальше. Длина второго элемента равна одному или двум шагам опор.
Рис.10. Приспособления для монтажа и выверки монорельсов
а - приспособление для монтажа монорельсов; б - подвесная люлька; 1- влита перекрытия; 2 - крепление подвески. 3 - подвеска; 4 - балка, перекрытия; 5 - монорельс; 6 - ролик; 7 - стропильная ферма; 8 - узел крепления монорельса к ферме; 9 - опора; 10 - гайка шарнирного болта, 11 - подвеска люльки Трудоемкой и сложной операцией при монтаже монорельсов в существующих цехах является их выверка, так как занятость площади цеха технологическим оборудованием не позволяет использовать для этих целей механизированные подъемные люльки. Разработана конструкция люльки, позволяющей выполнять эти работы в различных условиях (рис.10, б). Конструкция состоит из собственно люльки, двух кошек для перемещения по монорельсу, двух подвесок и двух опор. Люльку устанавливают с торца монорельса. Выверку монорельса проводят в таком порядке. Люльку устанавливают в месте крепления монорельса к нижнему поясу стропильной фермы и закрепляют на последней опоре. На опоры монтируют подвески и в зависимости от необходимости регулировки по высоте поднимают или опускают монорельс с помощью гаек шарнирных болтов. Болты имеют ход не более 50 мм в обе стороны. До устройства подвесок и опор запрещается снимать болты, крепящие монорельс. Рихтовать монорельс в стороны можно только после ослабления крепежных болтов в узле крепления монорельса. После выверки монорельса по высоте и в плане его закрепляют по проекту, обрабатывают стык и перемещают люльку к следующему узлу. К работе допускаются лица, имеющие непросроченные удостоверения. Конструкция люльки пригодна для выверки путей подвесного транспорта из прокатных профилей N 24-45 и обеспечивает передвижение по кривым участкам с радиусом закругления до 1,5 м. Люлька массой 300 кг рассчитана на работу двух монтажников. Замена подкрановых рельсов вследствие их износа довольно часто выполняется при реконструкции промышленных зданий. Методы ее осуществления зависят от типа подъемного механизма. Самоходные стреловые краны используют в тех случаях, когда их размещение внутри действующих цехов не вызывает больших затруднений (рис.11, а). В пролете цеха обеспечивают возможность проезда и организовывают стоянки для самоходного крана. На рельсах электромостовых кранов у границ участка работ устанавливают временные тупиковые упоры. На конструкции каркаса здания навешивают инвентарные люльки, лестницы и закрепляют страховочные канаты. Очищают заменяемые подкрановые пути от масел и грязи. Автогеном срезают все крепежные болты и "сухарики" со стороны колонны и несколько болтов со стороны пролета, убирают накладки и выбирают обрезки болтов. Для вывода рельсов из креплений в болтовые отверстия вставляют упорные болты и ломиком "от себя" выдвигают рельс в сторону колонн. Застропив сдвинутый рельс, его краном опускают на нулевую отметку, после чего вновь монтируемый рельс подают монтажным краном на верхний пояс подкрановой балки. В его отверстия вставляют упорные болты и ломиком "на себя" задвигают рельс под крепления. Устанавливают накладки и крепежные болты, выверяют рельс, окончательно затягивают болты и приваривают "сухарики".
Рис.11. Замена подкрановых рельсов
а - самоходным стреловым краном; б - лебедкой; в - перемещение рельса мостовым краном; 1 - устанавливаемый рельс; 2 - ограждение; 3 - подкрановая балка; 4 - площадки складирования рельсов; 5 - стреловой кран: 6 - грузовая лебедка; 7 - мостовой край; 8 - башмак - "калоша"; 9 - захват для рельса; 10 - клин; 11 - перемещаемый рельс
Электролебедки для замены рельсов применяют внутри существующих цехов в местах, недоступных для прохода и размещения стреловых самоходных кранов, при условии, что несущие конструкции каркаса способны воспринимать дополнительные монтажные нагрузки (рис.11, б). Новый рельс подают на верхний пояс подкрановой балки, используя электрические лебедки, установленные у площадки складирования. Затем перемещают рельс к месту монтажа электромостовым краном, используя захват, закрепляемый на рельсе с помощью вбитого клина. Транспортировку осуществляют на минимальной скорости электромостового крана, надев на торец рельса специальное приспособление, сваренное из листового металла - "калошу" (рис.11, в). После доставки всех рельсов к месту замены электромостовой кран отгоняют из зоны работы и на границе устанавливают тупиковые упоры. Освободив заменяемый рельс от крепления к подкрановой балке "(аналогично описанному выше) с помощью ручных захватов меняют его местами с вновь устанавливаемым (перемещая старый рельс к колоннам, а новый - к местам крепления). После этого новый рельс выверяют и закрепляют. Старые рельсы с помощью "электролебедок опускают на нулевую отметку. Если значительному износу подвергались рельсы у стыков, а остальные части находятся в хорошем состоянии, целесообразно не заменять их полностью, а вырезать сработавшиеся участки и сдвигать оставшиеся до образования сплошной нитки путей. Вначале взрезают газокислородной резкой участки длиной 100-150 мм по обе стороны сработанных стыков. Затем сдвигают рельсы с помощью домкрата, электролебедки с полиспастом или ручной лебедки. При использовании гидравлического домкрата вначале ослабляют крепление сдвигаемых рельсов, а затем устанавливают упор для домкрата, крепят его к верхнему поясу подкрановой балки болтами. При сдвижке рельса между его торцом и поршнем домкрата устанавливают прокладку. В дальнейшем переставляют домкрат с упором и сдвигают все рельсы. При использовании электролебедки с полиспастом или ручной лебедки вначале также ослабляют крепления сдвигаемого рельса, затем стропят его с помощью захвата с клином и сдвигают на требуемое расстояние. В дальнейшем расстроповывают рельс, стравливают канат с лебедки и растягивают полиспаст до следующего рельса, подлежащего сдвижке. Остальные рельсы сдвигают аналогично. По окончании сдвижки рельсов по всей нитке сваривают их стыки.