Возведение высотных сооружений — башен, мачт, труб
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. К высотным сооружениям относят вытяжные трубы (вентиляционные и дымовые), опоры антенных сооружений радио и телевидения, метеорологические вышки, опоры воздушных лний электропередач и т. п.
Башня — вертикально и свободно стоящее высотное сооружение, жестко защемленное в основании, что достигается анкеровкой ствола башни к фундаментам, и не требующая по этой причине оттяжек. В большинстве случаев башни проектируют в виде пространственных конструкций, имеющих форму призмы или пирамиды, часто с небольшими переломами в очертании поясов по высоте. Башни представляют собой решетчатые конструкции из трубчатых, прокатных или сварных профилей.
Высота радио- и телевизионных опор обычно 180. 380 м, радиорелейных опор -50. 120 м, вытяжных труб-башен — 90. 180 м, молниеотводов -170. 230 м.
Мачта — вертикальное высотное сооружение, шарнирно или защемленно опирающееся на фундамент и удерживаемое натянутыми и наклонно идущими к земле стальными канатами-оттяжками в один или несколько ярусов. Мачты чаще всего имеют решетчатую конструкцию трех- или четырехгранного сечения или листовую конструкцию в виде сплошной трубы. Ствол решетчатых мачт состоит из пространственных секций длиной 6,75. 13 м, изготавливаемых на заводе и соединяемых при монтаже фланцами на болтах.
Мачты экономичнее башен по расходу металла и стоимости. При высоте до 150 м стоимость мачт на 20. 30% ниже. Этот разрыв возрастает с увеличением высоты сооружения. Однако сооружениям мачтового типа присущи определенные недостатки.
Достоинства башен по сравнению с мачтами:
— меньшая площадь застройки;
— отсутствие необходимости периодической регулировки и замены растяжек;
— большая надежность при эксплуатации;
— удобное при монтаже и эксплуатации технологическое оборудование;
— большая эстетичность — отсутствие оттяжек и растяжек.
Монтаж башен
Башни отличаются от зданий и сооружений обычного типа:
— большой высотой конструкций (телебашня в Москве — 533 м), значительно превышающей размеры поперечного сечения и основания в плане;
— незначительной массой технологического оборудования по сравнению с собственной массой конструкций;
— второстепенным значением собственной массы конструкций и технологического оборудования по сравнению с ветровой нагрузкой.
Экономические требования к башням:
— долговечность сооружения при наименьших затратах на его строительство и эксплуатацию;
— технологичность, малая трудоемкость при заводском изготовлении и монтаже;
— минимальные сроки работ, максимальная безопасность и нормальные условия ведения монтажных работ.
Технологические факторы возведения башен:
— значительная зависимость возможности проведения монтажных работ от метеорологических условий (ветер, гололед, туман, низкая температура);
— ограниченное число рабочих мест в зоне производства работ;
— небольшая масса монтажных элементов и их малая повторяемость;
— повышенные требования к качеству работ и точности монтажа, постоянный геодезический контроль.
При монтаже башен необходимо учитывать возникающие дополнительные нагрузки от:
— монтажных механизмов (подвесные краны, порталы, лебедки);
— изменения пространственного положения конструкции в процессе монтажа по сравнению с эксплуатационным (поворот башни вокруг шарниров при методе поворота);
— приложения сосредоточенных усилий в отдельных узлах при подъеме (крановый подъем собранной башни или ее частей, собранных на земле).
При возведении башен наиболее распространены следующие методы:
— наращивание конструкций в проектном положении — традиционное поярусное возведение снизу вверх;
— монтаж поворотом — предварительная сборка башни на земле в горизонтальном положении с последующим поворотом вокруг шарнира в вертикальное проектное положение;
— подращивание конструкции — сборка в вертикальном положении, начиная с самых верхних конструкций, их подъем, подведение под них последующих конструкций, их общий подъем до полного выдвижения всей конструкции.
Монтаж башен наращиванием. Сущность метода — поярусный монтаж от нижних отметок к верхним с использованием различных монтажных механизмов. При наращивании монтаж ведут до определенных отметок монтажным краном, установленным на земле, а затем другим механизмом, установленным или закрепленным на смонтированных конструкциях. Этот механизм последовательно перемещается по смонтированным конструкциям по мере возведения башни и осуществляет поэлементный монтаж.
Монтаж наращивание можно осуществлять с помощью различных монтажных механизмов (рис. 16.1):
— переставным краном типа кран-укосина;
— универсальными подвесными самоподъемными кранами;
— ползучими самоподъемными кранами.
Варианты монтажа собранными на земле блоками (секциями):
— самоходными гусеничными, пневмоколесными и мобильными кранами на специальных шасси;
— башенными кранами достаточной высоты для установки верхних элементов;
— приставными башенными кранами высотой 120. 150 м в два этапа: до отметки 65 м кран работает, находясь свободно на своем основании, а далее ствол крана наращивают в верхней части дополнительными звеньями и для повышения устойчивости дополнительно соединяют монтажными диафрагмами со смонтированной частью башни.
Для монтажа крупноблочных конструкций башни, установки и замены технологического оборудования, верхних частей башни используют вертолеты.
Поворот башен вокруг шарнира. Метод наиболее часто применяют для башен высотой 40. 80 м, реже — при высоте до 100 м. Сборку осуществляют на земле в горизонтальном положении с использованием автокрана. Пояс нижнего яруса башни закрепляют в шарнирах, которые устанавливают на фундаментах этой башни. Подъем в вертикальное положение осуществляют вокруг шарнира с помощью лебедок тяговых полиспастов и падающей стрелы, которую могут заменить шевры, неподвижные и наклоняющиеся мачты, краны и другие монтажные механизмы.
