Монтаж металлических пространственных конструкций

Монтаж металлических пространственных конструкций. К ме­таллическим пространственным конструкциям относятся больше-пролетные конструкции зданий общественного назначения: вокзалов, выставочных павильонов, закрытых спортивных и зрелищных сооружений. Разновидностью пространственных покрытий являются структурные конструкции, которые применяют в качестве покры­тий и в промышленных зданиях.
Купольные покрытия обычно   монтируются с помощью   цент­ральной временной опоры, на которой крепят опорное кольцо. Для пролетов, не превышающих 40…50 м, в качестве такой опоры мож­но использовать неповоротную башню монтажного крана.

Монтаж металлических пространственных конструкций. К ме­таллическим пространственным конструкциям относятся больше-пролетные конструкции зданий общественного назначения: вокзалов, выставочных павильонов, закрытых спортивных и зрелищных сооружений. Разновидностью пространственных покрытий являются структурные конструкции, которые применяют в качестве покры­тий и в промышленных зданиях.
Купольные покрытия обычно   монтируются с помощью   цент­ральной временной опоры, на которой крепят опорное кольцо. Для пролетов, не превышающих 40…50 м, в качестве такой опоры мож­но использовать неповоротную башню монтажного крана.

Схема монтажа арочного покрытия

 
XI.59. Схема монтажа арочного покрытия
1 —  элемент аркн; 2 — монтажный кран; 3 — передвижная монтажная опора

Схема монтажа структурного покрытия типа «МАрхИ»

 
XI.60. Схема монтажа структурного покрытия типа «МАрхИ»
1 — кран; 2 — плнта структуры, устанавливаемая в проектное положение; 3 — кран МКП-25; 4 — плита структуры при наземной сборке; 5 — временная опора

Схема монтажа структурного покрытия с помощью установщика

 
XI.61. Схема монтажа структурного покрытия с помощью установщика
1 — блок структурного покрытия; 2 — колонны; 3 — установщик с телескопическим подъем­ным устройством

Схема расстановки шаговых подъемников

 
XI.62. Схема расстановки шаговых подъемников
1 — блок структурного покрытия; 2 — опорные стойки покрытия (положение при сборке); 3 — шаговые подъемники; 4 — расчалки подъемников; 5 — якоря

Схема мембранного покрытия

 
XI.63. Схема мембранного покрытия
1 — соединительная железобетонная арка; 2 — основные   железобетонные   аркв; 3 —стабнлнзнрующне   стальные  канаты;   4 — несущие ванты из листовой стали
 
