Способы установки монтажных элементов в проектное положение

В практике строительства утвердились следующие способы установки конструкций:

· наращивание,

· подращивание,

· поворот,

· надвижка,

· вертикальный подъем

Способ наращивания широко распространен при монтаже всех типов зданий. Установку элементов можно осуществлять по всем трем методам монтажа - дифференцированному, комплексному и смешанному. Монтаж конструкции осуществляют сверху на ранее установленные конструкции, и он включает в себя строповку, подъем в проектное положение, установку конструкции на опоры, временное крепление и выверку положения, расстроповку и закрепление конструкции в проектном положении.

Способ заключается в последовательном наращивании элементов здания по горизонтали по всей длине (по всей площади этажа), с продолжением работ в той же последовательности и на последующих этажах. В качестве монтажных элементов могут быть отдельные конструкции, укрупненные линейные элементы, плоские и пространственные блоки. Способ позволяет организовать возведение здания любыми современными методами, при любой организации работ, применить самую разнообразную комплексную механизацию всех работ, обеспечить максимальное совмещение технологических процессов с целью сокращения общей продолжительности производства работ.

Данный способ установки конструкций позволяет широко применять блоки и элементы полной заводской готовности (сантехкабины, объемные блок-комнаты), комплектно-блочный монтаж из укрупненных в пространственные блоки строительных конструкций с перенесением части, а иногда и большего объема последующих достроечных или общестроительных и отделочных работ в заводские условия.

Способ подращивания заключается в последовательном возведе­нии сооружения, начиная с верхнего этажа и заканчивая первым. Сна­чала на смонтированных конструкциях подземной части здания соби­рают и поднимают самые верхние конструкции, затем к ним подращи­вают элементы и конструкции, расположенные ниже. Достоинством этого способа является выполнение основных сборочных и сварочных операций на уровне земли. Способ достаточно широко применяется, в частности при возведении зданий методами подъема перекрытий и этажей.

В жилищном и промышленном строительстве подращивание осуществляют по направляющим колоннам, ядрам жесткости с использованием домкратов и средств подтягивания конструкций. При методе подъема перекрытий первоначально бетонируют все перекрытия, включая панель покрытия. С помощью домкратов поднимают на определенную высоту верхнее покрытие, обычно с готовой кровлей. Далее последова­тельно, в соответствии с установленной технологией, осуществляют подъем одного перекрытия или пакета плит на промежуточную высоту, наращивание колонн, снова подъем плит как с промежуточных отметок, так и с уровня земли. Когда все панели перекрытия оказываются на своих проектных отметках, начинается обустройство их остальными конструктивными элементами, включая навеску стеновых панелей. Возведение этажей при этом методе производят сверху вниз.

При методе подъема этажей также первоначально бетонируют все перекрытия и верхнее покрытие, которое поднимают на промежуточную высоту, на верхнем перекрытии возводят сборные конструкции верхнего этажа, весь этаж поднимают до уровня покрытия и соединяют с ним. Далее на верхнем забетонированном перекрытии монтируют следующий этаж, поднимают до верхнего и вместе их поднимают до проектных отметок. Далее собирают следующий этаж и поднимают до проектных отметок. Все последующие конструкции собирают и поднимают в проектное положение подобным образом.

Способ поворота применяют для конструкций или сооружений, собираемых в горизонтальном положении, обычно на уровне земли. Подъем конструкций в проектное положение осуществляют путем поворота вокруг неподвижного шарнира с помощью порталов, шевров, мачт с полиспастами, лебедками, с применением самоходных кранов. Задача всех этих монтажных приспособлений и средств состоит в обеспечении плавного подъема и поворота монтируемой конструкции с горизонтального в вертикальное положение. Для обеспечения устойчивости конструкции при подъеме, особенно в завершающий момент установки в вертикальное положение, используют тормозные лебедки и другие устройства, воспринимающие инерционные силы от движения поднимаемой системы, воспринимающие боковые ветровые усилия и другие нагрузки, возникающие при подъеме.

