Сравнение вариантов организации строительной площадки для проведения укрупнительной сборки и монтажа вантовых покрытий объектов спортивного назначения а. А. Родионова, с. И. Ушаков

¹²

Родионова Анастасия Александровна, Воронежский государственный технический университет, студент гр. СВЗ-161, e-mail: [e-mail]

Ушаков Сергей Игоревич, Воронежский государственный технический университет, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, e-mail: [e-mail]

Аннотация: в данной статье были исследованы варианты размещения и организации строительной площадки для проведения укрупнительной сборки и монтажа вантовых покрытий на примере уже возведенных большепролетных спортивных объектов. Были рассмотрены особенности укрупнительной сборки и монтажа вантовых конструкций внутри спортивного объекта; в непосредственной близости к ведению смежного потока работ, а также сборки конструкций за пределами основной строительной площадки и их перемещения к проектному положению. В результате анализа выявлены преимущества и недостаки каждого из рассмотренных вариантов. Сделан вывод о комплексности подхода при выборе размещения площадки укрупнительной сборки и схемы монтажа вантового покрытия в соответствии с архитектурными и целевыми особенностями объекта, а также с требованиями к производству работ.

Ключевые слова: вантовое покрытие, площадка укрупнительной сборки, монтаж вант, объект спортивного назначения.

Comparison of options for the organization of the construction site for site joint and installation of cable-stayed coatings of sport facilities a. A. Rodionova, s. I. Ushakov

Rodionova Anastasia Aleksandrovna, Voronezh State Technical University, student of the SVZ-161, e-mail: [e-mail]

Ushakov Sergey Igorevich, Voronezh State Technical University, candidate of technical sciences, associate professor of technology, organization of construction, expertise and real estate management, e-mail: [e-mail]

Annotation: this article explores the options for organizing a construction site for erecting assembly and cable-stayed coatings installation using the example of already erected sports facilities. The features of the enlarged assembly and installation of cable-stayed structures inside the sports facility, in close proximity to the management of the adjacent work flow, as well as the assembly of structures outside the main construction site and their movement to the design position were considered. The analysis identified the pros and cons of each of the options considered. The conclusion is made about the complexity of the approach when choosing the location of the erecting yard and the installation scheme for the cable-stayed covering in accordance with the architectural and target features of the object, as well as with the requirements for the construction of works.

Key words: cable structures, erecting yard, installation of cables, sports facility.

Строительство зданий и сооружений с вантовыми покрытиями широко распространено и достаточно традиционно. При этом оно характеризуется уникальностью возводимых конструкций, специфическими строительно-монтажными работами и привлекаемыми средствами механизации [1]. Из-за  сложности работ и отсутствия универсальной и систематизированной нормативной базы основные сложности вызывают работы по возведению самой вантовой системы. Поэтому для каждого объекта  необходима  разработка  индивидуальных проектов проведения работ. Стоит отметить, что процесс возведения объекта с точки зрения технологических процессов напрямую зависит от архитектурных и целевых особенностей объекта, специфических требований, предъявляемых к проведению работ. Детально рассмотреть варианты размещения площадок укрупнительной сборки вантовых конструкций и организацию их монтажа можно на примере спортивных стадионов.

Характерная особенность спортивных стадионов – наличие свободного пространства внутри объекта, обусловленное наличием игрового поля. Вследствие этого укрупнительную сборку элементов покрытия можно осуществлять внутри возводимого здания. В качестве покры тия стадиона «Волгоград Арена» (Волгоград, РФ) была применена сложная вантовая система, имеющая два контура, соединенных радиальными вантами, образующими тем самым 44 вантовых фермы [2]. Для осуществления сборки конструкций внутри стадиона были установлены временные конструкции, на которых раскладывали и соединяли между собой элементы покрытия. Раскладка внутренних колец осуществлялась на футбольном поле и в нижней части трибун; внешнее компрессионное кольцо и радиальные ванты укладывали на деревянные настилы в верхней части трибун (рис. 1).

Рис. 1. Раскладка элементов вантовой конструкции на строительной площадке стадиона «Волгоград Арена»

После соединения верхних радиальных вант с внешним кольцом система поднималась с помощью одновременной работы 88 домкратов. Далее ванты верхнего яруса соединялись с компрессионным кольцом и процедура повторялась для элементов нижнего яруса. После устанавливались вертикальные распорки между верхними и нижними радиальными тросами [2]. Внутреннее пространство стадиона диаметром более 250 м, стало предпосылкой для выбора кольцевой системы покрытия, условий ее сборки и монтажа.

