Оборудование для монтажа башен
МОНТАЖ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ – МАЧТ, БАШЕН, ТРУБ
15.1. Общие положения
Высотными называют сооружения, высота которых намного превышает их размеры в поперечном сечении. Такие сооружения работают на восприятие преимущественно горизонтальных нагрузок, основной из которых является ветровая (70-80%). К высотным сооружениям относятся вытяжные трубы (дымовые и вентиляционные), опоры антенных сооружений, метеорологи-ческие вышки, опоры воздушных линий электропередач и др. высота радио и телевизионных опор обычно 180…380м, вытяжных труб – 90…180м, радио-релейных опор – 50…120м, молниеотводов -170…230м. Конструктивно такие сооружения разделяются на стальные мачты и башни.
Мачта – вертикальное высотное сооружение, шарнирно или защемлено опирающееся на фундамент и удерживаемое натянутыми и наклонно идущи-ми к земле стальными канатами-оттяжками в один или несколько ярусов. Мачты имеют решётчатую конструкцию трёх- или четырёхгранного сечения или листовую в виде сплошной трубы. Мачты монтируются из секций 6…12м и соединяются между собой сваркой или на болтах.
Башня – вертикальное, свободно стоящее сооружение, жёстко защем-лённое в основании, что достигается надёжной анкеровкой ствола башни к фундаменту. В большинстве случаев башни выполняются в виде простран-ственных конструкций, имеющих форму призмы или пирамиды, часто с не-большими переломами в очертании поясов по высоте. Башни представляют собой решётчатые конструкции из трубчатых, прокатных или сварных профи-лей. Трубчатое сечение экономичнее, так как у труб аэродинамическое сопро-тивление ветру меньше, что позволяет выполнить более тонким сечение кон-струкции. Поперечное сечение – треугольник, квадрат, шестигранник, восьми-гранник. По центру башен предусматриваются вертикальные конструкции для шахт лифтов, лестниц, технологических устройств. Стыки поясов и решётки башен могут быть сварными или болтовыми.
Мачты экономичнее башен по расходу металла и стоимости. При высоте до 150м стоимость мачт на 25…30% ниже.
При возведении высотных сооружений наиболее распространены следу-ющие методы:
§ наращивание конструкций в проектном положении – поярусное воз-ведение снизу вверх;
§ монтаж поворотом – предварительная сборка сооружения на земле в горизонтальном поолжении с последующим поворотом вокруг шарнира в вертикальное проектное положение;
§ подращивание конструкции – сборка в вертикальном положении, начиная с самых верхних секций, их подъём, подведение под них последующих секций, их общий подъём до полного выдвижения всего сооружения.
15.2.Монтаж башен и мачт наращиванием
Наращивание – поярусный монтаж секций (или элементов) от нижних отметок к верхним с использованием различных монтажных механизмов. Этот метод широко распространён при устройстве башен высотой до 100м. При наращивании монтаж ведут до определённых отметок монтажным кра-ном, установленным на земле А затем другим механизмом, установленным или закреплённом на смонтированных конструкциях. Этот механизм после-довательно перемещается по смонтированным конструкциям по мере возве-дения башни и осуществляет поэлементный монтаж.
Монтаж наращиванием осуществляется при помощи следующих мон-тажных механизмов (рис.15.1.):
§ переставным краном типа кран-укосина, состоящий из стойки дли-ной 8,5м, которая нижней и верхней частями крепится к элементам возводимой башни, и стрелы длиной 28м, шарнирно соединённой с нижней частью стойки и с верхней частью – полиспастом. Грузо-подъёмность крана до 6.5т. недостатки крана-укосины заключаются в невозможности монтировать башню пространственными блоками, частых и трудоёмких перестановках механизма по высоте;
§ универсальными подвесными самоподъёмными кранами – все мон-тажные работы выполняют только на высоте, для использования крана требуется свободное от конструктивных элементов внутреннее пространство башни;
§ ползучими самоподъёмными кранами, которые опираются на уже смонтированные ими конструкции и по мере возведения сооружения перемещаются по вертикали на вновь установленные секции. Кран конструктивно решён в виде решётчатого ствола со стрелой и пере-мещающейся обоймой. Она служит для закрепления крана в рабочем положении на сооружении и для перемещения стола крана по верти-кали на следующую стоянку. Перемещение крана осуществляется с помощью специальных блоков и лебёдок.