Способом поворота монтируют радиомачты высотой до 120 м, опоры линий электропередач. Наиболее часто применяют две разновидности способа: способ поворота с использованием самоходного крана для подъема верха конструкции на промежуточную высоту с последующим подъемом конструкции с помощью лебедки. Второй способ «падающей стрелы» — на конструкцию в шарнире устанавливают вертикально и жестко закрепляют высокую жесткую стойку, верх которой соединяют с верхом поднимаемой конструкции, таким образом, создается жесткая треугольная система. Эту систему поворачивают вокруг опорного шарнира с помощью лебедки, трос от которой закреплен наверху стойки (стрелы), проходит через неподвижный, заанкеренный в земле блок.

Способ надвижки основан на сборке отдельных конструкций в крупный пространственный блок (в бетонировании крупноразмерной пространственной конструкции) в стороне от своих постоянных опор. В проектное положение готовую пространственную конструкцию надвигают по специальным накаточным путям. При этом конструкция либо скользит (способ скольжения), либо катится на роликах (способ качения). Способ применяют при монтаже конструкций промышленных зданий, при надвижке конструкций в стесненных условиях площадки или при недостаточной грузоподъемности монтажных кранов.

Способ вертикального подъема характеризуется тем, что на земле полностью монтируют пространственную конструкцию, поднимают с помощью подъемников (обычно гидравлических) несколько выше проектной отметки, под нее подводят поддерживающие конструкции, чаще всего колонны, на которые и опускают монтажный элемент. В отдельных случаях пространственный, подготовленный для монтажа блок, поднимают и устанавливают на опоры с помощью двух синхронно работающих монтажных кранов.

Способы установки элементов являются неотъемлемой частью проекта производства работ. Оптимизация методов монтажа производится путем технико-экономического анализа с учетом определяющих факторов: конструктивных особенностей здания, массы элементов, рельефа площадки и требуемых площадей, наличия монтажного оборудования, нормативных сроков строительства.

Конвейерный метод монтажа.

Конвейерный метод монтажа предусматривает сборку крупных высокой степени законченности конструктивных и конструктивно-технологических блоков на приобъектных конвейерных линиях с доставкой их в монтажную зону и последующей установкой в проектное положение. Наибольшее распространение этот метод получил при монтаже покрытий одноэтажных промышленных зданий.

Конструктивно-технологические блоки полной строительной готовности, состоящие из двух металлических ферм, скрепленных связями и прогонами или из структурных плит, кровельного настила, утепления, кровельного покрытия, подвесного потолка, а также закрепленных в межферменном пространстве коммуникаций (воздуховодов, спринклерной системы пожаротушений, электроосветительной аппаратуры и др.).

Размеры таких блоков в плане могут быть от 12X18 до 24X36 м. Масса блоков размером 24X36 м составляет около 130 т.

Блоки, собранные из двух ферм, имеют по торцам свесы с кровли прогонов и фонарных конструкций. Такая компоновка блоков обеспечивает возможность их установки по системе "блок к блоку".

Блоки изготовляют на расположенных около монтируемого здания временных конвейерных линиях в виде передвижных кондукторов, установленных на тележках, перемещающихся по рельсовым путям. Наиболее рационально применение пульсирующего конвейера, на котором имеется несколько технологических постов: пост сборки металлоконструкций блока, пост устройства кровли, пост подвески коммуникаций и т. д. На каждом посту все сборочные операции выполняют на неподвижном блоке, после чего он в заданном ритме передвигается на следующий пост. Готовые блоки доставляют на тележках в зону монтажа и устанавливают в проектное положение с помощью монтажных кранов или специальных механизмов, передвигающихся по подкрановым путям мостовых кранов вдоль монтируемого пролета. Применение конвейера считается экономически оправдано, если с него сходит в сутки не менее 500...800 м2 готового покрытия.

Несмотря на то что устройство технологических постов и временных путей требует по сравнению с обычной технологией дополнительных единовременных затрат, конвейерный метод монтажа покрытий при площади зданий более 25...30 тыс. м2 оказывается более экономичным, чем традиционный метод монтажа. Следует также иметь в виду, что применение конвейерного метода монтажа будет экономичным лишь при четкой комплектации конвейера. В противном случае вместо экономического эффекта возможно удорожание строительства, что связано с высокой стоимостью конвейера, больших единовременных затрат, а также необходимостью некоторого повышения жесткости блоков, что влечет за собой перерасход до 8 % металла.

