3 Технология монтажа балочных покрытий

3.1 Конструктивная схема зданий с балочными покрытиями

Конструктивная схема балочного покрытия рассматривается на примере строительства ремонтного цеха Челябинского металлургического комбината.

Большепролетное здание ремонтного цеха представляет собой однопролетный корпус, размерами в плане 163х72 м, перекрываемый балками пролетом 72 м. Высота до низа подкрановых балок - 19 м.

Конструктивная схема здания представлены на рис. 3.1. Габариты балки как монтажного блока характеризуются следующими параметрами: длина – 72 м, ширина – 12 м, высота – 11 м. По нижнему поясу балки предусмотрен монтаж подвесного транспорта в виде монорельса грузоподъемностью 15 т.

Покрытия здания выполнено из сборных ребристых железобетонных плит прямоугольного и трапециевидного очертания по индивидуальному проекту. Свесы балочного блока «закрываются», как это видно из рис. 3.1, трапециевидными плитами разного размера. Изготовление и поставка с завода отправочных марок балки, укрупняемой на стройплощадке в монтажный блок, предусмотрены из длинномерных элементов, выполненных из стального проката. Длина отправочных элементов балки по проекту, превышающих автотранспортные габариты городских коммуникаций, обусловила схему поставки этих конструкций на железнодорожных платформах непосредственно в монтажную зону объекта по временной «ветке» (см. рис. 3.2).

2. Технология монтажа балочного покрытия

Организация строительства корпуса с балочным покрытием предусматривала следующие этапы возведения:

• Устройство временной железнодорожной ветки для поставки в монтажную зону объекта платформ с отправочными элементами балки;

• Прием и складирование отправочных марок на приобъектный склад, площадка под которую подготавливалась одновременно с устройством железнодорожной ветки (см. рис. 3.3);

• Монтаж двух сборочных кондукторов для укрупнения блоков балки из отдельных элементов;

• Сборка монтажного блока конструкции балочного покрытия, согласно технологической схемы на рис. 3.4;

• Монтаж подкрановых путей внутри пролета здания, что обусловлено требованием монтажа тяжеловесного блока весом 100 т, возможного только на минимальных вылетах стрел кранов СКР – 1500. Схема крана приведена на рис. 3.5;

• Монтаж кранов СКР – 1500 с привлечением самоходных пневмоколесных механизмов для подготовки к работе этих механизмов и прием части отправочных элементов на склад;

• Монтаж укрупненного блока балочного покрытия «спаренной» работой 2^х кранов по специально-разработанной технологической схеме (см. рис. 3.6 и 3.7);

• Монтаж плит покрытия по верхнему поясу балки с помощью тех же кранов фрагмент, которого приведен на рис. 3.8;

• Монтаж колонн в очередной монтажной ячейке по схеме, показанной на рисунке 3.3;

• Перебазировка «сборочного» кондуктора на очередную позицию для укрупнения очередного монтажного блока. Это операция выполнялась с помощью рельсовых монтажных кранов СКР-1500, схемы которых показаны на рис. 3.3;

• Демонтаж подкрановых путей на участке корпуса, перекрытого к этому моменту времени смонтированными балками, и установка их в пролете на последующие цифровые оси здания;

• Сборка очередного монтажного блока балки, выполняемой по схеме, приведенной на рис. 3.4;

• Монтаж блока покрытия согласно технологических схем, показанных на рис. 3.6, 3.7 и 3.8.

Завершение монтажа балок в полном объеме покрытия здания осуществляется по этой же «типовой» технологии с последующим демонтажом кранового оборудования и монтажных приспособлений

Специфичной для монтажа балки покрытия является технология установки тяжеловесного блока весом 100 тонн спаренной работой 2-х кранов. В качестве дополнительных комментариев к приведенным на рисунках 3.3 и 3.6 технологическим указаниям необходимо отметить следующее:

1. обеспечение безопасного подъема крупногабаритного блока балки должно выполняться с соблюдением постоянного расстояния между точками строповки полиспастов кранов (). Это необходимо, чтобы избежать возникновения горизонтальных сил, действующих на оголовки стрел кранов при их несогласованных маневрах.

Рисунок 3.1 Схема здания с балочным покрытием: 1-фундамент; 2- колонны стальные; 3- балка покрытия; 4- подвесной монорельс технологического транспорта; 5– плиты покрытия сборные железобетонные.