Временная опора должна опираться через   шпальную  клетку на надежное основание, рассчитанное на восприятие собственной массы и массы монтируемых конструкций. Раскружаливают купол путем ослабления клиньев в основании монтажной опоры или с помощью домкратных устройств, установленных в верхней, ее части.
Арочные покрытия монтируют из двух- и трехшарнирных арок и арок с затяжкой. На рис. XI.59. приведена схема монтажа арочного покрытия из стальных решетчатых арок с затяжкой. В данном случае арки собирают из трех элементов на двух пере­движных монтажных опорах, обрудованных домкратами для вы­верки конструкции. После проектного закрепления стыковых со­единений опоры опускают и передвигают на новую позицию.
Трехшарнирные арки в зависимости от пролета и массы можно собирать из двух полуарок и блоков в виде двух полуарок, скреп-ленных прогонами. Трехшарнирные арки собирают на передвижной, центральной опоре, движущейся с помощью стяжек по рельсам. После закрепления арок в шарнире   верхнюю   телескопическую часть опоры опускают на высоту, допускающую свободный проход, опоры под затяжкой, и лебедками передвигают на новую позицию. Структурные покрытия представляют собой неразрезную решет­чатую плиту, жесткую во всех направлениях, что снижает изгибаю­щие моменты в колоннах и позволяет перекрывать значительные пролеты. Структурные покрытия состоят из структурных плит вы­сотой 2…2,5 м, собираемых из решетчатых блоков пирамидальной формы заводского изготовления (образованных стержнями из круг­лых труб). Структурные системы типов «ЦНИИСК» «Берлин», «Кисловодск», «МАрхИ» и др. размерами 18X18 и 24X24 м обыч­но применяют для покрытий выставочных павильонов, спортивных сооружений, стоянок для автомобилей и г. д.
Структурные покрытия (рис. XI.60) монтируют крупными, со­бранными на земле в специальных кондукторах блоками (плита­ми). Существуют следующие варианты монтажа таких покрытий: монтаж структуры, собранной на месте подъема, с.помощью мон­тажных кранов; подъем домкратами, закрепленными на оголовках: колонн; подъем кранами с надвижкой в проектное положение и др. В ГДР имеется опыт монтажа структурных покрытий из готовых блоков методом надвижки в проектное положение с помощью спе­циального установщика. Масса таких блоков размером 12X24 м обычно не превышает 20 т. Это позволяет использовать для транс­портирования (в пределах пролета монтируемого здания) и уста­новки блоков самоходные установки на пневмоколесном ходу (рис. XI.61)..
Для подъема блока структуры можно применять шаговые подъ­емники (рис. XI.62). В отечественной практике имеется опыт подъ­ема в проектное положение блока структуры с размерами в плане 66X22 м, массой 590 т с помощью шаговых подъемников. Подъем­ники раскрепляли вантами. Скорость подъема составляла около 3 м в сутки. После того как блок структуры подняли на отметку, при которой подошвы стоек оказались под анкерными балками фундаментных опор, блок вместе со стойками опускали вниз и стойки садились на место.
Наряду с совершенствованием конструкций структурных покры­тии ведется поиск путей повышения их монтажной технологич­ности. С этой целью, например, предложен монтаж структурных покрытий из складывающихся блоков. Конструкция таких блоков представляет собой систему шарнирно соединенных раскосов из
уголковых или трубчатых элементов. Доставленный на площадку компактный блок с помощью лебедок и диагональных растяжек преобразуют в структурную плиту и затем устанавливают крана­ми на опоры.
Объем сложенной структуры примерно в 70 раз меньше проект­ного. Например, блок структуры размером 15Х15Х2 м в сложен­ном, пригодном для транспортиров виде будет иметь размер 1,4Х1,4X2,9 м и массу 1,9 т. Это дает возможность перевозить их на обычных автомобилях или средствами авиации, что особенно существенно при строительстве в труднодоступных районах. Таким образом, в новом направлении «конструкция — механизм» рацио­нально сочетаются конструктивная целесообразность и высокая степень технологичности.
В покрытиях мембранного типа (рис. XI.63) совмещаются не­сущие и ограждающие функции. Ими можно эффективно перекры­вать спортивные и зрелищные залы больших пролетов. Мембран­ные покрытия выполняют в виде предварительно напряженной стальной мембраны, натянутой на опорные конструкции (обычно железобетонный опорный контур). Эти конструкции воспринима­ют цепные усилия в мембране, являющейся висячей системой. Эле­менты мембраны предварительно сваривают в заводских условиях в полотнища шириной до 6 м. Полотнища, свернутые в рулон шириной до 2,5 м и массой до 8 т, доставляют на строительную площадку.
После того как один конец полотнища закрепляют на опор­ном контуре, рулон с помощью специальной траверсы разматыва­ют на всю длину, натягивают лебедками и закрепляют на противо­положном участке опорного контура. Смежные полотнища свари­вают с нахлесткой 50 мм. Трудоемкость устройства такого покры­тия вместе с подвеской с нижней стороны утеплителя и декоратив­ных панелей составляет не более 0,12…0,15 чел.-дня на 1 м2 по­крытия.
В строительстве начинают применять листовые седловидные по­крытия из стальных и алюминиевых лент. Такие покрытия уста­навливают по подобию ортогональной седловидной вантовой сети, в которй вместо несущих и стабилизирующих стальных канатов используют алюминиевые ленты-полотнища. Ленты изготовляют .в заводских условиях и доставляют на строительную площадку в виде рулонов шириной до 2,2 м. Последующий монтаж покрытий в принципе аналогичен монтажу вантовых покрытий.
Монтаж сооружений из листовых конструкций. Из листовых конструкций выполняют различные резервуары для хранения жид­костей, нефтепродуктов или сжиженных газов, изотермические хра­нилища, воздухоохладители, пылеуловители в доменных печах, а также многие другие технологические конструкции.
Основным технологическим требованием при монтаже большин­ства листовых конструкций является обеспечение не только проч­ных, но и плотных монтажных соединений.