Строительство стадиона  «Газпром Арена » (Санкт-Петербург, РФ) – удачный пример рационального компоновочного решения строительной площадки. В изначальном проекте производства работ предусматривалась следующая последовательность: установка несущих конструкций покрытия, затем устройство монолитной чаши стадиона, и только после этого завершение работ по возведению конструкций покрытия. Однако, из-за сж атых сроков, предъявляемых к возведению объекта, технологическая схема производства работ усложнилась. Монтаж покрытия и бетонирование пришлось вести одновременно, из-за чего было невозможно установить все временные опоры, требуемые для монтажа конструкций покрытия. Из-за этого оказалась невозможна укрупнительная сборка на внутренней площадке объекта. Для решения данной проблемы с северной стороны здания на высоте 50 м был возведен специализированный стапель, на котором производилась укрупнительная сборка элементов покрытия (рис. 2). Последующая установка этих элементов в проектное положение производилась по специальным накаточным путям по радиусу 110 м в обе стороны от стапельной платформы [3]. На следующих этапах завершалась сборка опорного кольца  покрытия, осуществлялась установка наклонных пилонов и монтаж вант, а также раздвижных секций покрытия. Уникальная технология надвижки блоков по кругу стала новаторским и логичным решением, продиктованным радиально-кольцевой конструкцией стадиона.

Рис. 2. Конструкция стапеля для сборки и монтажа покрытия в северной части стадиона «Газпром Арена»

Укрупнение конструкций на некотором отдалении от  основной площадки  строительства ярко представлено на примере реконструкции в 2004 г. олимпийского стадиона «Спирос Луис» (Афины, Греция). Проект реконструкции изначально открытого стадиона включал в себя возведение покрытия. Работы проводились в сжатые сроки. Возводимая конструкция представляла собой две стальные арки пролетом 304 м, к которым на вантах подвешено покрытие из поликарбоната, удерживаемое также четырьмя опорами [4]. В ходе свайных работ и дополнительных инженерно -геологических исследований на площадке обнаружили слабые специфические грунты. Данный фактор, а также значительная нагрузка от новых конструкций повлекли за собой проведение мероприятий по укреплению существующих фундаментов. Одновременно с этим проводилось устройство фундаментов для новых конструкций. Так как существующие конструкции были не способны воспринять нагрузку от нового покрытия, а работы по их усилению и возведению новых конструкций велись параллельно, то укрупнительную сборку было решено осуществлять на временных опорах на расстоянии 70 м от основной строительной площадки (рис. 3) [4].

Рис. 3. Укрупнительная сборка арки на временных опорах

Для перемещения укрупненных арок к проектному положению использовали до мкраты, скользящие по рельсовому пути (рис. 4). Таким образом, специфические условия производства работ по реконструкции и сжатые сроки определили удаленное расположение площадки укрупнительной сборки.

Рис. 4. Перемещение арки к проектному положению

В результате анализа рассмотренных вариантов размещения площадок укрупнительной сборки вантовых конструкций и организации их монтажа выделены их основные преимущества и недостатки.

Укрупнительна я сборка внутри строительного удобна при радиально-кольцевой схеме расположении вант; удобна для применения при возведении нового объекта в условиях плотной застройки.

При этом данная схема имеет следующие недостатки: значительно возрастают временные затраты за счет невозможности вести параллельный технологический процесс; для небольших объектов применение схемы ограничено.

Укрупните льна я сборка вблизи смежного технологического процесса способствует сокращению сроков производства работ (так как два процесса ведутся параллельно). При этом возникают трудности в согласовании ведущих процессов, а также увеличивается количество рабочих бригад.

Укрупнительна я сборка за основными  пределами строительного объекта способствует значительному сокращению сроков строительства, так как позволяет вести параллельно несколько процессов; удобна с точки зрения свободного доступа транспорта и техники к месту сборки; оптимальна при реконструкции объектов [6].

При этом данная схема имеет следующие недостатки: необходима разработка проекта транспортировки конструкций от места сборки к проектному положению; требуется большое количество рабочих бригад; значительно увеличиваются затраты на возведение и демонтаж временных сооружений; значительно расширяются границы строительной площадки.

Таким образом, очевидно, что обоснование для размещения площадки укрупнительной сборки и монтажа конструкций вантового покрытия всегда представляет собой сложное комплексное решение. Для наибольшей рационализации строительных процессов при выборе расположения площадки необходимо учитывать и согласовывать такие факторы как специфические условиями производства работ, архитектурные особенности объекта, его габариты, функциональное назначение, требования, предъявляемыми к производству работ.