11.4. Основные методы возведения одноэтажных зданий

Ведущим технологическим процессом возведения одноэтажных зданий является монтаж сборных конструкций. В зависимости от числа пролетов и габаритов здания применяются несколько специализированных потоков, взаимоувязанных в пространст­ве и времени.

Для этой цели здание разбивается на ряд монтажных участков и захваток, осущест­вляется подбор технических средств и монтажных кранов, обеспечивающих создание ритмичных или кратноритмичных потоков.

Методы монтажа конструкций разделяются по таким факторам, как степень укруп­нения монтируемых элементов; точность установки; техника выполнения монтажных операций.

По степени укрупнения методы монтажа включают:

- поэлементный монтаж, когда здание или сооружение подлежит сборке из отдель­ных элементов, устанавливаемых к ранее смонтированным конструкциям;

- монтаж плоскими укрупненными конструкциями, когда небольшие по размерам элементы перед подъемом собирают в большеразмерные плоские (составные колонны, балки, фермы и т.п.);

- монтаж пространственными блоками, собираемыми на площадке из плоских эле­ментов в виде блоков покрытия, рам и других конструктивных элементов.

По степени точности установки элементов различают:

- свободный монтаж;

- полупринудительный, когда ограничивается свобода движения элемента в резуль­тате применения кондукторов, манипуляторов и др. средств;

- принудительный, когда ограничивается свобода движения элементов на всем мон­тажном цикле в результате применения средств дистанционного управления.

Ограничения, накладываемые на операцию подъема, способствуют повышению точности установки элементов, росту производительности труда, снижению затрат тру­да на ручные операции.

При свободном подъеме применяется широко распространенный поэлементный ме­тод наращивания конструкций в вертикальном положении. Этот метод характеризуется последовательным присоединением снизу вверх монтируемых элементов к ранее смон­тированным. Недостатком его является повышенная сложность работ, вызванная необходимостью выполнения выверочных, крепежных и др. операций на высоте, сни­жение производительности кранов за счет частой смены монтажной оснастки, повы­шенная опасность при производстве работ.

При свободном подъеме конструкций с последующим наращиванием в горизон­тальной плоскости предусматривается последовательное присоединение и закрепление в горизонтальном направлении монтируемых элементов к ранее смонтированным. Сборка элементов и конструкций этим методом производится с использованием про­межуточных опор и называется «полунавесной сборкой». На рис. 11.4 а, приведена схема возведения арочных конструкций покрытия большепролетного здания, где в ка­честве неподвижных опор используются колонны, а промежуточных - временные опо­ры, имеющие возможность перемещаться после окончания цикла монтажа. Стыковка элементов на временных опорах заключается в последовательном присоединении мон­тируемых элементов в горизонтальном направлении. Их опирание осуществляется на временные подмости, которые снабжаются специальными площадками, обеспечиваю­щими безопасность и надежность работы монтажников. Временные опоры снабжаются системой механических или гидравлических домкратов, обеспечивающих выверку монтируемых элементов в проектное положение по вертикали и горизонтали.

Последовательное присоединение свободно поднятых элементов и конструкций в горизонтальном или наклонном направлениях по отношению к ранее смонтированным конструкциям без использования промежуточных опор называется навесной сборкой. Такой метод широко применяется при устройстве пролетных строений мостов

По технике выполнения монтажных операций, кроме упомянутого метода нара­щивания, применяют методы: поворота, скольжения, надвижки и вертикального подъ­ема.

В основу метода поворота заложен принцип поворота конструкций с основанием, закрепленным в специальных шарнирах, служащих осью вращения при повороте. Та­ким методом осуществляется установка арок, рам, колонн и др. элементов. Подъем осуществляется мачтами, полиспастами, кранами.

Метод скольжения применяется при установке массивных конструкций или эле­ментов, когда одна часть элемента устанавливается на опорные салазки или тележки и в процессе подъема смещается в направлении проектного положения.

