Основные технологические показатели бескрановых методов подъема структурных покрытий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Основные технологические показатели бескрановых методов подъема структурных покрытий

Сорокина Анна Сергеевна

магистрант кафедры ТОСП, Московский государственный строительный университет

Применения методов монтажа, предусматривающие укрупнение покрытий в полный сборно-конструктивный блок массой 500-1000 т и более с вмонтированным на земле технологическим оборудованием и дальнейшее его поднятие гидро-домкратными устройствами (системами) на проектную отметку, позволяет значительно уменьшить объем работ, а также исключить из технологического процесса краны большой грузоподъемности и прочее.

Анализ технологии подъема крупногабаритных конструкций покрытий позволяет ограничить их количество после выполнения определения организационно-технологических решений исследованных вариантов методов монтажа крупноразмерных покрытий и выделить методы подъема, которые можно в дальнейшем взять за основу для разработки новых организационно-технологических решений.

Целью работы является анализ бескрановых методов подъема структурных покрытий при возведении высоких одноэтажных сооружений со структурными крупноразмерными покрытиями. В статье дана классификация методов принудительного подъема крупноразмерных структурных покрытий, включающая методы принудительного перемещения покрытий и методы подращивания покрытий.

Исследованием выявлено, что на данном этапе особое внимание привлекают методы наращивания верхней части колонны с одновременным подъемом покрытий, которые позволяют применять один или несколько домкратов. Это предоставляет возможность модернизации и развития методов поднятия структурных покрытий.

Ключевые слова: методы монтажа, безкрановые методы, методы принудительного перемещения, методы подращивания покрытий, укрупнение покрытий, гидродомкратные устройства.

Введение

Анализ и обобщение практического опыта и научно-исследовательских работ в области технологии структурного монтажа покрытий, позволяют сделать вывод, что несмотря на широкий круг выполненных исследований, еще недостаточно изучены вопросы, которые требуют дальнейшего рассмотрения, а именно исследование условий и факторов, влияющих на выбор рациональной технологии и методов монтажа крупноразмерных покрытий полной заводской готовности, особенно разработки научных положений, на которых строится фундамент дальнейшего развития технологии крупноблочного монтажа. Это позволит в дальнейшем выполнять формирование и выбор организационно-технологических решений, основные параметры которых будут соответствовать существующим производственным условиям конкретного строительства.

При общем концептуальном подходе к укрупнению покрытий в технологической, монтажной или рабочей зоне, сначала определим современную технологию крупноразмерного монтажа и ее особенности для различных вариантов применения принудительных методов и приемов подъема крупноразмерных покрытий. Для этого обратимся к базе информации, полученной из различных источников.

Изложение материала.

Из всего объема информации для исследования выберем методы монтажа, которые выполняются принудительным поднятием (перемещением) крупноразмерных покрытий, а именно: методы принудительного перемещения покрытий; методы подращивания покрытий.

Каждая группа этих методов имеет свою разновидность в зависимости от того, как будет непосредственно: выполняться подъем - выталкиванием/подтягиванием; применяться средство подъема - толкателями без перемещения/с перемещением монтажных средств; располагаться средства механизации — на уровне земли, на направляющих, на специальных устройствах, под колонной, на колонне, на фундаменте объекта и тому подобное. [1, 2]

Исходя из этих условий разработана классификация методов, которые будут далее исследованы (см. табл. 1).

Методы принудительного перемещения по вертикальным направляющим крупноразмерных покрытий, как правило, выполняют без их смещения относительно вертикальной оси. Для подъема крупноразмерных покрытий чаще применяют приемы выталкивания и подтягивания.

Установка направляющих может предусматриваться как до начала, так и во время выполнения работ, связанных с непосредственным перемещением покрытий

X X

о

го А с.

X

го т

о

м о

(например, бетонирование ствола шахты в скользящей опалубке с одновременным подниманием покрытий, подвешенных к выступающих консолей опалубки и др.).

