91.Особенности монтажа металлических конструкций

Поскольку металлические конструкции имеют повышенную деформативность при перевозке, складировании и монтаже их необходимо принимать меры, исключающие повреждения (потеря устойчивости в горизонтальном направлении, вмятины, повреждения фасонок, фрезерованных торцовых поверхностей, стыковых кромок и т.д.). Поэтому перевозят и хранят металлические конструкции (за исключением колонн, секций вертикальных конструкций и некоторых других) в проектном положении, нижние и верхние пояса ферм при необходимости усиливают путем прикрепления к ним деревянных пластин, при строповке универсальными стальными канатами "в обхват" устраивают прокладки, которые предохраняют стропы от перетирания, а конструкции из легких сплавов - от повреждений.

Металлические конструкции в большинстве случаев доставляют с заводов-изготовителей в виде отправочных марок (полуфермы или панели при пролете более 18 м, структурные плиты, секции башен, секции кожухов доменных печей и др.). Это делает необходимой укрупнительную сборку до проектных размеров конструкции. Фермы обычно укрупняют на строительной площадке в непосредственной близости от места разгрузки. В процессе укрупнительной сборки, которая, как правило, производится с применением сварки, исправляют появившиеся при перевозке дефекты (искривления, вмятины, изменение радиуса вальцовки для листовых конструкций), очищают поверхность стыков и т.д.

Технические условия допускают отклонение при изготовлении металлических конструкций, например, по длине ферм не более -.10 мм. Более удобны минусовые допуски, которые могут быть погашены постановкой в местах опорных узлов металлических прокладок.

В ряде случаев для повышения несущей способности металлических конструкций практикуют их предварительное натяжение. В зависимости от характера конструкции используют различные способы предварительного натяжения: обжатие стальными канатами раскосов или поясов ферм, подкрановых балок, натяжение путем загрузки консолей ригеля рамных конструкций, натяжение жестких или гибких вантовых элементов, раскосов башен, вантовых покрытий и т.д.

Рис.2. Схема секционной сборки конструкций и оборудования плавильного корпуса 1 - башенный кран БК-900; 2 - кран линейный; 3 - портальное устройство для монтажа печей; 4 - траверса для монтажа блоков профилированного настила; 5 - башенный кран БК-400

Рис.3. Кондуктор для выверки опорных плит под стальную колонну

1 - опоры; 2 - выверочные болты; 3 - анкерный болт; 4 - рама; 5 - опорная плита; 6 - цементная подливка; 7 - фундамент

Основная задача при монтаже предварительно напряженных конструкций - это избежать не предусмотренные проектом деформации. Для этой цели, например, при монтаже большепролетную ферму с предварительно напряженным нижним поясом кантуют и поднимают с помощью четырех штанг, подвешенных к двум траверсам. В процессе натяжения нижний пояс фермы покоится на шести опорах, расположенных на одной прямой, предохраняя его от деформации. Высокая точность изготовления металлических конструкций ужесточает требования и к точности их монтажа. Монтаж можно вести двумя технологическими методами: сборка на проектных отметках из законченных конструктивных элементов или укрупненных монтажных блоков и установка предварительно собранного на земле сооружения в проектное положение.

Сборку на проектных отметках ведут из готовых линейных плоских элементов или пространственных монтажных блоков, предварительно собранных на земле. Первый способ применяют по сборке металлических каркасов зданий, второй - при монтаже покрытий промышленных зданий, технологических конструкций, конструкций доменных комплексов и т.д.

Установку в проектное положение предварительно собранно сооружения выполняют при монтаже опор линий электропередачи башен радиоантенн, воздухонагревателей доменных комплексов, технологических колонн нефтехимических предприятий, обелисков, структурных покрытий и др.

Монтаж металлических конструкций каркасов зданий. При монтаже каркасов зданий ответственные процессы - подготовка и приемка фундаментов. От качества фундаментов зависит точность установки отдельных конструкций и всего сооружения в целом.

Перед монтажом осуществляют приемку фундаментов. При этом проверяют главные оси сооружения, правильность и надежность закрепления высотных реперов, продольные и поперечные оси колонн, нанесенные в виде рисок на фундаменты, расположение анкерных болтов и отметки опорных поверхностей (рис.1).

