Монтаж железобетонных оболочек
Такие оболочки могут оказаться более экономичными по сравнению с перекрытиями из линейных и плоских конструкций — для зданий, где необходимы большие пролеты
без промежуточных опор.
В РФ применяют преимущественно сборно-монолитные оболочки двоякой положительной кривизны из плоских однотипных элементов заводского изготовления.
Различают два основных метода сборки сборно-монолитных оболочек:
сборку на уровне земли (на нулевых отметках в зоне монтажа) производят на специальном пространственном кондукторе кружальной конструкции с последующим
подъемом цельносборной оболочки в проектное положение. Оболочки, доступные по своей массе для кранового монтажа, например 18 X18 м, устанавливают в проектное
положение кранами, а более тяжелые оболочки поднимают при помощи специальных домкратных подъемников;
сборку на проектных отметках осуществляют двумя способами: на монтажных поддерживающих устройствах или с опиранием укрупненных элементов оболочки на
несущие конструкции здания.
Сборку оболочек на монтажных поддерживающих устройствах применяют при монтаже покрытий промышленных зданий или устройстве отдельно стоящих большепролетных
оболочек.
При строительстве многопролетных промышленных зданий, перекрытых оболочками двоякой кривизны размером 24 X 24 или 36 X 36 м, применяют инвентарные кондукторы,
передвигающиеся с позиции на позицию по рельсам. Работы при строительстве коттеджей позволяют проводить в такой последовательности. В пролете (или одновременно в нескольких пролетах) устанавливают и поднимают
в рабочее положение кондукторы в виде сетчатой кружальной конструкции, повторяющей очертания оболочки. На колонны устанавливают контурные фермы, затем от контуров
оболочки к ее центру укладывают сборные плиты, сваривают стыковые соединения и замоноличивают их. После достижения бетоном в стыках 70 % проектной прочности
оболочку раскружаливают, кондуктор опускают в транспортное положение и передвигают по рельсам на смежную позицию.
Сборку на проектных отметках осуществляют также и с опиранием на несущие конструкции здания (рис. 10.9). При этом применяют предварительную наземную укрупнительную
сборку и грузозахватные устройства, исключающие возникновение в элементах монтажных напряжений.
Этим методом можно собирать оболочки двоякой кривизны размером 12 X 18. 24 Х 36 м, устанавливая укрупненные элементы непосредственно на контурные фермы
оболочек. Элементы укрупняют на земле в зоне действия монтажного крана на специальных передвижных стендах-кондукторах.
Вантовые висячие покрытия являются разновидностью железобетонных оболочек. Они состоят из железобетонного контура с натянутой на него сеткой стальных канатов
(вант) и уложенных по ним сборных железобетонных плит.
Рис. 10.9. Сборка оболочек на проектных отметках:
а — двоякой кривизны; б — цилиндрических; 1- контурные фермы; 2 — временные монтажные затяжки; 3 — траверса; 4 — временные опоры; 5 — монтажный кран
Вантовая сеть состоит из продольных и поперечных стальных канатов, расположенных по главным направлениям поверхности оболочки под прямым углом друг к другу. Концы вант заанкеривают с помощью специальных гильз в опорном железобетонном контуре оболочки.
Висячие покрытия (рис. 10.10) монтируют следующим образом. На железобетонный контур натягивают вантовую сеть из стальных канатов, обеспечивающую заданную
проектом кривизну оболочки. По канатам укладывают сборные железобетонные плиты покрытия и их временную пригрузку в виде равномерной загрузки оболочки штучным
грузом (например, кирпичом), вес которого обычно принимают равным весу кровли и временной нагрузки. Замоноличивают швы между сборными плитами оболочки. После
достижения бетоном проектной прочности временную пригрузку снимают. Указанным способом в железобетонных плитах создают предварительное напряжение, и они включаются
в общую работу покрытия, что уменьшает деформативность висячей конструкции. Затем сооружают кровлю, подвесной потолок и т. д.
Купольные покрытия также монтируют на проектных отметках. При этом для куполов диаметром до 40. 50 м практикуется метод навесной сборки (рис. 10.11). Сущность
этого метода сводится к следующему: используя сферическую форму купола, в его центре устанавливают мачту или башенный кран. Для монтажа сборных трапецеидальных
в плане железобетонных элементов используют легкую ферму-сегмент, опирающуюся одним концом на поворотное устройство, закрепленное на матче или на неповоротной
башне крана, а другим на тележку, движущуюся по рельсовому пути по опорному кольцу купола.