Достоинства метода — сборка конструкций башни на земле не требует высококвалифицированных верхолазов, сборка такелажа и подъемного оборудования также выполняется на земле и доступна для контроля.
При монтаже башни методом поворота учитывают наличие двух этапов. Первый – от начала поворота 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.
Существует несколько разновидностей метода, которые в большей степени зависят от применяемого монтажного оборудования:
— чистый метод поворота, когда одну часть башни собирают на собственном фундаменте, а другую монтируют на земле и с помощью такелажного оборудования поворачивают и соединяют с уже смонтированной частью;
— подъем с дотягиванием полиспастом (рис. 16.2) применим в тех случаях, когда грузоподъемность и вылет стрелы крана не позволяют поднять и установить башню в проектное положение. С помощью самоходного крана конструкцию, закрепленную на фундаменте, поднимают до промежуточного положения. Далее включают в работу тяговые полиспасты;
— монтаж поворотом с помощью падающей стрелы (рис. 16.3, а) также осуществляется с использованием специальной стойки, закрепленной на фундаменте или закрепляемой на земле, которая помогает осуществить поворот башни вокруг шарнира.
Совершенствованием метода поворота вокруг шарнира является безъякорный способ (рис. 16.3, б). Его особенность заключается в том, что силы, действующие в элементах оснастки и в поднимаемой конструкции при монтаже, вызывают реакцию только в опорных шарнирах шевра (портала) и башни. Отсутствие мощных якорей и лебедок большой грузоподъемности упрощает монтаж и уменьшает трудозатраты.
При подъеме башенных сооружений из горизонтального положения в вертикальное способом выжимания (рис. 16.3, в) поворот осуществляют вокруг опорного шарнира с использованием такелажной системы с порталом, нижняя опорная часть которого перемещается вдоль оси поднимаемого сооружения к фундаменту, а верхняя выжимает башню.
Все рассмотренные варианты монтажа башен поворотом вокруг шарнира используют только для сооружений высотой до 90. 120 м из-за значительных монтажных усилий, возникающих в момент отрыва конструкции от земли.
Монтаж башен подращиванием.Монтаж методом подращивания заключается в том, что на низких отметках уже частично возведенной башни начинают монтаж верхних ярусов, которые циклично выдвигают вверх и по мере их выдвижения снизу подращивают конструкции нижерасположенных ярусов.
При методе подращивания башню разделяют на два блока: нижний и верхний. Нижний блок возводят способом наращивания с помощью башенных или самоходных кранов. Высота нижнего блока определяется возможностями монтажных механизмов и решениями по защемлению верхнего блока при выдвижении. Нижний блок в результате становится частью монтажной оснастки, воспринимает монтажные воздействия при выдвижении верхнего блока, на нем закрепляют направляющие и другие монтажные приспособления.
Подращиванием называют метод монтажа высотных сооружений, при котором конструкции выше отметки, доступной для установки элементов монтажным краном, собирают внизу, начиная с верхней секции сооружения, и выдвигают вверх на высоту очередной секции. Верхний блок собирают частями внутри нижнего блока, выдвижение блока осуществляют с помощью грузовых полиспастов или гидроподъемников. После подъема очередной секции и соединения ее с ранее собранной частью сооружения на уровне земли собирают и готовят к подъему очередную секцию конструкции.
Последовательность монтажных работ при возведении башен подращиванием приведена на рис. 16.4 – 16.7.
Монтаж радиомачт
Монтаж радиомачт осуществляют тремя основными способами:
— наращиванием с помощью самоподъемных кранов и вертолетов;
— методом поворота вокруг шарнира;
Монтаж мачт наращиванием. Монтажрешетчатых мачт наращиваниемосуществляют по-секционно спомощью самоподъемныхполноповоротных кранов,перемещаемых по одной изграней мачты (рис. 16.8). Монтажсамоподъемных крановвыполняют стреловым краномпосле монтажа опорной и нижнихсекций мачты.
Методы и последовательность монтажа листовых и трубчатых конструкций аналогичны. Отличие заключается в том, что устанавливают и закрепляют секции мачт листовой конструкции с внутренних площадок и со специальных наружных кольцевых подмостей, которые переставляют краном по мере возведения башни и подвешивают к скобам, приваренным на верху смонтированной секции (рис.16.10).
Монтаж мачт поворотом и подращиванием. Подъем предварительно собранных на земле мачт в проектное положение осуществляют несколькими способами в зависимости от типа подъемного оборудования и усилий, возникающих в процессе монтажа.
Подъем поворотом вокруг шарнира (рис. 16.11) осуществляют чаще всего с применением тяговых полиспастов и падающей стрелы или шевра. Высоту падающей стрелы принимают в пределах 1/3 высоты поднимаемой конструкции. При увеличении высоты падающей стрелы уменьшается необходимое для подъема усилие в тягах и тяговом полиспасте.
Основным монтажным оборудованием при монтаже мачт подращиванием является портал, оснащенный тяговыми полиспастами, приводимыми в действие электролебедками. Перед подъемом мачта полностью укомплектовывается технологическим оборудованием. При монтаже она опирается на подъемную раму портала с балансиром по направляющим.
Для удержания мачты в вертикальном положении в процессе выдвижения используют временные и постоянные оттяжки.
Монтаж мачт поворотом вокруг шарнира и подращиванием имеет ограниченное применение.
При монтаже башенных и мачтовых сооружений с помощью вертолета применяют методы наращивания и поворота вокруг шарнира.
Монтаж башен вертолетами методом наращивания (рис. 16.12) осуществляют блоками в
соответствии с грузоподъемностью машины.
Каждый блок оснащают ловителями и монтажными фиксирующими приспособлениями, обеспечивающими дистанционную наводку блока и установку его в проектное положение.
