Комплексный процесс монтажа строительных конструкций

Монтаж строительных конструкций представляет собой сложный комплекс связанных между собой процессов и является комплексномеханизированным процессом поточной сборки зданий и сооружений из элементов и конструктивных узлов заводского изготовления.

Монтажный процесс состоит из подготовительных, основных и вспомогательных процессов.

Подготовительные процессы — транспортирование, складирование и укрупнительная сборка. Основные процессы — подготовка к подъему конструкций, выверка и временное закрепление, замоноличивание стыков, швов, антикоррозийная защита сварных соединений и конструкций. Вспомогательные процессы — обслуживание, ремонт различных приспособлений, оснастки, установка якорей, испытание грузозахватных приспособлений и кранов и пр.

Методы и способы монтажа строительных конструкций

Методы монтажа строительных конструкций предопределяют последовательность сборки зданий и сооружений и способы установки конструкций в проектное положение. Выбор метода монтажа зависит от объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, а также от конкретных условий строительства.

Организационные методы определяют направление монтажа, последовательность установки конструкций и характер подачи их к подъемному механизму (рис. 5.1).

При продольном направлении монтажа кран перемещается вдоль пролетов, а конструкции последовательно монтируются в каждом из них. При поперечном направлении монтаж ведется поперек здания. Конструкции устанавливаются поочередно сначала в первых секциях всех пролетов, а затем — в последующих. Комбинированный продольно-поперечный метод представляет собой сочетание двух предыдущих. При круглом, овальном или многоугольном очертании здания в плане используется кольцевой метод, предполагающий ведение работ по ходу часовой стрелки либо наоборот.

Рис. 5.1. Схема организации монтажа.

Вертикальное направление монтажа применяется при возведении высотных зданий, а горизонтальное — для линейно-протяженных зданий и сооружений. Очередность монтажа назначается с учетом требований устойчивости конструкций в процессе выполняемых работ.

Раздельный (дифференцированный) метод предусматривает последовательную установку однотипных конструкций в пределах всего здания или отдельной захватки и только после этого установку конструкций другого типа одним или несколькими кранами. Например, сначала монтируются колонны по всему зданию, затем подкрановые балки, а после этого — элементы покрытия.

Применение раздельного метода целесообразно при больших объемах строительства и при монтаже одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом, где на последовательность монтажа конструкций влияет необходимость замоноличивания стыков между колоннами и фундаментами.

Комплексный метод предполагает последовательный монтаж всех разнотипных конструкций в пределах каждой монтажной ячейки (одной или нескольких) за одну проходку крана. Например, сначала устанавливаются четыре колонны, затем последовательно две подкрановые балки, две фермы и элементы покрытия. Преимущество этого метода заключается в возможности освободить фронт для ведения последующих работ, например навески стенового ограждения, устройства кровли и монтажа технологического оборудования.

Этот метод применяется при монтаже многоэтажных зданий, а также одноэтажных промышленных зданий тяжелого типа, например мартеновских цехов.

Комбинированный метод предусматривает сочетание двух предыдущих, т. е. одна часть конструкций устанавливается раздельным методом, а другая — комплексным. Например, колонны и подкрановые балки ведутся раздельным (дифференцированным) методом, а конструкции шатра покрытия — комплексным.

В зависимости от организации подачи конструкции под монтаж различают следующие методы: монтаж с предварительной раскладкой конструкций у места монтажа с приобъектного склада (рис. 5.2, а), транспортных средств (рис. 5.2, б) или конвейерной линии.

Рис. 5.2. Схемы организации монтажных работ:

а — с приобъектного склада; б — с транспортных средств; 1 — склад конструкций; 2 — транспортирование конструкций; 3 — разгрузка с транспортных средств; 4 — стреловой кран; 5 — кассета для хранения конструкций; 6 — башенный кран; 7 — монтируемый элемент Подача конструкций под монтаж может осуществляться с транспортных средств (с колес), транспортное средство устанавливается в зоне действия крана. Этот метод позволяет исключить предварительную раскладку элементов, т. е. разгрузка совмещается с монтажом. Разновидностью этого метода является подача конструкций с конвейерной линии, на которой поочередно осуществляется ряд операций по укрупнению.

Предварительная раскладка элементов у мест монтажа выполняется обычно при возведении одноэтажных промышленных зданий или, например, когда элементы находятся на приобъектном складе или предварительно укрупняются, оснащаются и подготавливаются к установке на специально отведенной площадке.

Методы выполнения монтажных операций зависят от степени укрупнения конструкций перед подъемом. Монтаж из отдельных отправочных марок (россыпью) производится в случаях, если их вес близок к грузоподъемности применяемого механизма или если из-за малого количества элементов укрупнение оказывается экономически нецелесообразным.

В зависимости от степени укрупнения существуют следующие методы монтажа: мелкоэлементный, поэлементный, блочный и целыми сооружениями (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Схемы методов монтажа в зависимости от степени укрупнения.

При поэлементном и мелкоэлементном монтаже последовательно устанавливаются конструктивные элементы или отдельные их части: колонны, балки, фермы. Эти методы широко распространены при монтаже зданий из сборных железобетонных элементов.

Эффективность монтажа возрастает, если он ведется блоками конструкций, которые включают в себя два или несколько элементов, или конструктивно-технологическими блоками, состоящими из строительных элементов и определенного оборудования (электрического, механического и др.), или целыми сооружениями, заключающийся в сборке их на земле с последующим подъемом и установкой в проектное положение.