Монтаж купола начинают с нижнего кольцевого пояса (яруса). Консольный конец панели закрепляют на весу специальным инвентарным устройством, после чего ферма-шаблон
перемещается на смежную позицию. После сборки первого яруса, сварки закладных частей и замоноличивания швов начинается сборка второго яруса и т. д.
Рис. 10.11. Монтаж купола методом навесной сборки:
1 — оттяжка канатная; 2 — скоба-упор; 3 — стяжная муфта; 4 — монтажный элемент купола
Источник
Способы перемещения сооружений на постоянные опоры
В зависимости от способа установки на опоры различают методы монтажа вертикальным подъемом, поворотом, надвижкой, накаткой.
Установку вертикальным подъемом применяют в тех случаях, когда масса поднимаемой конструкции или сооружения не превышает грузоподъемности монтажных механизмов. Вообще применение метода увязывается с возможностью поднять конструкцию в целом виде на определенную высоту с помощью тех или иных механизмов и с наличием механизмов и приспособлений для такого подъема. Принципиальным моментом является возможность подведения временных или постоянных опор под поднятую конструкцию и способность этих опор сразу включиться в совместную работу с этой конструкцией (рис. 8.6).
Рис. 8.6. Установка оболочки на опоры методом вертикального подъема:
1 — траверса; 2 — оболочка, поднятая и повернутая на опоры; 3 — монтажный кран; 4 — собранная оболочка перед подъемом; 5 — смонтированные опоры оболочек с навешенными рабочими площадками
Большой положительный эффект дает сборка блоков покрытия легкими монтажными кранами на земле с последующим подъемом на проектную отметку. Сборку пространственной конструкции можно осуществлять под местом установки, в торце здания или на специально оборудованной площадке, расположенной в непосредственной близости от возводимого сооружения.
При сборке отдельных блоков, всего покрытия или его основной несущей части под местом установки в проектное положение их подъем на проектную отметку осуществляют специальными гидроподъемниками или полиспастами с использованием колонн сооружения. Колонны при таком способе монтажа должны быть большой высоты с консолями, к которым подвешивают неподвижные блоки подъемных полиспастов.
На рис. 8.7 показан подъем несущего блока покрытия, состоящего из несущих ферм, соединенных вертикальными и горизонтальными связями, осуществляемый с помощью четырех полиспастов грузоподъемностью 160 т каждый. Пространственную конструкцию укрупняли в горизонтальном положении на земле с установкой всех конструктивных элементов покрытия и устройством кровли. Колонны (пространственные конструкции опор) собирали также в горизонтальном положении и устанавливали в проектное положение методом поворота вокруг шарнира с помощью тех же полиспастов, которыми затем поднимали блок покрытия.
Рис. 8.7. Схема монтажа блока покрытия полиспастами:
1 — колонна; 2 — монтажный подкос; 3 — тормозная расчалка; 4 — опорная балка; 5 — подъемный полиспаст; 6 — блок покрытия
Под опорные узлы нижних поясов ферм подводили поперечные балки с закрепленными на концах подвижными блоками полиспастов. Принципиальная схема запасовки всех четырех полиспастов для равномерного распределения нагрузки на несущие опоры приведена на рис. 8.8. После вертикального подъема пространственной конструкции в проектное положение было осуществлено ее соединение с несущими колоннами и демонтированы монтажные подкосы.
Рис. 8.8. Принципиальная схема запасовки тросов:
1 — электролебедки; 2 — тяговая нитка полиспаста; 3 — подъемный полиспаст; 4 — блок покрытия; 5 — уравнительные ролики; 6 — отводной ролик
Методом поворота осуществляют главным образом монтаж в целом виде сооружений, имеющих значительную высоту и большую массу. Сооружение, как конструкцию, сначала собирают в горизонтальном положении в зоне ее будущей установки, основание этой пространственной конструкции закрепляют с использованием поворотного шарнира к фундаменту и поворотом вокруг шарнира устанавливают сооружение в проектное положение. Этим методом монтируют опоры линий электропередач, дымовые трубы, башни и другие сооружения массой 100 т и более.