Источник
Методы монтажа башенных и мачтовых сооружений
Многолетняя практика возведения башенных сооружений показала, что наибольшее распространение получили методы наращивания конструкций в проектном положении, предварительной сборки на земле с последующим поворотом вокруг шарнира в проектное положение и подращивания. Каждый метод монтажа включает несколько способов. При этом почти во всех случаях монтаж нижней пирамидальной части башни осуществляют пространственными блоками до отметки, определеямой техническими возможностями гусеничных (реже башенных) кранов
Метод наращивания
Монтаж вытяжных башен наращиванием конструкций в проектном положении производят при помощи различных монтажных механизмов. При монтаже с помощью универсально-подвесного крана типа УПК (рис.1, а) его устанавливают в проеме башни в месте прохода газоотводящего ствола, который монтируют позже.
Передвижение крана после монтажа очередного яруса башни осуществляется при помощи подъемных полиспастов, устанавливаемых в нижней опорной части крана. Устойчивость в процессе выдвижки обеспечивается специальной обоймой и рамкой, устанавливаемой в верхней части монтируемого сооружения. Монтаж конструкций башенных сооружений осуществляется поэлементно, грузоподъемность крана 4,5 т.
Удачно используя конструктивные особенности вытяжных башен, их монтаж осуществляют с помощью оголовка самоподъемного (ползучего) крана типа СПК (ГЩТ), устанавливаемого на верхние секции металлического газоотводящего ствола (рис.1, б).
Такое использование оголовка самоподъемного крана устраняет необходимость усиления конструкций верхней части башни при установке крана по одной из граней.
Процесс монтажа заключается в периодическом выталкивании газоотводящего ствола с помощью полиспастов и поэтапном наращивании секций башни с помощью оголовка самоподъемного крана. Монтаж призматической части башни осуществляется поэлементно или с частичным укрупнением плоскостей в пределах грузоподъемности крана (5-12 т).
Крупноблочный монтаж конструкций осуществляют с помощью ползучих портальных подъемников.
Принцип работы подъемника (рис.1, в) заключается в том, что его устанавливают на частично смонтированную конструкцию на специально предусмотренные опорные столики. Изменение наклона производят с помощью подъемного (переднего) и тормозного (заднего) полиспастов. Перестановку на очередную стоянку осуществляют с помощью подъемной балки и полиспастов перестановки, закрепляемых вдоль стоек подъемника. Во всех случаях подъем укрупненных секций массой до 40 т производят с помощью оттяжек.
При подходе подъемника с грузом к вертикальному положению натяжение рабочих и тормозных полиспастов должно быть примерно одинаковым. Переход через зенит является наиболее ответственной операцией, требующей синхронности и слаженности в работе всех участников подъема.
Применение крупноблочного монтажа при помощи самоподъемных портальных подъемников резко сокращает объем верхолазных работ по сравнению с монтажом отдельными элементами. Однако их применение вызывает ряд трудностей особенно в условиях реконструкции предприятий из-за расположения якорей и лебедок на значительном расстоянии от оси башни, равном примерно 1,5 высоты монтируемого сооружения. При монтаже вытяжных башен с помощью приставных (прислонных) кранов (рис.1, г) устойчивость крана обеспечивается специальными опорными рамками, которые крепятся приставными консолями к смонтированной части башни. Выдвижение ствола крана вверх по мере монтажа башни производят с помощью полиспастов, расположенных в опорном устройстве. Ствол крана скользит по направляющим, находящимся в опорных рамках и в верхней части опорного устройства.
Монтаж вытяжных башен прислонным краном обеспечивает высокую скорость монтажных работ благодаря крупноблочному монтажу конструкций несущего каркаса башни, однако отрицательным в этой схеме является большой объем работ по монтажу и демонтажу прислонного крана.
При необходимости для выполнения работ по наращиванию конструкций, установке дополнительного оборудования или демонтажу верхней части сооружения используют вертолеты (рис.1, д).
Рис.1. Монтаж вытяжных башен с помощью
а — универсально-подвесного крана; б — оголовка самоподъемного крана на газоотводящем стволе; в — самоподъемного качающегося портального подъемника; г — прислонного крана; д — вертолета; 1 — электролебедка с якорем; 2 — тяговый полиспаст; 3 — обойма; 4 — рамка; 5 — газоотводящий ствол; 6 — задняя тяга; 7 — передняя тяга; 8 — опорный столик; 9 — опорные рамки; 10 — ловители.
Метод поворота
Монтаж башенных сооружений методом предварительной сборки на земле с последующим поворотом вокруг шарнира производят с использованием специальной оснастки. Предварительно собранную на земле в горизонтальном положении вытяжную башню поднимают в проектное положение в течение одной смены.
Чаще всего применяют оборудование, состоящее из тяговых полиспастов и "падающей" стрелы, шевра или портала (рис.2 а). Различают несколько схем этого метода в зависимости от расположения в плане опорного узла: узел располагают впереди поворотного шарнира поднимаемой конструкции, их оси параллельны; ось угла совпадает с осью поворотных шарниров; узел располагают сзади поворотного шарнира Выбор той или иной схемы в каждом конкретном случае зависит от наличия такелажных средств и технических характеристик поднимаемой вытяжной башни Учитывая, что в процессе подъема конструкции возникают значительные сдвигающие горизонтальные усилия, фундаменты, закладные детали, анкерные устройства необходимо рассчитывать с учетом этих воздействий.