При правильной организации конвейерной сборки производительность труда на монтаже конструкций покрытий может составить 700 кг/(чел-дн) и более, в то время как этот показатель при поэлементной сборке не превышает 350...360 кг/(чел-дн). Сроки выполнения работ сокращаются на 30...50 %, а средняя экономическая эффективность, приходящаяся на 1 м2 смонтированного конвейерным методом покрытия, составляет более 1,6 руб., не считая экономии, которая достигается за счет сокращения срока ввода объектов в эксплуатацию. Важным преимуществом метода является возможность переноса сборочных операций в полустационарные наземные условия, что позволяет повысить не только производительность труда, но и безопасность монтажных работ.

Основные технологические принципы конвейерного метода монтажа могут быть использованы как для покрытий промышленных зданий, так и для сборки зданий и сооружений других конструктивных структур.

Гусеничные краны.

Гу́сеничный кра́н (англ. Crawler-mounted / фр. Montee sur chenilles) — стреловой самоходный кран, снабженный для передвижения гусеницами. Относится к группе кранов стрелового типа^[1].

Кран в одном из городов Новой Зеландии

Гусеничные краны являются полноповоротными самоходными кранами^[2]. В зависимости от условий работы их оборудуют сменными стрелами различной длины и конфигурации (прямые, изогнутые, телескопические)^[2].

По конструктивным особенностям гусеничные краны делятся на две группы:

1. Стреловые самоходные краны. Индексы: «ДЭК», «СКГ», «МКГ», «МКГС», «RDK». Монтажные гусеничные краны имеют грузоподъёмность 40-160 т и более (например, краны МКГС-250 и МКТ-250). Привод отдельных механизмов этих кранов, как правило, индивидуальный^[4].

2. Краны-экскаваторы с механическим приводом, изготавливаемые на базе экскаваторных узлов. Краны-экскаваторы имеют небольшую грузоподъемность (не более 50 т) и групповой привод механизмов^[4].

Краны типа «СКГ» грузоподъёмностью 24, 40, 63, 100 т выпускаются с различными типами стрелового оборудования:

1. Трубчатые стрелы с короткими гуськами.

2. Стрелы-башни с длинными гуськами.

Длина стрел у гусеничных монтажных кранов при больших высотах подъёма груза достигает 60—100 м и более. Скорости движений соответствуют грузоподъёмности крана и вылету стрелы и обычно составляют: подъёма груза 5—25 м/мин, вращения от 1 до 4 об/мин, время подъёма стрелы из низшего положения в высшее от 1 мин до 3 мин. Передвижение крана (при работе) от 1 км/ч до 10 км/ч. Стреловые краны выполняют с крюковыми и грейферными захватами, а дизель-электрические — также с электромагнитом. Они имеют переменную грузоподъёмность, наибольшую при наименьшем вылете и использовании выносных опор: у гусеничных до 300 т и более^[2].

Гусеничный кран состоит из двух основных частей: поворотной и неповоротной.

Поворотная часть

Принцип устройства поворотной части аналогичен конструкции колёсных кранов^[3].

Неповоротная часть

Представляет собой ходовую сварную раму, соединённую с двумя продольными балками, на которых установлены бортовые редукторы. Поворот крана осуществляется притормаживанием одной из гусениц, при этом скорость второй увеличивается. При полном затормаживании одной гусеницы скорость второй увеличивается вдвое, а кран разворачивается вокруг оси.

Механизмы передвижения выполняются с раздельными приводами гусеничных тележек по нескольким конструктивным схемам. Механизмы подъёма имеют двухдвигательный привод с дифференциалом, что даёт четыре скорости.

Привод

Привод кранов малой грузоподъёмности осуществляется от дизеля с механической трансмиссией, а при грузоподъёмности более 16 т от дизель-генераторной установки. Краны, имеющие силовую установку на переменном токе, могут работать от внешней сети. В некоторых моделях кранов с групповым приводом механизмов в трансмиссии устанавливают турботрансформатор, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики крана. Однако схема с турботрансформатором достаточно сложна и не может быть осуществлена при применении только стандартных узлов и деталей. Применение индивидуального привода в этом отношении имеет большие преимущества. В гусеничных монтажных кранах применяют исключительно индивидуальный привод, и отдельные их модели отличаются главным образом, только компоновкой механизмов на поворотной платформе^.