При монтаже металлических конструкций промышленных зданий, как правило, применяют метод секционной сборки, т.е. последовательно монтируют все элементы, образующие жесткую блок-секцию, и затем переходят к сборке очередной секции. На рис.2 показана схема секционной сборки конструкций и технологического оборудования плавильного корпуса.

Стальные колонны устанавливают на бетонные фундаменты, в которых заделаны анкерные болты, обеспечивающие проектное положение колонн в плане. Наличие клюзов (шахтных отверстий у анкерных болтов) позволяет за счет их отгиба несколько исправлять неточность их установки; наводку башмаков колонн на анкерные болты облегчает направляющие конические насадки, надеваемые на болты. Они также исключают сминание резьбы болтов.

В зависимости от принятого способа обеспечения точности монтажа колонн их устанавливают:

- на фундамент, отметка которого доведена до проектной с отклонениями не более 2 мм. Этот способ предусматривает установку колонн фрезерованными торцами на заранее выверенные закладные опорные металлические детали;

- на фундамент, отметка которого ниже проектной на 40...50 мм, т.е. колонна может быть установлена на подкладки с последующим заполнением зазора бетонной смесью;

- на фундаменты, имеющие на проектной отметке опирания колонн заранее выверенные и подлитые строганые плиты. В этом случае колонны устанавливают без дополнительной выверки, и поэтому этот метод называется безвыверочным.

Безвыверочный метод монтажа предусматривает установку колонны на заранее выверенные фрезерованные стальные опорные плиты (рис.3), что исключает в дальнейшем выверку колонн и подкрановых балок. При устройстве фундамента его верх не доводят до отметки низа опорной плиты на 50...60 мм. Затем устанавливают по нивелиру опорные плиты, уровень которых регулируют с помощью трех винтов или специального кондуктора. Верх плиты должен совпадать с фрезерованной торцовой поверхностью башмака колонны с отклонениями не более 1 мм. При использовании оптического плоскомера опорные плиты можно устанавливать с погрешностью не более 0,5 мм. Проверив правильность установки опорных плит, их подливают цементным раствором. После приобретения раствором достаточной прочности на плиты наносят осевые риски, которые при установке колонн совмещают с рисками на башмаках. Этот метод позволяет примерно на 30% уменьшить трудоемкость монтажа колонн.

При установке колонн (рис.4) высотой до 15 мм их устойчивость обеспечивают затяжкой гаек на анкерных болтах, а при наличии узких башмаков-дополнительной установкой расчалок в направлении наименьшей жесткости. При монтаже колонн высотой более 15 м устойчивость их обеспечивают затяжкой анкерных болтов, постановкой дополнительных расчалок вдоль ряда колонн и крестообразных расчалок - для высоких колонн с узким башмаком. Первые две смонтированные колонны немедленно раскрепляют предусмотренными проектом постоянными связями или (при отсутствии таковых) временными жесткими связями.

При шарнирном опирании колонн их расчаливают вдоль и поперек ряда. После геодезической проверки точности установки колонн их окончательно крепят, включая довертку (при необходимости) гаек анкерных болтов, приварку металлических подкладок, установку постоянных связей в связевых пролетах.

Подкрановые балки монтируют сразу после установки двух или четырех очередных колонн. Балки устанавливают на консоли колонн и временно крепят к упорам через прокладки с овальными отверстиями. По высоте и в плане балки регулируют подкладками, добавляя или извлекая их.

Тяжелые подкрановые балки массой до 100 т и длиной до 36 м доставляют к месту установки в виде составных элементов. Их монтируют после укрупнительной сборки на земле с помощью двух кранов или по частям с применением промежуточных опор.Подстропильные фермы устанавливают на монтажные столики, приваренные к колоннам, и укрепляют расчалками; стропильные фермы - на монтажные столики колонн или на подстропильные фермы.При монтаже подстропильных и особенно стропильных ферм следует обращать особое внимание на их устойчивость. Для этого первую ферму до расстроповки крепят расчалками, после чего вторую ферму связывают с первой распорками.Традиционные методы поэлементной сборки конструкций покрытий требуют значительного объема верхолазных работ. Это снижает производительность труда и ограничивает возможности достижения высокого качества и безопасности монтажных работ.