Монтаж металлических предварительно напряжённых ферм большого пролёта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

 

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

 

 

 

 

Дорожно-строительный факультет

 

 

 

 

Кафедра  «Здания и сооружения дорожного сервиса»

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

«Инженерные сооружения в транспортном строительстве»

 

Монтаж металлических предварительно напряжённых ферм большого пролёта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент Богачёв Н.В.

Преподаватель

 

 

 

 

 

 

Москва, 2005 г.

Содержание
		Стр.
	Монтаж ферм на подмостях	4
	Сборка ферм на земле в горизонтальном положении	6
	Сборка на земле блока из двух ферм с последующей накаткой в пролет	8
	Список используемой литературы	12

 

 

Металлические фермы большого пролета, используемые в конструкции ангаров, являются негабаритными для перевозки в собранном виде по железной и автомобильной дорогам. Поэтому их доставляют к месту монтажа с завода металлических конструкций в виде отдельных элементов; поясов с приваренными к ним фасонками, раскосов, стоек и связей. Каждый элемент должен иметь заводскую маркировку, соответствующую его положению в ферме. Элементы, поступающие с завода, размещают на складе металлоконструкций у железнодорожной ветки, или на предангарной площадке, что зависит от принятой схемы монтажа (рис. 1).

Рис. 11.1. Склады металлоконструкций:

а — прирельсовый; б — приобъектный; 1 — железнодорожная ветка; 2— автомобильная дорога; 3 — кран; 4 — монтажные элементы; 5 — ангар; 6 — плаз

 

В первом случае склад металлоконструкций представляет собой спланированную и обеспеченную водоотводом площадку, на которой на деревянных подкладках укладывают элементы согласно их маркировке. Элементы можно располагать в несколько рядов по высоте с применением деревянных прокладок. Для удобства работы строповщиков между штабелями должны быть оставлены проходы шириной не менее 70 см. Необходимо предусматривать автомобильную дорогу для подачи элементов со склада к месту монтажа и проезды для кранов.

Во втором случае поступившие с завода по железной дороге элементы сразу же размещают на приобъектном складе, расположенном на предангарной площадке. Выгрузку из железнодорожного состава производят либо сразу же на приобъектный склад (если к нему подведена железнодорожная ветка), либо на автомобильный внутриобъектный транспорт, на котором элементы ферм подводят к приобъектному складу. Если проектом производства монтажных работ предусмотрен стенд (плаз) для укрупнительной сборки ферм перед их установкой на рабочие отметки, его располагают между приобъектным складом и возводимым  сооружением.

Вследствие большой высоты ангаров монтаж металлических большепролетных ферм покрытий достаточно сложен. Возможны следующие основные способы:

• сборка ферм в пролете на подмостях;
• сборка ферм на земле в горизонтальном положении с последующим их поворотом в вертикальное положение и установкой на опоры одним или двумя кранами;
• сборка на земле блока из двух ферм, соединенных между собой связями, с последующим подъемом двумя кранами, накаткой в пролет и установкой блока на рабочие отметки.

Накатку блока осуществляют или на тележках по эстакадам или на катучих башенных опорах.

 

Монтаж ферм на подмостях

 

Монтаж ферм на подмостях требует больших затрат труда и материалов вследствие большой высоты ангаров. Поэтому целесообразно делать подмости с редко расположенными стойками из металлических инвентарных конструкций, подобных применяемым мостостроительными организациями.

Одним из типов таких инвентарных конструкций является комплект УИКМ, состоящий из набора отдельных стержней уголкового профиля и фасонок с просверленными в них отверстиями для болтов. Комплект УИКМ весьма универсален, и из него можно собирать разнообразные подмости и даже козловые краны. Он удобен для хранения и перевозки (все элементы укладывают в ящики), легок, прост в сборке, но вследствие большого числа элементов, соединяемых болтами, сборка его и разборка очень трудоемки. Для строительства ангарных корпусов целесообразно создать специальные инвентарные конструкции подмостей, рассчитанных на стандартные высоты ангаров и обладающие большей универсальностью по сравнению с УИКМ, но требующие значительно меньших затрат труда на сборку и демонтаж.

Подмости целесообразно устраивать перекатными на катучих башенных опорах (рис. 2), что позволяет собрать последовательно все фермы на одной нитке подмостей. Башенные опоры представляют собой легкие пространственные конструкции шириной по фасаду не менее 2 м и примерно с такой же высотой яруса, установленные на тележках, передвигающихся по рельсовым путям. Пути устраивают из тяжелых рельсов на балласте. Колеса тележек должны иметь двойные реборды. Для большей устойчивости ширина колеи рельсового пути должна превышать ширину башенных опор по фасаду.