При методе надвижки конструкции собирают в стороне от постоянных опор, а затем устанавливают на эти опоры путем горизонтального перемещения по временным путям. Этот метод широко применяют при монтаже многопролетных мостов, конструкций покрытия одноэтажных промышленных зданий, а также при необходимости выполнения работ в короткие сроки, совмещая на земле подготовку к надвижке с другими работами. Особенно эффективен этот метод при реконструкции действующих технологических сооружений (доменная печь, воздухонагреватель, шахтный копер), когда новое сооружение собирают в стороне и затем выдвигают на фундамент демонтированного старого, что резко сокращает период остановки действующего объекта.
Процесс надвижки возможен в двух вариантах: скольжением на салазках при массе блока до 250 т и накаткой на стальных катках при массе блоков 10 тыс. т и более.
В качестве примера метода надвижки рассмотрим монтаж здания спортивного комплекса пролетом 84 м с сигарообразными фермами покрытия (рис. 8.9). Фермы покрытия, обрамленные по верхнему и нижнему поясам стальными листами толщиной 4 мм, собирали на земле на специальных тележках в непосредственной близости от перекрываемого сооружения. Тележки имели кондукторы и приспособления для обеспечения заданной точности сборки элементов покрытия, конструкции тележек позволяли им перемещаться с закрепленными фермами по горизонтальным и наклонным рельсовым путям. Для подъема тележек на проектную отметку были смонтированы две наклонные монтажные балки, перемещение тележек с очередным блоком покрытия осуществляли двумя тяговыми полиспастами. После достижения проектной отметки тележки упирались в специальный упор, блок покрытия опускали на стальные катки и методом накатки с помощью двух легких полиспастов надвигали в проектное положение, где с помощью домкратов его сначала приподнимали для освобождения катков, затем опускали в проектное положение. Одно из достоинств рассмотренного способа монтажа — для перемещения и установки объемного блока на проектные отметки нет необходимости применять монтажный кран большой грузоподъемности с высокой стоимостью эксплуатации. 
Рис. 8.9. Схема надвижки блока покрытия: 1 — колонны здания; 2 — подстропильные балки; 3 — наклонные балки временной эстакады; 4 — блок покрытия; 5 — тележка для передвижения блоков; 6 — тяговый полиспаст; 7 — рельсовый путь тележки; 8 — упор
В практике монтажа иногда встречается сочетание нескольких методов, в частности совмещенный метод надвижки, укрупнения и поворота.
Источник
Монтаж оболочек покрытия методом подъема
Мембранные покрытия представляют собой предварительно напряженную стальную мембрану, натянутую на опорный контур, опирающийся на стены или колонны каркаса здания.
Элементы мембраны доставляют на объект в виде стального рулона шириной до 12 м и массой до 15 т.
После раскроя один конец рулона поднимают и закрепляют на опорном контуре. Рулон разматывают на всю длину до противоположного участка контура, поднимают, натягивают и закрепляют сваркой или клепкой.
Смежные полотнища разматывают аналогичным образом и сваривают друг с другом с нахлесткой 50 мм. Технологию работ по перекрытию большепролетного здания мембраной можно рассмотреть на примере строительства универсального стадиона в Москве с мембраной эллиптического очертания размером в осях 183 х 224 м.
Оболочка (рис.1) состоит из наружного и внутреннего опорных колец, опирающихся на них радиальных стабилизирующих ферм, кольцевых ребер и мембраны толщиной 5 мм.
Монтаж оболочки выполнялся в следующей последовательности:
— установка временной центральной инвентарной опоры, кранового оборудования, а также наружного и внутреннего опорных колец;
— укрупнительная сборка внизу блоков, состоящих из двух ферм, соединенных элементами кольцевых ребер;
— подъем собранного блока двумя кранами с шарнирным закреплением на опорных кольцах высокопрочными болтами, — установка следующего блока с диаметрально противоположной сто-роны;
— установка аналогичным образом через три сектора по направлению движения часовой стрелки двух других противоположных блоков и т.д.;
— разворачивание и разрезание доставленных рулонов мембраны на трапециевидные элементы после установки всех блоков на местах их укрупнительной сборки, подъем и установка их в проектное положение с помощью траверсы-распорки;
— закрепление лепестков мембраны к наружному кольцу и натягивание их к внутреннему кольцу траверсой и двумя гидравлическими домкратами, закрепление тягами с гайками, стыковка смежных элементов мембраны внахлестку и сварка;
— раскружаливание центральной временной опоры за счет опускания песочных домкратов.