В условиях стеснённой площадки возможен монтаж сооружений с помощью приставных кранов. Устойчивость крана обеспечивается специаль-ными опорными рамками, которыми кран крепится к смонтированной части сооружения. Ствол крана выдвигают вверх по мере монтажа башни с помо-щью полиспастов, расположенных в опорном устройстве крана. При подъёме полиспастами он скользит вверх по направляющим, находящимся в верхней части опорного устройства и на опорных рамках.
Для монтажа крупноблочных конструкций башни, установки и замены технологического оборудования, верхних частей высотных сооружений используют вертолёты. Часто применяются вертолёты при монтажных рабо-тах в труднодоступной местности и стеснённых строительных площадках. Широкое использование вертолётов для монтажных работ сдерживается их недостаточной грузоподъёмностью и высокой стоимостью в эксплуатации.
15.3. Монтаж поворотом вокруг шарнира
Метод поворота вокруг шарнира заключается в установке полностью собранной в горизонтальном положении (на земле) и закреплённой в опорной точке конструкции в вертикальное (проектное) положение, без перемещения по горизонтали.
Наиболее часто этот метод применяется для башен высотой 40…100м; мачт и опор — до 75м. монтаж высотных сооружений методом поворота явил-ся результатом стремления к выполнению основного объёма монтажных ра-бот на низких отметках и в безопасных условиях.
Сборку осуществляют на земле в горизонтальном положении с исполь-зованием автокрана. Пояс нижнего яруса сооружения закрепляют в шарнирах. Которые устанавливают на фундаментах. Подъём в вертикальное положение осуществляют вокруг шарнира с помощью лебёдок тяговых полиспастов и падающей стрелы, которую могут заменить шевры, неподвижные и наклоня-ющееся мачты, краны и другие монтажные механизмы.
Конструкцию (башню, мачту) не только полностью собирают на земле, но и монтируют большую часть технологического оборудования (антенны, кабели, изоляторы, лестницы и др.).
Поворот вокруг шарнира проходит в два этапа: первый – от начала по-ворота до положения неустойчивого равновесия, когда центр тяжести башни проходит через поворотный шарнир, после чего наступает второй этап, когда включаются в работу тормозные оттяжки и полиспасты, обеспечивающие плавное опускание опорных башмаков на фундаменты (рис.15.2.).
Существует несколько разновидностей метода, которые в большей сте-пени зависят от применяемого монтажного оборудования:
§ чистый метод поворота, когда одну часть сооружения собирают на собственном фундаменте, а другую монтируют на земле и с помощью такелажного оборудования поворачивают и соединяют с уже смонтиро-ванной частью;
§ подъём с дотягиванием полиспастом применим в тех случаях, когда грузоподъёмность и вылет стрелы крана непозволяют поднять и устано-вить конструкцию в проектное положение. С помощью самоходного крана конструкцию, закреплённую на фундаменте, поднимают до про-межуточного положения. Далее включают в работу тяговые полиспасты — это один из самых простых и удобных способов, требующий наличия самоходного крана и минимального такелажного оборудования. Он нашёл самое широкое распространение при возведении опор ЛЭП, теле-башен небольшой высоты, опор радиорелейной связи, наблюдательных вышек;
§ монтаж поворотом с помощью падающей стрелы. Осуществляется с использованием специальной стойки, закреплённой на фундаменте или закрепляемой на земле, которая помогает осуществить поворот башни вокруг шарнира. Для монтажа применяют оборудование, состоящее из тяговых полиспастов и «падающей стрелы».
§ безъякорный способ – заключается в том, что не требуется устрой-ства якорей на основные усилия. Конструкцию поднимают мачтой, причём устойчивость мачты обеспечивают расчалками, закреплёнными за поднимаемую конструкцию. Низ мачты удерживают от сдвига поли-спастом, соединённым с основанием поднимаемой опоры.в процессе подъёма положение мачты относительно опоры не остаётся неизмен-ным: её поворачивают вместе с поднимаемой опорой, но так точки, во-круг которых они поворачиваются, различны, то положение их отно-сительно друг друга меняются. При подходе к проектному положению опору удерживают тормозным полиспастом. Для этого метода требуется большая территория для расстановки монтажного оборудования.