Метод надвижки предусматривает перемещение частично или полностью собран­ных блоков по направляющим в горизонтальной плоскости. При возведении одноэтаж­ных промышленных зданий этот метод применяется при монтаже кровельной части и является частью конвейерного метода монтажа, он может успешно использоваться при проведении работ по реконструкции зданий без остановки производства.

На рис. 11.4,6 приведена схема производства работ по надвижке перекрытий, вклю­чающая: пост укрупнительной сборки, средства вертикального подъема и горизонталь­ного перемещения. Надвижку выполняют лебедками, полиспастами и другими мои-

Принудительный подъем конструкций методом вертикального подъема по направ­ляющим (рис. 11.4, в) производится при монтаже плоских или пространственных кон­струкций больших размеров (своды, структурные покрытия, балки, фермы и т.п.). Подъем осуществляется путем вертикального смещения, выталкивания или подтягива­ния. Необходимым условием для проведения такого вида работ является наличие вре­менных или постоянных направляющих, в качестве которых используются колонны или стены. Особенностью принудительного подъема является предварительная сборка или укрупнение монтируемой конструкции в зоне монтажа.

При подъеме конструкций выталкиванием по направляющим в качестве монтажных средств могут применяться различные системы подъемников, оборудованных домкра­тами. Выталкивание производится при помощи штанг и стоек, установленных на дом­кратах. Подъемники располагаются на фундаментах рядом с направляющими. Монти­руемая конструкция, предварительно собранная или укрупненная до проектных разме­ров, опирается на штанги толкателей рабочих органов средств вертикального подъема.

На рис. 11.5 приведена схема подъема покрытия с помощью домкратов, располо­женных в основании колонн. В качестве направляющих используются колонны. Подъ­ем производится одновременно в четырех точках покрытия циклично путем выталки­вания подвижных стоек толкателей, которые одновременно смещают все покрытие на шаг хода домкратов (до 200 мм). После каждого перемещения осуществляется блоки­ровка упоров с помощью неподвижных опорных стоек. Затем циклы повторяются до полного подъема покрытия в проектное положение. Средняя скорость подъема при таком методе составляет 1-2 м/ч.

Методы монтажа башен

Монтаж башен осуществляют одним из трех способов: * наращиванием, традиционным поярусным возведением снизу вверх;

• поворотом - сборка конструкции на земле в горизонтальном положении . последующим подъемом в вертикальное проектное положение;

• подращиванием - сборка в вертикальном положении, начиная с самых верхних конструкций, их подъемом, подведением под них последующих конструкций, общим их подъемом, и до полного выдвижения всей конструк­ции.

• При монтаже башен необходимо учитывать возникающие дополнитель­ные нагрузки от:

• монтажных механизмов (подвесные краны, порталы, лебедки);

• изменения пространственного положения конструкции в процессе мон­тажа в сравнении с эксплуатационными (поворот башни вокруг шарниров при методе поворота);

• приложения сосредоточенных усилий в отдельных узлах при подъеме (крановый подъем собранной башни или отдельных ее частей, собранных на земле).

Метод наращивания (рис 16.1). Метод имеет преимущественное рас­пространение, им монтируют в основном башни высотой до 100 м. Сущность метода - поярусный монтаж от нижних отметок к верхним с использованием различных монтажных механизмов. При наращивании монтаж ведут до оп­ределенных отметок монтажным механизмом, установленным на земле, а за­тем другим механизмом, установленным или закрепленным на смонтиро­ванных конструкциях. Кран последовательно перемещается по ним по мере возведения.

Монтаж может осуществляться собранными на земле секциями или вы­полняться на высоте поэлементно.

Варианты монтажа собранными на земле блоками (секциями): " самоходными гусеничными, пневмоколесными и мобильными кранами на специальных шасси;

• башенными кранами достаточной высоты для установки верхних эле­ментов;

• приставными башенными кранами высотой 120...150 м в два этапа: до отметки 65 м кран работает, находясь свободно на своем основании, а далее ствол крана наращивают в верхней части дополнительными звеньями и для повышения устойчивости соединяют монтажными диафрагмами со смонти­рованной частью башни.