 

Рис. 11.2. Сборка ферм на подмостях:

а — общий вид; б — поперечный разрез; в — деталь сборочной клетки; г, д — сборка двумя и одним башенными кранами соответственно; 1 — шпальные клетки; 2 — дощатый настил; 3 —накат из бревен; 4 — пакет из двутавров; 5 — катучие опоры из УИКМ; 6 — подкос; 7 — клинья; 8 — зона сборки первым кранов; 9 — то же, вторым; 10 — фермы; 11—связи; 12 — колонна здания; 13 — направления возможного движения катучих подмостей

 

На башенные опоры укладывают пакеты из двутавров больших номеров, которые для большей жесткости могут быть собраны как неразрезные балки. Вместо пакетов можно использовать решетчатые фермы с параллельными поясами при условии, что будет обеспечена узловая передача на них вышележащей нагрузки укладкой в узлах по верхним поясам ферм-балок, передающих усилия на узлы, или устройством достаточно жесткого верхнего пояса, способного работать на местный изгиб.

Расстояние между катучими башенными опорами определяется несущей способностью и жесткостью пакетов или ферм подмостей. Для увеличения этого расстояния башенные опоры могут иметь подкосы. По пакетам укладывают деревянные поперечины из бревен или брусьев, а по ним сплошной настил из досок толщиной 50 мм. На настиле выкладывают шпальные клетки под каждым узлом собираемой фермы. На клетках по нивелиру устанавливают деревянные клинья, на которые опираются пояса ферм. Расположение клеток и клиньев не должно мешать сварочным работам в узлах.

Катучие подмости перемещают с помощью лебедок, тросы которых прикрепляют к тележкам. После установки подмостей в проектное положение (в створе одной из ферм покрытия) тележки прикрепляют к рельсам винтовыми скобами. Ферму собирают на подмостях, а затем опускают в проектное положение на колонны здания. Раскружаливающими приспособлениями являются деревянные клинья, расположенные под нижними узлами собираемой фермы. В процессе раскружаливания клинья выбивают, а подмости перекатывают в створ следующей фермы покрытия. Монтажные элементы доставляют с прирельсового склада металлоконструкций на автомобилях с прицепами. Для обеспечения устойчивости монтируемых ферм их желательно собирать попарно, устанавливая между ними необходимые связи.

Монтаж ферм на подмостях можно выполнять башенными кранами, самоходными стреловыми кранами на пневмоколесном или гусеничном ходу, а также крышевыми кранами. Применение башенных кранов для сборки ферм на подмостях целесообразно вследствие небольшой массы монтажных элементов ферм, хорошего обзора крановщиком монтажной площадки и возможности выполнять этими кранами все остальные работы по устройству покрытия: укладку кровельных панелей, подачу утеплителя, раствора и др. Пути для передвижения кранов следует устраивать параллельно воротам ангара с обеих его сторон. Для монтажа покрытия требуются два башенных крана, каждый из которых ведет монтаж в своей зоне, или один кран, способный проходить по криволинейному пути и переводимый после монтажа первой половины ангара на пути для второго крана.

При большой глубине ангара необходимы башенные краны с максимальным вылетом стрелы (45—50 м). Стоимость монтажа и эксплуатации таких кранов весьма высока, поэтому выгоднее использовать на монтаже самоходные стреловые или крышевые краны.

При сборке на подмостях ферм самоходным стреловым краном рекомендуется оснащать кран башенно-стреловым оборудованием, что позволит применить более короткую стрелу и сократить число стоянок крана. Так, например, при обычной оснастке крана для монтажа ферм покрытия ангара АТБ I группы потребуется стрела длиной около 50 м.

Монтаж плит покрытия самоходными стреловыми кранами возможен, если его вести сразу после окончания сборки каждых двух ферм и их раскружаливания, не передвигая катучие подмости на следующую стоянку. Укладку ведут симметрично обычно от конька к опорам. При монтаже от опор к коньку замыкающая плита может не встать на место из-за неточностей монтажа. Для уменьшения свободной длины верхнего сжатого пояса по мере увеличения нагрузки каждую уложенную плиту приваривают к поясу до укладки следующей. Такая технология укладки плит покрытия вызывает большие простои крана и необходимость менять место стоянки крана почти для каждого подъема. Для уменьшения числа перестановок самоходного крана можно предусмотреть достаточное число временных монтажных связей в уровне верхних поясов ферм с тем, чтобы вести укладку кровельных плит в любом порядке и приварку их к фермам выполнять с произвольным отставанием от укладки.