Однако подъем башен поворотом вокруг шарниров наряду со значительным упрощением процесса сборки конструкций требует тщательной инженерной подготовки. В каждом случае необходимо рассчитать конструкции башни на монтажное состояние, установить наиболее невыгодный момент для работы конструкций и на основании полученных данных дать рекомендации для усиления конструкций; определить оптимальные характеристики монтажных устройств; найти наиболее удачное расположение монтажных устройств относительно поднимаемой конструкции. Из-за больших монтажных нагрузок не во всех случаях удается оснастить вытяжную башню газоотводящим стволом. К недостаткам этого метода относится также большая свободная территория, необходимая для укрупнения башни и расположения расчалок, подъемных и тормозных тяг.
Совершенствование метода поворота вокруг шарнира привело к безъякорному способу. Особенность безъякорного способа монтажа (рис.2, б) заключается в том, что силы, действующие в элементах оснастки и в поднимаемой конструкции при монтаже, вызывают реакцию только в опорных шарнирах шевра (портала) и башни. Отсутствие мощных якорей, боковых расчалок и лебедок большой грузоподъемности упрощает монтаж и уменьшает трудозатраты.
При подъеме башенных сооружений из горизонтального положения в вертикальное способом выжимания поворот производят вокруг опорного шарнира такелажной системой с порталом, нижняя опорная часть которого перемещается вдоль оси поднимаемого сооружения к фундаменту, а верхняя — выжимает башню (рис.2, в). Этот способ применяют в условиях стесненных площадок при невозможности использования кранов и необходимости снижения горизонтальных усилий на фундаменты. При монтаже вытяжных башен на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях, где используются монтажные мачты большой грузоподъемности, предназначенные в основном для монтажа поворотом технологических аппаратов колонного типа, получил распространение подъем поворотом целиком собранных на земле башен с подтаскиванием на "поддоне" или скольжением с отрывом низа башни от земли.
Рис.2. Монтаж вытяжных башен поворотом вокруг шарнира
а — падающей стрелой; б — безъякорным способом; в — способом выжимания; 1 — электролебедка; 2 — тяговый полиспаст; 3 — башня в процессе подъема; 4 — "падающая" стрела; 5 — тормозной полиспаст; 6 — портал; 7 — тяги; 8 — мачта выжимания.
Монтаж башен поворотом вокруг шарнира из-за значительных монтажных усилий, возникающих в момент отрыва конструкций от земли, получил распространение только для сооружений высотой не более 100-120 м.
Метод подращивания
Монтаж вытяжных башен подращиванием получил широкое распространение в последние годы. В связи с резким увеличением строительства вытяжных башен возникла острая необходимость в переходе на принципиально новые методы монтажа, обеспечивающие значительное повышение производительности труда и сокращение продолжительности монтажных работ в условиях стесненной площадки реконструируемых предприятий. Последовательность монтажных работ при возведении вытяжных башен подращиванием приведена на рис.3. 
Рис.3. Монтаж подращиванием каркаса вытяжной башни
а — план; б — первоначальный этап (крановый монтаж); в — первая выдвижка; г — закрепление укрупненного блока с ранее выдвинутыми конструкциями призматической части башни; д — очередная выдвижка при помощи тяговых полиспастов; е — очередность укрупнительной сборки и монтажа вытяжной башни; 1 — электролебедка с якорями; 2 — канат тягового полиспаста; 3 — рельсовые пути надвижки; 4 — стенд; 5 — площадка складирования; 6 — кран; 7 — пирамидальная часть башни; 5 — призматическая часть башни с зонтом газоотводящего ствола; 9 — электролебедка подачи возврата стенда; 10 — уравнительное устройство сблокированных попарно тяговых полиспастов; 11 — тяговый полиспаст.
10. Устройство подземных частей зданий и сооружений методом "стена в грунте"
Подземные сооружения в зависимости от гидрогеологических условий и глубины заложения осуществляют разными способами, основные из которых — открытый, «стена в грунте» и способ опускного колодца.
Сущность технологии «стена в грунте» заключается в том, что в грунте устраивают выемки и траншеи различной конфигурации в плане, в которых возводят ограждающие конструкции подземного сооружения из монолитного или сборного железобетона, затем под защитой этих конструкций разрабатывают внутреннее грунтовое ядро, устраивают днище и воздвигают внутренние конструкции.
В отечественной практике применяют несколько разновидностей метода «стена в грунте»:
• свайный, когда ограждающая конструкция образуется из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай;
• траншейный, выполняемый сплошной стеной из монолитного бетона или сборных железобетонных элементов.
Технология перспективна при возведении подземных сооружений в условиях городской застройки вблизи существующих зданий, при реконструкции предприятий, в гидротехническом строительстве.
С использованием технологии «стена в грунте» можно сооружать:
• туннели мелкого заложения для метро;
• подземные гаражи, переходы и развязки на автомобильных дорогах;
• емкости для хранения жидкости и отстойники;
• фундаменты жилых и промышленных зданий.
В зависимости от свойств грунта и его влажности применяют два вида возведения стен — сухой и мокрый.
Сухой способ, при котором не требуется глинистый раствор, применяется при возведении стен в маловлажных устойчивых грунтах.
Свайные стены могут возводиться как сухим, так и мокрым способом, при этом последовательно бурят скважины и бетонируют в них сваи.
Мокрым способом возводят стены подземных сооружений в водонасыщенных неустойчивых грунтах, обычно требующих закрепления стенок траншей от обрушения грунта в процессе его разработки и при укладке бетонной смеси. При этом способе в процессе работы землеройных машин устойчивости стенок выемок и траншей достигают заполнением их глинистыми растворами (суспензиями) с тиксотропными свойствами. Тиксотропность — важное технологическое свойство дисперсной системы восстанавливать исходную структуру, разрушенную механическим воздействием. Для глинистого раствора это способность загустевать в состоянии покоя и предохранять стенки траншей от обрушения, но и разжижаться от колебательных воздействий.