Рис 16 1 Монтаж трубчатой башни наращиванием с помощью самоподьемного крана: а—монтаж секции башни; б— перестановка обоймы крат, в —тоже, стволакрана; 1— самоподъемньш кран, 2 — секция башни, 3 — кольцевые подмости; 4 — траверса

Во всех этих случаях монтаж сооружения ведут секциями, а их укрупне­ние производят на специальной площадке в зоне действия монтажного крана.

Поэлементный монтаж осуществляют:

• переставными кранами типа кран-укосина, который состоит из стойки длиной 8,5 м, в нижней и верхней своей части эта стойка крепится к элемен­там возводимой башни и стрелы длиной 28 м, шарнирно соединенной с нижней частью стойки, и с верхней частью - полиспастом; грузоподъемность крана до 6,5 т; главные недостатки крана-укосины - невозможность монти­ровать башню пространственными блоками, частые и трудоемкие переста­новки механизма по высоте;

• универсальными подвесными самоподъемными кранами (все монтажные работы выполняются только на высоте, для использования крана требуется свободное от конструктивных элементов внутреннее пространство башни);

• ползучими самоподъемными кранами, которые опираются на уже смон­тированные ими конструкции и по мере возведения сооружения перемеща­ются по вертикали на вновь установленные секции. Кран конструктивно ре­шен в виде решетчатого ствола со стрелой и перемещающейся обоймой. Она служит для закрепления крана в рабочем положении на сооружении и для перемещения ствола крана по вертикали на следующую стоянку. Перемеще­ние крана осуществляется с помощью специальных блоков и лебедок.

Метод поворота (рис. 16.2). Метод наиболее часто применяют для башен высотой 40...80 м, реже - при высоте до 100 м. Сборку осуществляют на земле в горизонтальном положении с использованием автокрана. Пояс нижнего яруса башни закрепляют в шарнирах, которые устанавливают на фундаментах этой башни. Подъем в вертикальное положение осуществляют вокруг шарнира с помощью лебедок тяговых полиспастов и падающей стрелы, которую могут заменить шевры, неподвижные и наклоняющиеся мачты, краны и другие мон­тажные механизмы. Достоинства метода - сборка на земле не требует высоко­квалифицированных верхолазов, сборка такелажа и подъемного оборудования также выполняется на земле и доступна для контроля.

Башню не только собирают на земле и окрашивают, но и монтируют большую часть радиотехнического оборудования, кабелей и проводки. При повороте башни учитывают наличие двух этапов. Первый - от начала пово­рота до положения неустойчивого равновесия, когда центр тяжести башни

Рис. 16.2. Монтаж мачты методом поворота.

1~- мачта; 2 — подъемные тяги, 3 — оттяжки; 4 — монтажная стрела, 5 — подъем­ный полиспаст; б—якорь; 7 —шарнир (временная опора), 8 — фундамент мачты- 9 — «ременная опора анкера

проходит через поворотный шарнир После прохождения центра наступает второй этап, когда включаются в работу тормозные оттяжки и полиспасты, обеспечивающие плавное опускание опорных башмаков на фундаменты.

Существует несколько разновидностей метода, которые в большей сте­пени зависят от применяемого монтажного оборудования:

• чистый метод поворота, когда одна часть башни собирается на собст­венных фундаментах, остальная часть башни монтируется на земле и с по­мощью такелажного оборудования поворачивается и соединяется с уже смонтированной частью;

• подъем с дотягиванием полиспастом применим в тех случаях, когда гру­зоподъемность и вылет стрелы крана не позволяют поднять и установить башню в проектное положение. С помощью крана конструкцию, закреплен­ную на фундаменте, поднимают до промежуточного положения с помощью самоходного крана, а далее включают в работу тяговые полиспасты; это один из самых простых и удобных способов, требующий наличие самоход­ного крана и минимального такелажного оборудования. Он нашел самое ши­рокое распространение при возведении опор ЛЭП, телебашен небольшой высоты, опор радиорелейной связи, наблюдательных вышек;