Гусеничные краны применяются для погрузочно-разгрузочных, строительно-монтажных работ и находят широкое применение в энергетическом строительстве как при работе на укрупнительно-сборочных площадках, так и при монтаже оборудования. Достоинством гусеничных кранов является то, что они не требуют специальной подготовки рабочей площадки в связи с малым удельным давлением на грунт, обладают достаточной маневренностью, могут поворачиваться на месте с грузом и без него. При монтаже оборудования могут выводить монтируемый блок в вертикальное положение и подавать его затем на проектную отметку.

Пневмоколёсные краны.

В отличие от автомобильных кранов, смонтированных на шасси типовых грузовых автомобилей, стреловые пневмоколесные краны монтируют на специальных пневмоколесных шасси, обеспечивающих большую несущую способность и соответственно большую грузоподъем­ность. Шасси пневмоколесных кранов имеют две и более осей.

Пневмоколесные краны по типу шасси и конструкции привода ходового оборудования разделяются на два ти­па—короткобазовые с одной силовой установкой, разме­щенной на поворотной платформе и приводящей в дейст­вие все исполнительные механизмы, включая и механизм передвижения, и длиннобазовые (автомобильного типа) с двумя силовыми установками: одной на поворотной платформе для привода исполнительных механизмов и второй на шасси, обеспечивающей привод ходового обо­рудования.

Благодаря отдельному двигателю механизма пере­движения второй тип крана более маневренный, так как его транспортная скорость 50...60 км/ч (короткобазовые краны имеют транспортную скорость 15...20 км/ч).

Стрелу можно удлинять съемными вставками до 25 м, осна­щать гуськом длиной 5 м. Грузоподъемность вспомога­тельного крюка равна 5 т. Кран может также работать с грейфером вместимостью 2 м3. Ходовая часть состоит из сварной рамы с балками коробчатого сечения и двух мостов со сдвоенными пневмоколесами. Оба моста — передний и задний являются ведущими, колеса переднего моста управляемые.

Привод механизма крана раздельный с питанием от собственной дизель-электрической силовой установки по­стоянного тока, расположенной на поворотной платфор­ме.

Силовая установка состоит из дизеля мощностью 66 кВт, двух генераторов мощностью соответственно 13,5 и 51 кВт. Основная грузоподъемная лебедка приводится в движение электродвигателем по­стоянного тока. Вал двигателя соединен зубчатой муф­той с первичным валом трехступенчатого редуктора. На первичном валу редуктора расположен колодочный тор­моз с короткоходовым электромагнитом. Выводной (тихоходный) вал редуктора соединен с барабаном ле­бедки зубчатой муфтой. Стрелоподъемная лебедка приводится в движение электродвигателем постоянного тока, на первичном валу которого размещен тор­моз.

Лебедка вспомогательного подъема приводится элек­тродвигателем постоянного тока, а механизм поворо­та — двигателем постоянного тока, соединенным с вводным валом трехступенчатого редуктора с помощью цепной муфты. На выводном валу редуктора закреплена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым вен­цом шарикового опорно-поворотного устройства.

Кран на специальном шасси автомобильного типа КС-6471 грузоподъемностью 40 т. Кран оснащен телескопической трехсекционной стрелой, изменяющей длину от 10,7 до 25 м, а также гуськом 8,5; 15 или 20 м.

Привод крана дизель-электрический. Дизель приво­дит в движение гидронасосы, от которых получают пи­тание гидродвигатели механизма поворота и два гидроцилиндра изменения наклона стрелы, а также гидро­цилиндры выносных опор. Грузоподъемный механизм 6 состоит из двух лебедок основного и вспомогательного подъема.

Шасси крана 4-осное с двумя ведущими и двумя уп­равляемыми мостами. Разворот колес выполняется с помощью гидроусилителей, приводимых от двух независимых насосов.

При рабочих операциях краном управляют из каби­ны на поворотной платформе, при передвижении — из кабины, расположенной на шасси. Транспортная ско­рость до 50 км/ч.