Все рассмотренные варианты монтажа сооружений поворотом вокруг шарнира используют только для сооружений высотой до 90…120м из-за зна-чительных монтажных усилий, возникающих в момент отрыва конструкции от земли.
15.4. Монтаж подращиванием
Монтаж методом подращивания заключается в том, что на низких отметках уже частично возведённой конструкции начинают монтаж верхних ярусов. которые циклично выдвигают вверх и по мере их выдвижения, снизу подращивают секции нижерасположенных ярусов.
Применяется для сооружений с высотой до 300…400м.
Для производства монтажных работ сооружение разделяют на два блока: нижний и верхний. Нижний блок (пирамидальный в плане) возводят способом наращивания с помощью башенных или самоходных кранов. Высо-та нижнего блока определяется возможностями монтажных механизмов и техническими решениями по защемлению верхнего блока при выдвижении. Нижний блок при этом становится частью монтажной оснастки, воспринимает монтажные нагрузки и воздействия при выдвижении верхнего блока. На нём закрепляют направляющие и другие монтажные приспособления.
После монтажа нижней, пирамидальной части сооружения, на рельсо-вых путях, в непосредственной близости от возводимого высотного сооруже-ния собирают стенд, на котором осуществляют укрупнительную сборку сек-ций верхнего блока. Собранные на стенде секции подают под основание ниж-него блока с помощью полиспаста и электролебёдки.
Верхний блок собирают частями (секциями) внутри нижнего блока. Выдвижение секции вверх осуществляют с помощью грузовых полиспастов или гидроподъёмников. Поднятую секцию совмещают с нижней частью предыдущей и закрепляют на болтах или сваркой. После подъёма очередной секции собирают и готовят к подъёму следующую. Последовательность работ приведена на рис.15.3.
Подращивание — наиболее технологичный и современный метод монтажа.
Источник
Оборудование для монтажа башен
Монтаж связей стоек башни и натяжение раскосов в процессе монтажа производятся следующим образом. Раскос и тягу поднимают вместе с распоркой, связывая концы проволокой; раскосы —- вместе с элементом стойки. Далее устанавливают распорки и горизонтальные связи в плоскости распорок, навешивают лестницу с люлькой. С этой люльки закрепляют раскосы к распорке 3 и устанавливают горизонтальные связи в плоскости распорок. Раскосы, образующие полный крест, натягивают при помощи фаркопфов одновременно в двух смежных панелях (в пределах отметок 32—104 м). Вращая фаркопфы и натягивая раскосы, придают конструкции неизменяемость и выверяют монтируемый участок. Затем для получения расчетного усилия в раскосах натяжение продолжают при помощи специального ключа с индикатором, предварительно оттарированного на усилия 16,3, 12,5 и 9 г для раскосов, имеющих диаметр соответственно 48, 42 и 36 мм. Этими усилиями создают предварительное натяжение 900 кгс!см2.
Для тарирования ключа заранее (на земле) в горизонтальном положении собирают одну из граней секции башни с раскосами и прикрепляют к ним тензометр на противоположном от фаркопфа конце. При нажиме рукой рычаг ключа прогибается и давление передается на индикатор, вызывая в нем отклонение стрелки, соответствующее показанию тензометра. Пользуясь отметкой, зафиксированной индикатором, натягивают раскосы во время монтажа. После натяжения раскосов производят выверку собранной части башни теодолитом, а после окончания монтажа — контрольную геодезическую съемку башни.
При монтаже телевизионной башни подвесным краном последний располагают и перемещают по оси башни. Обойму крана подвешивают к ногам установленной секции посредством подвесок и расчаливают растяжками, закрепленными к хомутам на обойме и к скобам на ногах. Между консолью 6 обоймы и консолью на нижнем конце мачты располагают полиспаст, при помощи которого мачту перемещают вверх. Мачта, состоящая из пяти секций, проходит внутри рамки, перемещаемой по мачте. Рамка в рабочем положении закрепляется штырем и расчаливается тросами к ногам мачты.