Схема монтажа ре­зервуара

 
XI.64. Схема   монтажа   ре­зервуара
а — подъем; б — разворачи­вание рулона стенкн; в монтаж покрытия; 1, 7, 17 — тракторы; 2 — якорь поли­спаста- 3 — полиспаст; 4 — шевр; 5-тяга; 6-строп; 7 — днище; 9 -рулон; 10 — шарнир; 11 — поддон; 12 — развернутая часть полотни­ща стенки; 13- стойка же­сткости с лестницей; 14 — расчалка; 15 — якорь; 16-тяговый канат; 18 — монти­руемый щит покрытия; 19 — оголовок центральной стойки. 20 — установленные щиты
 
Резервуары монтируют методом рулонирования и полистовым (секционным). Метод рулонирования применяют для сборки ре­зервуаров вместимостью до 20…30 тыс. м3. Их монтируют из рулонированных заводских заготовок днища, стенок и укрупнен­ных блоков кровли.
Методом полистовой сборки монтируют более крупные верти­кальные цилиндрические, а также сферические и каплевидные резервуары (рис. XI.64).
Метод рулонирования предусматривает сварку заготовок в за­водских условиях с использованием сварочных автоматов, обеспе­чивающих высокое качество швов. Для резервуаров вместимостью 5 тыс м3 корпус доставляют одним рулоном, а для резервуаров вместимостью 10 тыс. м и более — четырьмя рулонами.
На месте монтажа рулон днища разворачивают в проектном положении на песчаном основании. Корпус резервуара, свернутый в рулон, доставляют на строительную площадку на железнодорож­ных платформах или Трайлерах, откуда его скатывают по эстака­де с- помощью стального каната и ручных лебедок и затем транс­портируют к месту монтажа методом перекатывания тракторами на специальных торцовых устройствах. Рулон корпуса резервуара устанавливают в вертикальное положение стреловыми кранами или падающими шеврами. Затем рулон с помощью трактора и стально­го каната, опоясывающего рулон петлей (во избежание самопроиз­вольного разворачивания), разворачивают и фиксируют в проект­ном положении. После этого сваривают вертикальный шов и мон­тируют кранами конструкции покрытия. Покрытие монтируют кра­нами с постановкой временной центральной опоры или для неболь­ших резервуаров в цельнособранном виде с подъемом с помощью сжатого воздуха. После сборки покрытия сначала соединяют кор­пус с днищем резервуара методом сварки двухслойных внутре-них и наружных швов, а затем — замыкающие вертикальные швы резервуара.
Метод секционной сборки применяют при сооружении капле­видных и шаровых резервуаров. В этом случае резервуар собира­ют из листовых заготовок-секций, выполненных в заводских усло­виях.
При монтаже резервуаров качество сварки в монтажных швах проверяют керосином, которым обрызгивают с внутренней стороны швы под давлением 0,1 МПа. При наличии дефектов не более чем через 12 ч на обмазанной мелом наружной поверхности шва появ­ляются пятна керосина.
Помимо сплошной проверки производят выборочную — просве­чивают вертикальные (наиболее ответственные) швы гамма-дефек­тоскопами.
Метод полистовой сборки используют при строительстве домен­ных печей. Так, например, из отдельных листовых заготовок на спе­циальных сборочных стендах собирают цилиндрические блоки кожу­ха печи (царги). Поднимают их специальной траверсой с тремя точками подвеса, которая обеспечивает неизменяемость цилиндри­ческой формы блока.
В ряде случаев стальные блоки кожуха футеруют и комплек­туют в наземных условиях до подъема. Масса таких блоков дости гает 50 т.