Таблица 1

Классификация методов принудительного подъема

о

см

О Ш

т

X

<

т о х

X

Методы принудительного перемещения покрытий

Прием Методы монтажа (подъема) Расположение

перемещен средств

ия механизации

Выталкиван Выталкивание покрытий На уровне

ие толкателями без перемещения монтажных средств земли

Выталкивание покрытий На

толкателями с перемещением направляющих

монтажных средств: и специальных

1. подъемники, опирающиеся на устройствах

направляющие

2. подъемники, опирающиеся на

специальные устройства

Подтягиван Подтягивание покрытия без На

ие перемещения монтажных направляющих,

средств на уровне земли.

Подтягивания блоков на На

колоннах и стволах направляющих

Методы подращивания покрытий

Выталкиван Выталкивание покрытий Под колонной.

ие толкателями и подъемниками. 1. Установка под колонну. 2. Установка на оголовок колонны. На колонне

Подтягиван Подтягивание покрытий На временные

ие подъемниками. опоры

Принудительные методы выталкивания крупноразмерных покрытий по вертикальным направляющим выполняются с применением гидравлических домкратов, которые в зависимости от принципа действия могут располагаться над или под монтируемым покрытием. Наиболее известными методами данного типа являются: поднятие без перемещения монтажных средств; с перемещением монтажных средств, которые опираются на направляющие или на дополнительную опорную раму. Их особенностью является то, что монтируемое покрытие (50-100 м и более) заранее составляется на низких лесах в монтажной зоне. [3]

Принудительные методы поднимания выталкиванием покрытия без перемещения монтажных средств осуществляют подъем на относительно небольшую высоту с применением гидродомкратов.

Принудительные методы поднятия выталкиванием покрытия с перемещением монтажных средств выполняют винтовыми подъемниками по резьбовым направляющим, фрикционными - по гладким.

Принудительные методы поднимания выталкиванием покрытия с перемещением монтажных средств, опирающихся на опорную раму, заключаются в последовательном пошаговом перемещении монтируемого покрытия и рамы с помощью подъемников. Рама необходима для того, чтобы не нее устанавливались гидравлические домкраты, а также для восприятия нагрузки от покрытия и передачи его через направляющие на фундамент.

Принудительные методы подъема крупноразмерных покрытий по вертикальным направляющим подтягива-

нием тоже могут выполняться с применением гидравлических домкратов, которые устанавливаются на оголовках колонн и используют жесткие или гибкие тяги.

Принудительные методы подтягиванием покрытия по вертикальным направляющим жесткими тягами выполняются без перемещения домкратных механизмов, реже с перемещением. Этот метод предусматривает установку гидродомкратов в верхней части направляющих (на оголовках колонн). Тяги делают винтовыми или из металлических лент.

Принудительные методы подниманием подтягиванием покрытия по вертикальным направляющим гибкими тягами могут выполняться подъемниками, оборудованными лебедками или талями, которые чаще устанавливают на оголовки колонн или вне их. Тяги выполняют тросовыми. Этот метод может применяться тогда, когда другие, из-за малых размеров площадки или других ограничений, малоэффективны. [4]

Методы перемещения по горизонтальным и наклонным направляющим крупноразмерных покрытий предусматривает сборку на одном и разных с проектными отметками уровнях и перемещение частично или полностью собранных крупноразмерных покрытий по горизонтальным или наклонным направляющим. Его широко применяют при строительстве как новых, так и при реконструкции различных объектов. Наиболее распространены три разновидности перемещения:

- поэлементное (посекционное) перемещение блоков покрытия на уровне проектных отметок;

- пошаговая сборка и передвижение блоков покрытия на уровне проектных отметок;

- сборка и перемещение блоков покрытия по направляющим, расположенным в разных уровнях с проектными отметками. [5]

Методы поэлементного (посекционного) укрупнения и перемещения частей покрытия на уровне проектных отметок требуют сначала собрать любым методом часть (блок) в рабочей зоне, а затем осуществлять наложение без дальнейшего подъема, разворота и опускания покрытия или опорных поверхностей. При этом устройство направляющих предусматривают так, чтобы они обеспечивали точность без выполнения дополнительных работ.

Гидравлическими домкратами, как правило, осуществляют подтягивание покрытия на себя тягами. Принцип действия таких устройств аналогичен принципу действия ленточных подъемников, только располагаются они в горизонтальной плоскости.

