Монтаж металлических предварительно напряжённых ферм большого пролёта

 

Сборка на земле блока из двух ферм с последующей накаткой в пролет

 

Сборка на земле блока из двух ферм с последующей накаткой в пролет применима только в том случае, когда в покрытии предусмотрено четное число ферм. Сборку производят на плазу (подмостях, расположенных на грунте). Плаз состоит из дощатого настила, уложенного по поперечинам из бревен или брусьев, лежащих на грунте. Причем вместо деревянного плаза можно использовать бетонную площадку. На плазу выкладывают сборочные клетки, как и при сборке на подмостях. Сборку ферм ведут самоходным краном, монтируя сразу две фермы в вертикальном положении и устанавливая между ними все проектные связи. При сборке используют подмости, подвешиваемые к верхним поясам ферм для сварки или клепки узлов.

При накатке блока из двух ферм по эстакадам (рис. 4) его поднимают двумя самоходными кранами большой грузоподъемности, имеющими длинные стрелы или башенно-стреловое оборудование, и устанавливают на клинья, расположенные поверху накаточных приспособлений. Отметка верха клиньев должна быть больше отметки опор на 10—15 см. При подъеме ферм обязательно применение траверс. Фермы cтропуют за узлы верхнего пояса. Две эстакады с накаточными путями установлены параллельно рядам основных колонн с внутренних сторон здания. Эстакады целесообразно собирать из инвентарных металлических конструкций. Для увеличения жесткости; эстакады из ее плоскости желательно соединить колонны ангара с опорами эстакады жесткими временными распорками. Для этого ось эстакады должна проходить возможно ближе к колоннам. Практически ось эстакады располагают под первым от опорного нижним промежуточным узлом фермы. Если в этом узле нет раскосов, а имеется только подвеска, то ее необходимо временно усилить или же заранее запроектировать более мощной с учетом работы на сжатие от монтажных   усилий при накатке блока. 

Рис. 4. Сборка блока ферм на земле с последующей накаткой по эстакадам:    

 

а — расположение эстакад в плане; б — вид на эстакаду со стороны плаза; 1 — собранный блок из двух ферм; 2 — клинья; 3 — гидравлический домкрат; 4 — шпальная клетка; 5 —дощатый настил; 6 — поперечины; 7 — пакет двутавров; 8 — опора эстакады; 9 — распорки; 10-колонна ангара; 11 — краны для установки блоков ферм на накаточные пути; 12 — готовый блок;  13 — сварка узлов;    14 — сборка блока ферм;    15 — плаз;    16 — оси накаточных  путей

 

 

Эстакада имеет пространственные башенные опоры, связанные между собой крестовыми связями. По верху опоры перекрыты пакетами из двутавров, по жесткости и несущей способности которых определяют расстояния между опорами. По двутаврам укладывают поперечины, служащие шпалами для пути из рельсов тяжелого типа. По поперечинам устраивают дощатый настил, огражденный с обеих сторон перилами. Накаточные приспособления — тележки имеют колеса с двойными ребордами и приводятся в движение ручными лебедками. Наличие тормозных лебедок обязательно. 

Во избежание перекосов при надвижке рекомендуется нанести на настиле разметку, позволяющую контролировать работу лебедок Фермы раскружаливают с помощью ручных гидравлических домкратов, установленных на шпальные клетки между клиньями. Домкратами приподнимают ферму, клинья удаляют, и ферму опускают на колонны. На плазу обычно собирают сразу несколько ферм,  применяя поточный метод сборки. Монтаж плит покрытия начинают после установки блока их двух ферм на постоянные опоры. Эстакады демонтируют после установки на проектные отметки последнего блока.

При накатке блока из двух ферм с помощью башенных катучих опор (рис. 5) накаточные пути располагают на уровне земли. Конструкция башенных опор весьма сходна с ранее описанной, применяемой для сборки ферм на катучих подмостях, но башенные опоры должны быть более жесткими, особенно в плоскости перекатываемых ферм. Оси путей для катучих опор располагают возможно ближе к осям колонн здания, обычно под первыми от опорных нижними узлами ферм. При этом необходимо проверять усилия в элементах ферм при монтажной схеме опирания и в случае надобности временно усиливать   соответствующие  элементы.

Рис. 5. Накатка ферм на катучих опорах:

 

а — расположение накаточных путей; 6 — вид со стороны плаза; 1— пути катучих опор; 2 — катучая опора; 3 — постоянные опоры; 4 — краны для установки блока на катучие опоры: 5— плаз; 6 — собранный блок ферм; 7 — сварка узлов; 8 — сборка блока ферм; 9 — клинья; 10 — домкрат

 

Накаточные пути пересекают плаз, чтобы под поднятый двумя кранами блок ферм можно было завезти катучие опоры, а затем опустить на них блок без поворота стрел кранов.

Как и при надвижке по эстакадам, необходима точная установка блока ферм на катучие опоры. В противном случае предстоит весьма трудоемкая операция по выравниванию положения ферм в плане с помощью установленных на клетках гидравлических домкратов. Накатку ведут с помощью тяговых и тормозных лебедок. Во время опускания блока ферм на катучие опоры, рихтовки и установки на проектные отметки ходовые тележки катучих опор прикрепляют к рельсам винтовыми скобами. Опускание блока ферм на проектные отметки и монтаж плит покрытия происходят так же, как и в случае накатки блока ферм по эстакадам.