В выемках, отрытых до необходимых глубины и ширины под глинистым раствором, этот раствор постепенно замешают, используя в качестве несущих или ограждающих конструкций монолитный бетон, сборные элементы, различного рода смеси глины с цементом или другими материалами.
Наилучшими тиксотропными свойствами обладают бентонитовые глины. Сущность действия глинистого раствора заключается в том, что создается гидростатическое давление на стенки траншеи, препятствующее их обрушению, кроме этого на стенках образуется практически водонепроницаемая пленка из глины толщиной 2. 5 мм. Глинизация стенок выемок позволяет отказаться от таких вспомогательных и трудоемких работ, как забивка шпунта, водопонижение и замораживание грунта.
При отрывке траншей используют оборудование циклического и непрерывного действия; обычно ширина траншей составляет 500. 1000 мм, но может доходить до 1500. 2000 мм.
Для разработки траншей под защитой глинистого раствора применяют землеройные машины общего назначения — грейферы, драглайны и обратные лопаты, буровые установки вращательного и ударного бурения и специальные ковшовые, фрезерные и струговые установки.
Буровое оборудование позволяет устраивать «стену в грунте» в любых грунтовых условиях при заглублении до 100 м.
Нецелесообразно применять метод «стена в грунте» в следующих случаях:
• в грунтах с пустотами и кавернами, на рыхлых свалочных грунтах;
• на участках с бывшей каменной кладкой, обломками бетонных и железобетонных элементов, металлических конструкций и т. д.;
• при наличии напорных подземных вод или зон большой местной фильтрации грунтов.
Наиболее проста технология работ при устройстве противофильтрационных завес, которые обычно выполняют из монолитного бетона, тяжелых, ломовых и твердых глин. Назначение завес — предохранение плотин от проникновения воды за тело плотины.
Противофильтрационная завеса может быть применена при отрывке котлованов для предохранения их от затопления подземными водами. Отпадает потребность в замораживании грунта или понижении уровня грунтовых вод иглофильтровы-ми понизительными установками. Завеса действует постоянно, в то время как остальные методы используются только на период производства работ, хотя грунтовые воды могут быть очень агрессивными.
Работы по отрывке траншей, как и производство последующих работ, в случае близкого расположения фундаментов существующих зданий выполняют отдельными захватками, обычно через одну, т. е. первая, третья, вторая, пятая, четвертая и т. д.
Длину захватки бетонирования назначают от 3 до 6 м и определяют по следующим критериям:
• условиям обеспечения устойчивости траншеи;
• принятой интенсивности бетонирования;
• типу машин, разрабатывающих траншею;
• конструкции и назначению «стены в грунте».
Последовательность работ при устройстве монолитных кон
струкций по способу «стена в грунте»:
1) забуривание торцевых скважин на захватке;
2) разработка траншеи участками или последовательно на всю длину при постоянном заполнении открытой полости бентонитовым раствором, с ограничителями, разделяющими траншею на отдельные захватки;
3) монтаж на полностью отрытой захватке арматурных каркасов и опускание на дно траншеи бетонолитных труб;
4) укладка бетонной смеси методом вертикально перемещаемой трубы с вытеснением глинистого раствора в запасную емкость или на соседний, разрабатываемый участок траншеи.
Арматура «стены в грунте» представляет собой пространственный каркас из стали периодического профиля, который должен быть уже траншеи на 10. 12 см. Перед опусканием арматурных каркасов в траншею стержни целесообразно смачивать водой для уменьшения толщины налипаемой глинистой пленки и увеличения сцепления арматуры с бетоном.
Бетонирование осуществляют методом вертикально перемещаемой трубы с непрерывной укладкой бетонной смеси и равномерным заполнением ею всей захватки снизу вверх.
При длине захватки более 3 м бетонирование обычно осуществляют через две бетонолитные трубы одновременно. Для повышения пластичности бетона и его удобоукладываемости применяют пластифицирующие добавки — спиртовую барду, суперпластификаторы.
Перерывы в бетонировании — до 1,5 ч летом и до 30 мин — зимой.
Недостатки технологии «стена в грунте»: ухудшается сцепление арматуры с бетоном, так как на поверхность арматуры налипают частицы глинистого раствора; много сложностей возникает при ведении работ в зимнее время, поэтому, когда позволяют условия, используют сборный и сборно-монолитные варианты. Применение сборного железобетона позволяет:
• повысить индустриальность производства работ;
• применять конструкции рациональной формы: пустотные, тавровые и двутавровые;
• иметь гарантии качества возведенного сооружения.
Недостатки сборного железобетона: требуется специальная
технологическая оснастка для изготовления изделий, каждый раз индивидуального сечения и длины; сложность транспортирования изделий на строительную площадку; требуются мощные монтажные краны; стоимость сборного железобетона значительно выше, чем монолитного.
Источник
Как собирают и устанавливают башенный кран на стройке
Как собирают башенный кран на стройке, интересует многих — тех, кто собирается заказать этот вид техники, и наблюдающих за работой электромеханических гигантов. Способ сборки зависит от возможностей стройплощадки и пожеланий заказчика. Процесс регламентирован рядом документов.
Что такое башенный кран?
Башенным краном называют поворотный агрегат стрелочного типа. Высота таких механизмов достигает 60-70 метров, а вес – примерно 10 тонн. Эта «махина» кажется просто необъятной, поэтому многие задаются вопросом как наращивают его элементы, чтобы он достиг заданной высоты. За счет чего его платформа держит устойчивость? Все не так уж и сложно, как кажется. Зная определенные нюансы, можно быстро установить такое устройство.