Рисунок 3.2 Схема поставки отправочных марок балки по железной дороге:

1– временная железнодорожная ветка; 2– платформы железнодорожные; 3– самоходный кран СКГ-40/63; 4– площадка для приема отправочных марок балки; 5– элементы балки; 6– разгрузка элементов балки в монтажной зоне; - минимальный вылет монтажного крана СКГ-40/63.

Рисунок 3.3 Схема организации строительной площадки при монтаже балки пролетом 72м: 1-колонны; 2- блок покрытия; 3- укрупненный блок; 4- подкрановые пути; 5- кондуктор для сборки балочного блока; 6,7- башенно-стрелковые краны СКР-1500; 8- кран СКГ 40/63; 9- железнодорожная ветка; 10- железнодорожные платформы с отправочными марками; 11- приобъектная площадка складирования отправочных марок; 12- элементные балки, доставляемые в монтажную зону автотранспортом.

2. Это условие обеспечивается за счет разработки последовательности включения в работу того или иного кранового оборудования, зависящего от положения монтажного блока при его «развороте» и «наведении» на проектные оси установки на опорные конструкции. Технологическая схема монтажа блока

балки в виде фрагмента траектории перемещения блока и стрел кранов приведена на рисунке 3.6. Расчетные значения углов разворота последовательных «маневров» кранов приведены в табл. 3.1.

3. Допустимый угол отклонения от вертикальной оси полиспаста, согласно требованиям СНиП на устойчивость самоходных установок, равен 3˚. Поэтому «шаг» перемещения стрелы кранов в процессе его подъема и монтажа не должен превышать допустимый предел.

4. Количество циклов в траектории разворота блока определяется соотношением , гдеβ – полный угол разворота блока на стреле крана; α – допустимый угол отклонения от вертикальной оси полиспаста, равный 3˚.

Рисунок 3.4 Схема кондуктора и последовательность сборки отправочных элементов в монтажный блок: 1,2,3,4,5,…10 - отправочные элементы (марки) балки: I, II – временные башенные опоры для сборки верхнего пояса балки; III, IV, V, VI - шпальные «клетки» для сборки нижнего пояса балки; 11, 12 – узлы сопряжения элементов балки верхнего пояса; 13, 14, 15 - узлы сопряжения элементов балки нижнего пояса.

Таблица 3.1 Последовательность маневров стрел монтажных кранов при их

совместной работе в процессе монтажа блока балки

Номер позиции стрелы	Очередность выполнения маневров		Угол поворота l ˚
	Кран 1	Кран 2	Кран 1	Кран 2
Ii – 1	+	-	3	-
IIi – 1	-	+	-	3
Ii– 2	+	-	3	-
IIi – 2	-	+	-	3
Ii – 3	+	-	-	-
IIi – 3	-	+	-	-
…	…	…	+	-
…	…	…	-
…	…	…	+	-

Итого 120˚ 110˚

Примечание: «+» - рабочий цикл крана;

«-» - «ожидание» своего маневра.

5. Синхронизация маневров кранов и контроль за соблюдением технологических параметров монтажа блока балки осуществляется производителем работ с помощью сигнальщика или с помощью радиосвязи.

6. Расстроповка установленного на колонны монтажного блока производится после оформления монтажного стыка опорного узла балки на оголовках колонн.

7. Производство работ по оформлению монтажного стыка и последующая расстроповка монтажного блока осуществляется с площадок приставных лестниц, либо с помощью автогидроподъемников типа АГП-22;

8. Монтаж колонн каркаса, за исключением осей 1 и 2, предусмотрен перед началом установки блока балки, так как «привязка» кранов на допустимом вылете (18 м), обеспечивающим требуемую грузоподъемность комплекта кранового оборудования, равного 50x2=100 тс, обусловило устройство подкрановых путей в «пятне застройки» здания (смотри рис. 3.3).

Вариант «совмещенного» монтажа колонн и блока балки в очередном цикле формирования пространственной ячейки здания потребовал проектирования стыка стальных колонн по схеме «безвыверочного монтажа» с устройством анкерных болтов, устанавливаемых после «посадки» опорного башмака колонны на фундамент.

9. Конструкция такого стыка колонны с фундаментом позволяет, практически без технологического перерыва, осуществлять «загрузку» этого элемента каркаса здания, т. е. производить монтаж следующего блока балки.