Сборку и монтаж предварительно напряженных ферм ведут, используя изложенные выше рекомендации. При этом необходимо учитывать, что предварительно напрягаемая арматура является внешней нагрузкой по отношению к ферме и, как правило, вызывает в ее элементах усилия противоположного знака (по сравнению с эксплуатационной нагрузкой). Так, элементы нижнего растягиваемого эксплуатационной нагрузкой пояса от предварительного напряжения претерпевают сжатие и при определенных условиях могут потерять устойчивость или разрушиться в процессе создания предварительного напряжения. Это может произойти при передаче полного усилия предварительного напряжения на ферму, собранную в горизонтальном положении. В этом случае отсутствует растягивающая составляющая в нижнем поясе, вызываемая моментом от собственного веса фермы и кровельных плит, когда ферма находится в рабочем положении. Поэтому последовательность натяжения затяжек и число этапов (ступеней натяжения) всегда обосновывают расчетом.

Технологически всегда удобнее производить натяжение затяжек по месту сборки ферм. Например, достаточно сложно выполнить предварительное напряжение фермы, установленной на проектные отметки, если она была собрана внизу в горизонтальном положении. Поэтому такую ферму после сборки сначала ставят в вертикальное положение, загружая ее собственным весом. Если при этом окажется, что нижний пояс не в состоянии воспринять появившееся в нем растягивающее усилие, то перед поворотом фермы в вертикальное положение часть затяжек напрягают или частично напрягают все затяжки, но так, чтобы  не перегрузить нижний пояс.

Предварительное напряжение ферм, которые собирают на плазу в рабочем (вертикальном) положении, желательно проводить в один этап либо по месту сборки на плазу, либо после накатки блока и установки ферм на проектные отметки, исключив тем самым перемещение натяжного оборудования с места на место. Многоступенчатое натяжение затяжек в фермах целесообразно, если их собирают на подмостях на проектных отметках, так как это не вызывает технологических трудностей и в то же время повышает эффективность несущих конструкций. В этом случае этапы натяжения затяжек чередуются с укладкой кровельных плит.

Анализируя описанные выше методы монтажа ферм, можно сделать следующие выводы. Наиболее простым и точным является монтаж ферм на подмостях. Он не требует усиления элементов и дополнительного регулирования положения ферм. Предварительное напряжение ферм выполняется в удобных условиях и может быть как одно-, так и многостадийным. Подмости можно собирать заблаговременно, а когда в них нет надобности, выкатывать из ангара и разбирать в наиболее удобное для этого время. Для сборки ферм целесообразно использовать крышевые краны.

Сборка ферм на земле в горизонтальном положении не требует затрат металла на подмости. При кантовке ферм большого пролета, особенно запроектированных под легкую кровлю, необходимы их усиление и достаточно синхронная работа двух кранов. Обеспечить достаточную устойчивость первой установленной фермы весьма трудно, так как при большой ее высоте не всегда возможно расчалить тросовыми оттяжками. Временное усиление ферм и его последующая разборка после установки ферм на опоры и устройства необходимых связей трудоемки и сказываются на сроках монтажа.

При сборке преднапрягаемых ферм напряжение их рекомендуется по возможности проводить одностадийно только после установки ферм на опоры и постановки связей, используя подвесные подмости. При этом еще на земле необходимо пропустить затяжки сквозь диафрагмы. Сборка блоков ферм на земле с последующей их накаткой в пролет по эстакадам требует примерно такого же дополнительного расхода металла и трудовых затрат, что и при устройстве подмостей. По сравнению со сборкой на подмостях здесь необходимо временное усиление стоек ферм, расположенных над ходовыми тележками, усложняется обеспечение точной установки блока ферм на тележки и возникает неудобство разборки эстакад под собранными несущими  конструкциями покрытия.

Однако метод накатки (в том числе накатка с помощью катучих опор) позволяет вести сборку ферм более широким фронтом. Можно одновременно на одном плазу собирать фермы, на другом сваривать узлы, на третьем производить преднапряжение. Однако при накатке блока ферм по эстакадам потребуется дополнительная операция — подача удаленных блоков к месту их подъема на эстакады, для чего под плазами устраивают две железнодорожные колеи. Полностью гото вый блок из двух ферм при раскружаливании опускают на тележки, установленные на колее, и на них подвозят к месту погрузки на эстакаду.

Расход металла и трудовые затраты на сборку и разборку катучих опор меньше, чем при устройстве эстакад. Несколько легче, чем при накатке по эстакадам, правильно установить блок ферм на катучие опоры, поскольку при этом не требуется поворота стрел кранов, но сам процесс надвижки требует более тщательного подхода и повышенной точности. 
Список используемой литературы.

 

• Б.И. Викторов Наземные сооружения аэропортов: Учебник для вузов. – Москва: Транспорт, 1991. 392 с.
• Монтаж металлических и железобетонных конструкций/ Б.П. Калинин, Л.М. Кооп, Б.Я. Мойжес, А.Д. Соколова, 3-е издание, Москва: Стройиздат, 1982. 360 с.