Подготовка к установке
Башенные краны представляют собой довольно объемные конструкции, по этой причине подъемники доставляют на место использования в разобранном виде и уже там их собирают и устанавливают.
Для того чтобы установить кран, в первую очередь следует подготовить территорию, то есть, выравнивают место, где планируют поставить подъемное устройство, многие строительные компании даже делают бетонный постамент для большей надежности и устойчивости конструкции.
Дополнительно делают заземление и проводят электричество, определяют пути подъезда и доставляют вспомогательный автокран, который будет принимать участие сборке башенного крана.
Сама конструкция состоит из нескольких составляющих, среди них:
- башня, которая состоит из нескольких секций;
- опорно-поворотное устройство;
- кабина для машиниста;
- консоль, обеспечивающая противовес;
- стрела и монтажное приспособление.
Устройство башенного крана
Основные элементы:
- башня;
- рабочая стрела;
- опорная часть;
- опорно-поворотное устройство;
- кабина управления;
- рабочие приспособления (лебёдки, блоки, канаты-полиспасты и пр.).
Краны незаменимы при строительстве зданий и сооружений
Опорная часть состоит из опор и противовеса, предотвращающего опрокидывание конструкции. Противовес представляет собой железобетонные блоки весом в 1 и более тонн. Опорно-поворотное устройство несет на себе электрокоммуникации, также на нем устанавливаются лебедки и грузовые тележки. Основная его функция – передача нагрузок на неповоротную часть и обеспечение вращения поворотной платформы. Башня и стрела — наиболее масштабные металлоконструкции, позволяющие поднимать и перемещать груз. Изготавливаются с таким расчетом, чтобы максимально снизить ветровую нагрузку и, следовательно, риск опрокидывания.
Кабина содержит все органы управления и обеспечивает оператору комфортные условия работы.
Принципы монтирования
Первым этапом монтирования башенного крана является установка башенной конструкции на подготовленном постаменте.
Дальше при помощи вспомогательного автокрана закрепляют опорно-поворотную конструкцию, а к ней присоединяют остальные составляющие.
Далее для наращивания высоты конструкции пользуются ее же стрелой, которая помогает перемещать и монтировать отдельные секции подъемника. Важным приспособлением при работе, как и при дальнейшем использовании считается монтажное устройство, которое представляет собой целостную рамную конструкцию, передняя часть которой съемная.
Монтирование башенного крана осуществляется с использованием пульта для монтажной конструкции и дополнительного выносного пульта.
В общем можно смело утверждать, что подъемные устройства монтируются довольно просто, при этом не затрачивается много времени, но значительно экономится и время и силовой ресурс при использовании таких кранов, которые позволяют возвести многоэтажку всего за несколько недель.
Этапы сборки
Порядок сборки:
- Монтаж поворотной платформы и ходовой рамы.
- Монтаж портала с башней. Установка кабины.
- Подъем крана и сборка стрелы.
Если посмотреть на видео, как собирают строительный кран, видно, что на первом этапе работы производятся с помощью двух автокранов. Это довольно компактная и мобильная техника, способная подъехать в любое место стройплощадки. Один кран подводит под крепления опор на рельсовых путях тележки, а второй устанавливает поворотную платформу. Также автокраном монтируются железобетонные блоки, представляющие собой противовесы. Если в непосредственной близости от площадки проходят железнодорожные пути, может оказаться целесообразнее использовать железнодорожный кран.
Кран устанавливается по определенному алгоритму
Портала и башня так же монтируются при помощи автокрана. Он же поднимает наверх кабину машиниста. Кабины делятся на два вида — для работы на высоте до 20 м и высотные, для работы на высоте выше 20 м. Башня собирается на несколько секций в высоту, после чего устанавливается специальная «телескопическая секция», за счет которой впоследствии будут смонтированы остальные.
Соединение и закрепление узлов фермы поворотной платформы и портала выполняется вручную, откидными болтами, для фиксации которых используется обычная кувалда. Также вручную происходит подключение и настройка электрооборудования и фиксация (запасовка) стальных канатов.
Параллельно происходит сборка стрелы. Она состоит из металлических решетчатых секций. Сборка происходит на земле, в горизонтальном положении. Устанавливают стрелу автокраном. После этого, на заключительном этапе работ можно видеть, как как башенный кран сам себя собирает. Стрела подцепляет одну секцию и подтягивает к башне, пока она не окажется внутри телескопической секции. После фиксации откидных болтов «телескоп» поднимают на высоту секции и цикл повторяется. Таким образом, высота башни наращивается до требуемой. Завершается процесс испытательными мероприятиями и официальным приемом оборудования в эксплуатацию.
Меры предосторожности при работе
Вес крана может составлять более 50 тонн. Поэтому процессы его сборки и перевозки строго регламентированы.
В ходе работ по монтажу и демонтажу башенного крана запрещается:
- Находиться в рабочей зоне посторонним лицам. Для этого строительная площадка огораживается и к деталям крана допускаются только рабочие, непосредственно участвующие в процессе.
- Поднимать и опускать людей краном. Этот запрет влечет за собой другой — находиться на поднимаемых или опускаемых конструкциях. Какой бы хороший обзор ни предоставляла кабина оператора, а не заметить человека на поднимаемой трёхметровой секции легко. Также запрещается производить какие-либо манипуляции с конструкциями на весу. Если нужно что-то исправить, груз следует полностью опустить на землю и работать с ним только после полной остановки.
- Находиться под опускаемыми или поднимаемыми конструкциями.
- Оставлять на весу без надзора поднятые грузы и металлоконструкции. Это особенно опасно при сильном ветре, однако и в безветренную погоду увеличивает нагрузку на кран и может привести к несчастным случаям.