Рис. 1. Схема монтажа элементов мембраны:
1 — положение элемента мембраны перед подъемом; 2 — подъемник; 3 — наружный опорный контур; 4 и 5 — соответственно промежуточное и проектное положения мембраны; 6 — внутреннее стальное опорное кольцо; 7 — башенный кран; 8 — стенд для разворачивания рулонов; 9 — схема разворачивания; 10 — смонтированный блок; 11 — траверса-распорка; 12 — монтируемый элемент мембраны; 13 — лебедка
Монтаж структурных покрытий
Структурные покрытия представляют собой решетчатые неразрезные перекрестно-стержневые жесткие во всех направлениях системы, составленные из отдельных труб или профилей длиной 2. 3 м. С помощью таких структур могут перекрываться пролеты шириной более 100 м. Так, при строительстве Дворца конгрессов в Женеве были применены решетчатые покрытия размерами 172,8×86,4 м.
По сравнению с применяемыми металлическими конструкциями перекрестно-стержневые системы обладают следующими преимуществами:
— сокращается расход металла и, следовательно, масса конструкций;
— уменьшается конструктивная высота здания;
— увеличиваются предельные размеры пролетов;
— появляется возможность более широкой унификации элементов и их массового поточного изготовления в заводских условиях без привязки к определенному объекту;
упрощается технология монтажа конструкций.
В зависимости от конструктивных решений перекрестно-стержневых систем и узловых соединений применяют следующие системы: «Берлин», «Кисловодск», «ЦНИИСК» и др.
На строительную площадку структуры поставляются в виде плит, имеющих высоту 2. 2,5 м и размеры в плане, вписывающиеся в транспортные габариты. На объекте структурные плиты могут укрупняться и монтироваться в целом виде с помощью кранов, монтажных мачт, гидравлических, пневматических или механических подъемников и другого грузоподъемного оборудования.
На рис.1, а приведена схема монтажа двумя кранами структурного покрытия размером в плане 30 х 30 м при шаге колонн 18 м и консолями по 6 м. Укрупнительную сборку покрытия производили на временных монтажных опорах высотой 1,2 м.
Собранную структурную конструкциюподнимали над опорами и оставляли на некоторое время в таком положении для проверки прочности подвесок и надежности узлов, а также упругой осадки всей системы. В подвешенном состоянии конструкцию обустраивали опорами капителей, системой вентиляции, осветительным оборудованием и др.
Покрытие поднималось на 0,2 .0,4 м выше опорных частей колонн, а затем опускалось в проектное положение и закреплялось с опорными элементами колонн сваркой.
Монтаж структурного покрытия отдельными плитами-блоками можно осуществлять методами надвижки или полунавесной сборки Более предпочтителен монтаж структурных блоков полунавесной сборкой с использованием временных передвижных опор.
Рис.1.: а — в целом виде, 6 — блоками; 1 — гусеничные краны; 2 — стропы; 3 — оттяжки; 4 и 5 — соответственно монтируемый и установленный блоки; 6 — кран на шасси автомобильного тина, 7- временные передвижные опоры с монтажными площадками.
На рис. 1, 6 приведена схема возведения методом полунавесной сборки покрытия здания размером 54×60 м структурными блоками с профилированным стальным настилом. Структурные блоки размером 12 х 18 м собирались внизу на стендах и устанавливались на колонны и временные опоры с помощью мобильного крана грузоподъемностью 75 т с максимальной длиной телескопической стрелы 44 м.
При перекрытии зданий структурными блоками необходимо организовать поточное выполнение следующих технологических циклов:
— установка и выверка временных опор;
— подъем и установка на временные опоры структурных блоков;
— сварка стыков и напряжение их нижних поясов;
— раскружаливание и перемещение временных опор к следующим осям здания.
Предложен также метод устройства структурных покрытий из складывающихся блоков, при котором доставленный на строительную площадку компактный блок растягивается на земле с помощью лебедок и диагональных растяжек в структурную плиту, которая затем устанавливается кранами в проектное положение. Однако широкого применения на практике этот метод не нашел.
Источник