При блочном монтаже конструкции до подъема укрупняются в блоки (плоские, пространственные, блоки полной готовности и т. п.) массой 40…60 т и более на сборочных конвейерах. Технологические блоки до подъема оснащаются технологическим оборудованием (системы вентиляции, пылеудаления, освещения). Степень укрупнения в блоки зависит от грузоподъемности монтажных машин. При таком методе монтажа сокращаются количество подъемов, объем работ, выполняемых на высоте, трудоемкость и сроки работ. Этим методом монтируются покрытия промышленных зданий.

Монтаж целыми сооружениями — наиболее совершенная форма блочного монтажа. При этом методе сооружение укрупняется до полной монтажной готовности на земле и в проектное положение поднимается целиком собранным. Этот метод монтажа сопряжен с большими затратами на устройство временных стендов. Применяется такой метод при монтаже инженерных сооружений малой площади опирания: дымовых труб, радиомачт, опор линий электропередач.

Монтаж отдельных конструкций решает более узкие задачи технологического характера в зависимости от конкретных условий строительной площадки, размеров конструкций, применяемых монтажных машин и оснащения.

Способы монтажа отличаются технологическими приемами при возведении зданий и сооружений тем или иным методом. При этом учитываются конкретные условия строительной площадки, размеры конструкций, используемые монтажные машины и механизмы.

Известны следующие способы монтажа конструкций: наращиванием, подращиванием, подъемом со сложным перемещением в пространстве; поворотом; поворотом со скольжением; надвижкой и вертикальным перемещением (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Способы монтажа:

а — наращиванием; б — подращиванием; в — подъемом со сложным перемещением в пространстве; г — поворотом; д — поворотом со скольжением; е — надвижкой; ж — вертикальным перемещением; 1 — начальная стадия монтажа; 2 — промежуточная стадия монтажа; 3 — завершающая стадия монтажа При монтаже наращиванием вышележащие элементы конструкций последовательно устанавливаются на ранее смонтированные. При этом высота подъема крюка должна быть больше высоты подъема монтируемой конструкции (рис 5.4, а).

Сущность способа подращиванием заключается в том, что вначале на земле у места монтажа собирается верхняя часть сооружения и поднимается на уровень, несколько превышающий высоту нижележащего элемента. Затем на освобожденное место подводится следующая от верха часть сооружения и она соединяется с ранее поднятой и установленной. Монтаж ведется чаще всего с помощью двух кранов, мачт или шевров. При этом грузоподъемность монтажного механизма должна быть больше массы всех блоков конструкции, кроме нижнего блока. Этот метод применяется в основном при монтаже башен, высоких резервуаров и в некоторых случаях и при возведении зданий (рис. 5.4, б).

При монтаже способом подъема со сложным перемещением в пространстве монтируемая конструкция или ее часть поднимается, перемещается и опускается на проектную отметку. Высота подъема крюка крана при монтаже этим способом должна быть больше высоты здания (рис. 5.4, в).

При монтаже способом поворота конструкция в процессе ее подъема опирается на заранее подготовленное основание. Поворот происходит относительно грани опирания или шарнира, закрепленного на опоре. По мере подъема нижняя часть остается на месте, а верх постепенно занимает нужное положение. Этот способ применяется для монтажа тяжелых колонн, мачт, труб, опор и т. п. Для монтажа применяются краны, мачты, шеврет т. п (рис. 5.4, г).

При монтаже способом поворота со скольжением нижний конец конструкции опирается на опорную тележку, оборудованную шарниром. В процессе перевода конструкции из горизонтального положения в вертикальное нижний конец конструкции вместе с тележкой перемещается к месту ее установки. При этом конструкция совершает поступательное передвижение, а кран остается на месте (рис. 5.4, б).

При монтаже способом надвижки предварительно в стороне от места монтажа собираются укрупненные блоки или сооружения целиком и с помощью специальных устройств их перемещают к месту установки. Этот метод используется при монтаже покрытий промышленных зданий, пролетных строений мостов и т. п. Применение метода надвижкой позволяет значительно сократить сроки строительства и затраты труда (рис. 5.4, е).

Сущность способа вертикального подъема заключается в том, что конструкции поднимаются и устанавливаются на опоры без перемещения по горизонтали. Для подъема используются подъемники (ленточные или гидравлические), монтажные мачты и порталы (рис. 5.4, ж).

Вертикальный подъем выполняется в следующей последовательности. После подъема конструкции на заданную отметку под нее подводится опора, и после достижения необходимой прочности в стыке монтируемый элемент опускается на проектную отметку.

В зависимости от приемов наводки монтируемых элементов на опоры (проектные отметки) и применяемых при этом технических средств различаются следующие способы монтажа: свободный, ограниченно свободный, ограниченный и принудительный.

При свободном способе, наиболее распространенном, конструкции устанавливаются на опору при ее свободном перемещении без использования каких-либо устройств, ограничивающих ее положение. Точность установки конструкций зависит от опыта монтажников: сначала точность проверяется визуально, а затем с помощью геодезических приборов.

При ограниченно свободном методе, также широко распространенном, применяются несложные приспособления для облегчения наводки, частично ограничивающие перемещение монтируемых конструкций в одном или нескольких направлениях (ориентиры, фиксаторы, ловители и т. п.).

Ограниченный метод связан с использованием различных кондукторных устройств, препятствующих смещению монтируемых элементов во всех направлениях.

Принудительный метод требует необходимой точности изготовления устанавливаемых элементов и соответствующих конструкции опорных узлов. Требуемая точность достигается благодаря дополнительным приспособлениям и кондукторам. Разновидностью принудительного метода является безвыверочный метод, например колонны, подкрановые балки устанавливаются на заранее выверенные опорные поверхности.

Контроль точности установки может быть визуальным (отвес и т. п.) и инструментальным (теодолит, нивелир и т. п.).