Установка стеновых ограждений здания осуществляется в одном монтажном потоке после установки блоков покрытия по схеме наращивания стеновых панелей вертикальными ячейками. Технология монтажа этих элементов

Рисунок 3.5 Схема крана СКР-1500 для подъема укрупненного блока балки покрытия: 1- крюк основного подъема;2- крюк вспомогательного подъема; 3-«гусек»; 4- управляемая стрела башни; 5- подкос основной стрелы; 6- башня; 7- противовес; 8- поворотная платформа; 9- ходовая рама; 10- ходовые тележки; 11- строп; 12 - монтируемый элемент блока балки; 13 - подкрановый путь; 14 – цифровая ось здания (разбивочная ось установки колонн).

Рисунок 3.6 Схема последовательности маневров кранов при подъеме и установке монтажного блока балки в проектное положение: 1 – ось подкрановых путей СКР-1500; 2 – блок укрупненной балки; 3 – блок балки в проектном положении; 4, 5 – траектории перемещения полиспастов кранов; СК₁-1, СК₁-2 – соответственно стоянки первого и второго кранов; I-1, I-2, I-3,…II-1, II-2, II-3…позиции полиспастов кранов при выполнении маневра разворота блока балки; α, β – угол разворота полиспастов кранов №1 и №2 соответственно; β₁, β₂ – полный угол разворота платформы кранов; α₁, α₂ – «шаговый» угол разворота платформы кранов; – расчетное расстояние между полиспастами кранов.

Рисунок 3.7 Монтаж блока балки двумя кранами СКР-1500: 1 - балластная призма подкранового пути; 2 - подкрановой путь; 3 - краны СКР-1500; 4 - колонны каркаса здания установленные перед началом монтажа блока балки; 5 - монтируемый блок балочного покрытия; 6 - кондуктор для сборки балочного блока; 7 - укрупняемый монтажный блок балки; 8, 9 - траектория монтажных маневровых кранов при подъеме и установке укрупненного блока балки в проектном положение; 10 – проектное положение блока.

традиционная и предусматривала следующую схему «заполнения» стены здания:

- монтаж подвесных монтажных площадок для приема и установки стеновых панелей в очередной ячейке (между смежными цифровыми осями). Подвесные площадки закреплялись к нижнему поясу смонтированных ранее балок покрытия;

- прием и складирование стеновых панелей в монтажной зоне самоходного крана CКГ-40;

- монтаж стеновых панелей в ячейке здания (по продольной буквенной оси) по схеме «снизу-вверх» с подвесных площадок;

- «перебазировка» комплекта монтажной оснастки (подвесные площадки), используемых при установке стеновых панелей, на очередную ячейку здания;

Рисунок 3.8 Фрагмент монтажа плит покрытия в «типовой» ячейке здания и установка колонн для последующего монтажа блока балки в очередной ячейке здания: 1 – смонтированные колонны; 2, 3 - смонтированные блоки балок; 4 - плиты покрытия; 5, 6 – краны СКР-1500, 7, 8 – колонны перед установкой их на проектные оси; 9, 10 – установленные колонны для монтажа блока в осях 3-4; 11 – место очередного монтажа блока; I, II, III…VIII – технологическая последовательность установки элементов покрытия.

- монтаж навесных площадок для «расшивки» швов между смонтированными панелями, которые «подвешивались» к консолям балок грузовой платформы, располагаемой на ранее смонтированных плитах покрытия здания.

Таким образом, монтаж стеновых панелей, осуществляемый с «отставанием» от фронта работ с балками покрытия не менее 2^х ячеек здания (6х2=12м) выполнялся в 2 последовательные стадии:

- монтаж панелей с использованием внутренних подвесных площадок по технологии, изложенной выше;

- «расшивка» швов и омоноличивание стыков панелей, производимых последовательно с наружных подвесных площадок после «навешивания» панелей, но с отставанием этого технологического «передела» также не менее чем на 2 ячейки здания от «фронта» работ по монтажу стеновых панелей.

Все перечисленные организационные мероприятия обеспечивали требуемую безопасность монтажного цикла и, одновременно, позволяли осуществлять последовательно-параллельный поток этих работ с минимальным «задалживанием» продолжительности возведения здания ремонтного цеха.