- Сбрасывать предметы с высоты. Опускание грузов выполняется только при помощи крюка крана. Мелкие предметы, мусор и пр. спускаются вместе с сотрудниками.
- Проводить работы при грозе, тумане, гололеде и ветре скоростью более 12,4 м/с (6 баллов).
- Использовать для любых манипуляций тросы, канаты и стропы, которые были сращены. Если канат был порван, он списывается или используется для других, менее опасных работ.
- Проводить монтажные и демонтажные работы при падении напряжения в электросети более чем на 10%.
При сборке крана требуется соблюдение техники безопасности
При перевозке также необходимо соблюдать целый ряд требований. Элементы башенного крана — это, как правило, негабаритные грузы. Поэтому необходимо следить, чтобы габариты автопоездов не превышали предельно допустимых значений с учетом мостов, путепроводов и тоннелей, которые предстоит проехать. Груз должен быть жестко закреплен в продольном и поперечном направлениях и отмечен согласно ПДД. Перевозка осуществляется после оформление разрешения и в сопровождении автомобиля ГИБДД. При погрузочно-разгрузочных работах необходимо применять веревочные оттяжки, чтобы исключить перемещение и разворот деталей.
Процесс демонтажа крана
Видеоролики с записями, как разбирают подъемный кран, не так эффектны, как с процессом сборки. Выполнить демонтаж строительного крана в обратном порядке, разобрав секции с помощью стрелы, нельзя. Краны сами себя не разбирают. Для этой цели используются специальные стрелковые краны, более высокие, чем демонтируемые. Их подгоняют на площадку после окончания строительства специально для выполнения этой операции.
В целом разбор башенного крана сложнее и занимает больше времени, чем, например, козлового или мостового. Это связано как с особенностями его конструкции, так и с тем, что к концу работ участок вокруг застраивается и остается мало места для маневра техники. Обычно разборка крана занимает около недели.
При работе на небольших строительных площадках можно применять краны, которые можно демонтировать, не прибегая к дополнительному оборудованию. Это удобно и заметно сокращает расходы, однако доступно только в малоэтажном строительстве.
Особенности башенного крана
Главный секрет стойкости башни в способе ее сборки. Если швы качественно сварены, это значит, что ни сильные порывы ветра, ни дождь, ни другие неблагоприятные погодные условия не смогут навредить крану. Диагональные балки пересекаются с вертикальными в центральной части в каждой башенной секции, поэтому опорные точки расположены сверху к низу «скелета» крана. Благодаря этому башня приобретает свою прочность и устойчивость.
Если вам интересно, как разбирают башенный кран, тогда скажем, что процесс разбора башни происходит в обратной последовательности к сборке. Башня разбирается по одной секции, как и складывалась.
Краны используются на стройках уже около шестидесяти лет. За это время они совершенствуются, становятся более маневренными, простыми в установке и сборке. Тем не менее башенный кран сейчас, как и много лет назад, пользуется огромным спросом на стройках многоэтажных домов. Они облегчают доставку и подъем груза на любую высоту.
Заключение
Существует целый набор официальных документов, касающийся такого вида техники, как кран строительный — как собирают, разбирают и перевозят, принимают в эксплуатацию и пр. При соблюдении всех правил и норм монтажные и демонтажные работы безопасны и проходят в кратчайшие сроки, а значит, сокращают время простоев оборудования и увеличивают рентабельность стройки. Услуги по сборке и разборке кранов предлагает целый ряд организаций. Также можно заказать перевозку по ПДД и другие услуги.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
16.2. Монтаж башен
Башни отличаются от зданий и сооружений обычного типа:
• большой высотой конструкций (телебашня в Москве — 533 м), значительно превышающей размеры поперечного сечения и основания в плане;
• незначительной массой технологического оборудования по сравнению с собственной массой конструкций;
• второстепенным значением собственной массы конструкций и технологического оборудования по сравнению с ветровой нагрузкой.
Технологические факторы возведения башен:
• значительная зависимость возможности проведения монтажных работ от метеорологических условий (ветер, гололед, туман, низкая температура);
• ограниченное число рабочих мест в зоне производства работ;
• небольшая масса монтажных элементов и их малая повторяемость;
• повышенные требования к качеству работ и точности монтажа, постоянный геодезический контроль.
При монтаже башен необходимо учитывать возникающие дополнительные нагрузки от:
• монтажных механизмов (подвесные краны, порталы, лебедки);
• изменения пространственного положения конструкции в процессе монтажа по сравнению с эксплуатационным (поворот башни вокруг шарниров при методе поворота);
• приложения сосредоточенных усилий в отдельных узлах при подъеме (крановый подъем собранной башни или ее частей, собранных на земле).
Экономические требования к башням:
• долговечность сооружения при наименьших затратах на его строительство и эксплуатацию;
• технологичность, малая трудоемкость при заводском изготовлении и монтаже;
• минимальные сроки работ, максимальная безопасность и нормальные условия ведения монтажных работ.
При возведении башен наиболее распространены следующие методы:
• наращивание конструкций в проектном положении — традиционное поярусное возведение снизу вверх;
• монтаж поворотом — предварительная сборка башни на земле в горизонтальном положении с последующим поворотом вокруг шарнира в вертикальное проектное положение;
• подращивание конструкции — сборка в вертикальном положении, начиная с самых верхних конструкций, их подъем, подведение под них последующих конструкций, их общий подъем до полного выдвижения всей конструкции.
У каждого метода имеются свои способы и разновидности. Но для большинства башен с пирамидальной нижней частью монтаж этой части осуществляют готовыми пространственными блоками до отметки, определяемой техническими возможностями принятых монтажных стреловых или башенных кранов.