На верху мачты на поворотном круге, канат которого проходит через отводные ролики внутри башни, расположена стойка крана с оголовком, стрелой и контргрузом. Канаты грузового полиспаста, стрелового полиспаста и канат подъема проходят также внутри мачты крана. Внизу все сбегающие нитки канатов направляются на барабаны соответствующих лебедок.
Подъем крана и монтаж башни осуществляют в следующем порядке (рис. 148, а). Башмак крана закрепляют на фундаменте, расположенном на оси башни. В горизонтальном положении собирают поворотную часть крана с двумя секциями мачты и всеми механическими узлами; запасовывают все тросы и полиспасты. Обойму и рамку надевают на мачту; первую крепят к нижней части мачты, вторую — к верхней. Низ мачты шарнирно соединяют с башмаком и поднимают смонтированную часть крана при помощи вспомогательной мачты высотой 11 м, подготовленной из элементов ноги башни. Для подъема этой мачты и расчалок используют лебедки и анкеры, заранее установленные для монтажа башни. После установки двух секций мачты и поворотной части крана в вертикальное положение расчалки рамки закрепляют на фундаменты ног башни, удаляют подъемное оборудование, поднимают ящик контргруза и наматывают тросы крана на собственные лебедки.
Затем кран монтируют методом подращивания, телевизионную башню — методом наращивания. При помощи установленной части крана монтируют сначала две нижние секции башни, после чего поднимают обойму из положения I в положение II и крепят к башне посредством подвесок и растяжек. Далее запасовывают полиспаст, поднимают мачту крана на высоту секции башни (8 м) и закрепляют штырем; затем подводят и присоединяют снизу следующую (третью сверху) секцию мачты. Сняв после этого полиспастовую балку со второй секции мачты, крепят ее к низу третьей секции, и поднимают мачту в новое положение. Смонтировав краном третью и четвертую секции башни, переставляют его на следующую стоянку, подводят снизу очередную секцию башни и т. д. Из двух рассмотренных способов монтажа телевизионных башен рациональнее второй — с применением подвесного монтажного крана. При использовании монтажной мачты требуется большее количество троса; для расчаливания верхнего конца ее к якорям, заложенным в землю, необходима значительная свободная площадь для размещения якорей расчалок; продолжительность возведения башни больше; при перемещении и закреплении монтажной мачты необходимо особо повышенное внимание к обеспечению безопасности работ. Стальные конструкции телевизионной башни высотой 315 м Ленинградского телецентра (рис. 149) монтировали наращиванием в проектном положении при помощи специального самоподъемного крана грузоподъемностью 15 г, поднимающегося на шахте лифтов и антенне. Конструкции антенны, особенно ее верхней части, не могли воспринимать монтажные нагрузки от самоподъемного крана. В связи с этим был создан кран с длинной мачтой, чтобы при монтаже антенны нагрузка от крана передавалась на шахту и ствол башни. Кран состоял из поворотного оголовка со стрелой длиной и консолью противовеса. В нем были использованы основные узлы крана БК-300 и решетчатая четырехгранная мачта сечением 1,47X1,47 м, длиной 123 м. Кран устанавливали на расстоянии 4 м от центра башни, что позволяло пропустить мачту крана между конструкциями нижней призмы антенны и узкой частью ствола башни на отметке 187 м и выдвинуть мачту до отметки 305 м для монтажа верхней части антенны. Кран крепили к конструкциям шахты и антенны горизонтальными рамками, воспринимающими горизонтальные нагрузки и обеспечивающими устойчивость крана. Вертикальные нагрузки воспринимались только опорами на шахте. Поднимали кран на следующую стоянку двумя спаренными полиспастами грузоподъемностью по 60 г. Управление краном осуществляли с земли, а связь с монтажной бригадой крановщик поддерживал по радиотелефону. Нижнюю часть башни до отметки 68 м и шахту до отметки 72 м монтировали башенным краном БК-300В с удлиненной башней и стрелой. Этим краном был смонтирован также самоподъемный кран.
Источник