• монтаж поворотом с помощью падающей стрелы также осуществляется с использованием специальной стойки, закрепленной на фундаменте или за­крепляемой на земле, и которая помогает осуществить поворот башни вокруг шарнира. Метод применяется относительно редко, для него требуется значи­тельная территория для укрупнения башни, опускания стрелы, крепежа боко­вых расчалок и тормозного устройства. Громоздок и узел опирания падаю­щей стрелы Иногда применяется монтаж башен падающими шеврами, пре­имущественно при отсутствии боковых расчалок и якорей Недостаток - зна­чительная масса шевра, сложность его транспортирования на другой объект

Метод подращивания (рис 16.3). С увеличением высоты башен возрас­тают затраты времени на транспортировку конструкций с земли к отметкам их установки, на доставку монтажников к рабочим местам, повышается влияние метеорологических факторов на ход работ.

Монтаж методом подращивания заключается в том, что на низких от­метках башни начинают монтаж с верхних ярусов, которые циклично выдви­гают вверх и по мере их выдвижения снизу подращивают конструкции ни­жерасположенных ярусов.

При методе подр'ащивания башня разделяется на два блока: нижний и верхний. Нижний блок монтируют одним из обычных способов Высота нижнего блока определяется возможностями монтажных механизмов и ре­шениями по защемлению верхнего блока при выдвижении. Нижний блок становится частью монтажной оснастки, воспринимает монтажные воздейст­вия при выдвижении верхнего блока, на нем закрепляют направляющие и

Рис 16 3 Последовательность возведения башни методом подращивания пространственными блоками

а — план, б — крановый монтаж, в — первая выдвижка, г — укрупнительная сборка, д — «ыдвижка этого блока с помощью тяговых полиспастов, е — очередность сборки и выдвижения блоков (показано цифрами 1 12). 1— электролебедки. 2 — канат полис­паста, 3 —рельсовые пути надвижки укрупненного блока, 4 — стенд сборки блоков, 5 — площадка складирования, 6 — кран, 7—нижняя опорная часть башни, 8— верхняя часть башни с зонтом, У — попарная блокировка полиспастов, 10 —электролебедка для перемещения стендон, 11 — тяговый полиспаст

другие монтажные приспособления. Верхний блок собирают частями внутри нижнего и постепенно выдвигают до достижения проектной отметки. Способ имеет принципиальные отличия и преимущества:

• возможность выполнять самые сложные и трудоемкие процессы сборки конструкций на низких отметках;

• постоянство рабочих мест дает возможность хорошо их оснастить, обо­рудовать и укрыть от непогоды;

• минимальная зависимость от метеорологических условий; " высокая степень безопасности работ;

• качественный пооперационный контроль.

Для метода подращивания наиболее оптимальная форма сооружения призматическая, когда нижняя часть башни должна представлять собой мощную неподвижную конструкцию, способную служить направляющей для выдвижения сквозь нее подращиваемой, также призматической конструкции ствола.

Комбинированный способ применим, когда для отдельных частей баш-ни возможно использование разных методов монтажа. Например, наращива­ние нижней части, установка на верхних ее отметках поворотного шарнира с закрепленной верхней частью и ее поворот с установкой в проектное поло­жение.

Монтаж башен вертолетами производится блоками в соответствии с грузоподъемностью машины. Каждый блок оснащают ловителями и мон­тажными фиксирующими приспособлениями, обеспечивающими дистанци­онную наводку блока и установку его в проектное положение. Для работ ис­пользуют специальные траверсы, тросы с дистанционной системой расстро-повки и специальные устройства, снижающие амплитуду раскачивания от ветровой нагрузки и работы винтов вертолета. Наводку блока производят из кабины вертолета, система ловителей и направляющих устройств обеспечи­вает устойчивость блока после расстроповки. Окончательную установку бло­ка в проектное положение и крепление его осуществляют монтажники. По­сле опускания блока они поднимаются по наружной лестнице на ранее за­крепленные подмости и выполняют работы по проектному закреплению и заделке стыков • внутренней и наружной сваркой стыков и путем установки болтовых соединений.