16.2.1. Монтаж башен наращиванием
Метод имеет преимущественное распространение, им монтируют в основном башни высотой до 100 м. Сущность метода — поярусныи монтаж от нижних отметок к верхним с использованием различных монтажных механизмов. При наращивании монтаж ведут до определенных отметок монтажным краном, установленным на земле, а затем другим механизмом, установленным или закрепленным на смонтированных конструкциях. Этот механизм последовательно перемещается по смонтированным конструкциям по мере возведения башни и осуществляет поэлементный монтаж.
Монтаж наращиванием можно осуществлять с помощью различных монтажных механизмов (рис. 16.1):
Рис. 16.1. Схемы монтажа башен:
а — универсальным подвесным краном; б — оголовком самоподъемного крана на трубе; в — самоподъемным портальным подъемником; г —приставным краном; д — вертолетом; 1 — электролебедка с якорем; 2 — тяговые полиспасты; 3 — обойма; 4 — монтажная рама; 5 — труба; 6 — задняя тяга; 7 — передняя тяга; 8 — опорный столик; 9 — опорные рамки крана; 10 — ловители
• переставным краном типа кран-укосина, состоящим из стойки длиной 8,5 м, которая нижней и верхней частями крепится к элементам возводимой башни, и стрелы длиной 28 м, шарнирно соединенной с нижней частью стойки и с верхней частью — полиспастом. Грузоподъемность крана до 6,5 т. Недостатки крана-укосины заключаются в невозможности монтировать башню пространственными блоками, частых и трудоемких перестановках механизма по высоте;
• универсальными подвесными самоподъемными кранами — все монтажные работы выполняют только на высоте, для использования крана требуется свободное от конструктивных элементов внутреннее пространство башни;
• ползучими самоподъемными кранами, которые опираются на уже смонтированные ими конструкции и по мере возведения сооружения перемещаются по вертикали на вновь установленные секции. Кран конструктивно решен в виде решетчатого ствола со стрелой и перемещающейся обоймой. Она служит для закрепления крана в рабочем положении на сооружении и для перемещения ствола крана по вертикали на следующую стоянку. Перемещение крана осуществляется с помощью специальных блоков и лебедок.
При монтаже вытяжной башни с помощью универсального подвесного крана (см. рис. 16.1, а) его устанавливают в газоотводящем стволе. Перемещение крана вверх после завершения монтажа очередного яруса башни осуществляют с помощью подъемных полиспастов, устанавливаемых и закрепляемых в нижней опорной части крана. Устойчивость механизма в процессе выдвижения на новый монтажный горизонт обеспечивают специальной обоймой, устанавливаемой в верхней части смонтированных конструкций сооружения. Грузоподъемность крана — до 4,5 т, монтаж конструкций сооружения выполняют поэлементно.
Монтаж вытяжных башен осуществляют с помощью оголовка самоподъемного (ползучего) крана, устанавливаемого на верхних секциях металлического газоотводящего ствола (см. рис. 16.1, б). Монтаж призматической части башни осуществляют также поэлементно, возможно частичное укрупнение в плоскостные блоки в пределах грузоподъемности крана (5. 12 т).
При использовании ползучих портальных подъемников монтаж осуществляют пространственными секциями массой до 40 т. Портальный подъемник устанавливают на специально разработанные монтажные столики, которые закрепляют к уже смонтированным конструкциям башни (см. рис. 16.1, в). Наклон портального подъемника изменяют с помощью подъемного (переднего) и тормозного (заднего) полиспастов, подъем и установку монтируемого блока осуществляют грузовым полиспастом, перестановку на очередную стоянку — с помощью подъемной балки и полиспастов перестановки, закрепленных вдоль стоек подъемника.
Крупноблочный монтаж с помощью самоподъемных портальных подъемников значительно сокращает объем верхолазных работ по сравнению с монтажом отдельными элементами. Главным препятствием широкого применения подъемников было расположение якорей переднего и заднего полиспастов и лебедок на значительном расстоянии от оси башни (1,5 высоты монтируемого сооружения). В настоящее время используется решение, позволяющее закрепить тяги наклона портала к основанию башни.
В условиях стесненной площадки возможен монтаж башен с помощью приставных кранов (см. рис. 16.1, г). Устойчивость крана обеспечивается специальными опорными рамками, которыми кран крепится к смонтированной части башни. Ствол крана выдвигают вверх по мере монтажа башни с помощью полиспастов, расположенных в опорном устройстве крана. При подъеме полиспастами он скользит вверх по направляющим, находящимся в верхней части опорного устройства и на опорных рамках.
Варианты монтажа собранными на земле блоками (секциями):
• самоходными гусеничными, пневмоколесными и мобильными кранами на специальных шасси;
• башенными кранами достаточной высоты для установки верхних элементов;
• приставными башенными кранами высотой 120. 150 м в два этапа: до отметки 65 м кран работает, находясь свободно на своем основании, а далее ствол крана наращивают в верхней части дополнительными звеньями и для повышения устойчивости дополнительно соединяют монтажными диафрагмами со смонтированной частью башни.
Во всех этих случаях монтаж сооружения ведут секциями, а их укрупнение осуществляют на специальной площадке в зоне действия монтажного крана.
Монтаж башен приставным краном обеспечивает высокую скорость монтажных работ благодаря крупноблочному монтажу конструкций башни, недостатком данной схемы производства работ является их значительная трудоемкость по установке, перемещениям и демонтажу крана.
Для монтажа крупноблочных конструкций башни, установки и замены технологического оборудования, верхних частей башни используют вертолеты (см. рис. 16.1, д). Широкое использование вертолетов для монтажных работ ограничивается их недостаточной грузоподъемностью и высокой стоимостью эксплуатации.
Источник