Сборка ферм передвижными деррик-кранами, перемещающимися по подмостям или по верхним поясам собранной части ферм, широко распространена в мостостроении. Преимущества такой сборки — малая масса крана, не требующая усиления поясов ферм, и ускорение монтажа вследствие короткой стрелы крана и хорошего обзора крановщиком места монтажа. При строительстве ангаров также можно собирать фермы крышевыми кранами, используя принцип навесной сборки, т. е. кран перемещается по верхним поясам ферм. Укладку плит ведут теми же кранами.

 

Сборка ферм на земле в горизонтальном положении

 

Сборка ферм на земле в горизонтальном положении широко применяется при монтаже металлических ферм средних пролетов. Если шаг колонн превышает высоту ферм, то этот метод сборки может быть использован и для ферм большого пролета. Сборку ферм производят на клетках из брусьев, уложенных по нивелиру на грунтовом или искусственном основании. Сборку ферм внизу и последующую их установку на рабочих отметках ведут последовательно (рис. 3). Ферму собирают на болтах с последующей заваркой стыков. Для удобства сварки (во избежание потолочных швов) фермы можно кантовать на 180°.

 

Рис. 11.3. Сборка ферм в горизонтальном положении:

а — очередность сборки ферм; б — усиление верхнего пояса фермы брусьями; в — то же, тонкостенными трубами; г — положение кранов при подъеме ферм; д — положение расчалок; е — вариант временного закрепления первой фермы жесткими элементами; 1 — прокладка из брусьев; 2 — брусья усиления; 3 — болты; 4 — стальные трубы; 5 — хомут; 6 — колонны; 7 — расчалки;  8 — жесткие решетчатые раскосы;  9 — жесткая распорка  между колоннами

 

Кантовку и подъем ферм выполняют двумя самоходными кранами с траверсами. При кантовке решетка и верхние пояса фермы стремятся деформироваться из ее плоскости. При подъеме на часть элементов фермы могут действовать усилия обратных знаков, а свободная длина сжатых при Подъеме нижних поясов и элементов решетки может значительно превосходить допустимую. Поэтому необходимо проверить расчетом усилия, возникающие во всех элементах фермы при ее кантовке и подъеме, и в случае надобности предусмотреть их временное усилие, которое может быть выполнено из бревен или брусьев, прикрепляемых хомутами к усиливаемым элементам. Вместо бревен  можно использовать тонкостенные стальные трубы.

Следует отметить, что временное усиление ферм и последующая его разборка очень трудоемки и заметно увеличивают сроки монтажа. При подъеме ферму переводят из горизонтального положения в вертикальное и теми же кранами без перестроповки устанавливают в проектное положение. Поэтому для более синхронной кантовки и подъема обе эти операции рекомендуется выполнять без поворота стрел кранов, т. е. только за счет изменения угла наклона стрел. Грузоподъемность и длина стрелы крана определяются массой фермы и высотой ангара. Так, для ангаров АТБ I группы при отметке верха ферм около 30 м требуется кран с длиной стрелы 40 м.

Первую собранную ферму поднимают, ставят на опоры и закрепляют на них болтами. Вследствие недостаточной устойчивости фермы из ее плоскости расстроповку можно производить только после того, как она будет расчалена двумя-тремя парами тросовых расчалок, прикрепленных попарно к верхнему поясу. Угол наклона расчалок к горизонту должен быть не более 45°. Вследствие большой высоты фермы устройство расчалок под таким углом может быть выполнимо только иногда с наружной стороны ангара, так как с внутренней стороны расчалки будут заходить под последующие фермы, делая невозможным монтаж очередной фермы.

В этих случаях вместо расчалок следует предусмотреть иной способ обеспечения устойчивости первой фермы. Можно, например, временно усилить верхний пояс так, чтобы при свободной длине из плоскости фермы, равной пролету фермы, он обладал достаточной жесткостью. Кроме того, его следует временно прикрепить жесткими решетчатыми раскосами к верхней части колонн, на которые будет устанавливаться вторая ферма. После установки на опоры второй фермы ее сразу же, до расстроповки объединяют прогонами (через два-три узла) по верхнему поясу с первой, после чего освобождают краны, снимают элементы усиления и ставят между фермами все проектные связи. Монтаж плит покрытия ведут теми же кранами с произвольным отставанием от монтажа ферм и с безразличной последовательностью установки плит в пролете. Замоноличивание стыков между плитами осуществляют обычно после установки всех плит между смежными фермами.