Методы пошагового сборки и перемещения блоков покрытия на уровне проектных отметок требуют сначала собрать любым методом часть (блок) в рабочей зоне, а затем последовательно перемещать на размер шага, который равен ширине приращиваемой части. Этот метод практически аналогичен по элементной сборке и передвижению и рекомендуется применять для строительства домов и сооружений с покрытием из легких металлических конструкций комплексной поставки.

К его недостаткам следует отнести достижение максимальной массы надвигающегося покрытия на последнем этапе его присоединения.

Методы составления и перемещения блоков покрытия по направляющим, расположенных в разных уровнях с проектными отметками требуют дополнительно

выполнять работы с последующим подъемом (передвижением) или опусканием на эти отметки. Для этого используют гидравлические домкраты. [6]

К разновидностям данного метода можно отнести предварительную сборку блоков покрытия, например на конвейерной линии или специальном сборочном стенде, который может находиться за пределами технологической или монтажной зон. Дальнейшее подачи в рабочую зону будет выполняться любыми монтажными средствами, а по объекту — путем надвига, в том числе и с использованием наклонной эстакады или кранов. В зависимости от длины блока применяют одну тележку на весь блок или несколько, под каждый опорный узел. В последнем случае усложняются работы с обеспечением синхронности надвигающемся, но появляется возможность перемещения длинномерных блоков с большой массой. После проектного закрепления покрытия, выполняют его раскружаливание для передачи нагрузки на проектные отметки.

Методы подъема крупноразмерных покрытий подращиванием предусматривает последовательное присоединение ниже расположенных элементов к нижним плоскостям ранее смонтированных конструкций. При этом неизменным является условие поднимания (преимущественно принудительное) и временное удержание или закрепление смонтированной части. Для подращивания крупноразмерных покрытий применяют специальное монтажное оборудование с тросовыми и гидравлическими домкратными тяговыми системами. Для временного закрепления или удержания используют ранее смонтированные части сооружения, стационарные монтажные опоры-столики и тому подобное.

Для дальнейшего исследования выбираем наиболее привлекательные в этом случае методы подращивания колонн со всеми их разновидностями:

- методы подращивания крупноразмерных структурных покрытий приемом выталкивания колонн домкратными системами (или домкратным устройством), расположенными под каждой колонной на земле;

- методы подращивания крупноразмерных покрытий приемом выталкивания покрытий домкратными системами (одним или несколькими домкратами), расположенными на оголовках колонн. [7]

Методы поднятия подращиванием крупноразмерных покрытий путем выталкивания домкратными системами, расположенными под каждой колонной на земле заключается в том, что под каждой колонной устанавливают несколько домкратов, приводимых в действие с единого пульта управления.

Данный метод был предложен и воплощен в практику строительства при сооружении покрытия ангара (размер 33,53х56,69 м, масса 1400 т) в аэропорту Абинг-тон-Беркс. Двенадцать сборных колонн, состоящих из 1000 Т-образных пространственных элементов массой 500 кг каждая, подращивались 48 гидродомкратами грузоподъемностью 200 т. После подъема покрытия двумя этими механизмами в монтажное пространство между нижней поверхностью покрытия и корпусами, незадей-ствованных в подъеме гидродомкратов, подавали первые два Т-образных элементов колонн. После установки первой пары элементов колонн процесс подращивания повторяли гидродомкратами, не участвовавшими в первом подъеме. Процесс подъема покрытия на высоту 14 м длился 5 дней бригадой монтажников из 30 человек. [8]

Следующий метод является разновидностью предыдущего, при котором, подращиваемую колонну заменяет инвентарное устройство, которое работает по тому же принципу, что применяется и при подращивании крупноразмерных покрытий путем выталкивания колонн домкратными системами, расположенными под каждой колонной на земле (рост верхней части колонны).

Преимущество подращивания выталкиванием крупноразмерных покрытий инвентарными устройствами: концентрация всего комплекса монтажных работ на уровне фундаментов, исключение из монтажа работ на высоте. При этом общая стоимость работ ниже, чем при традиционных крановых методах монтажа. Применение такого метода позволяет полностью исключить верхолазные работы, обеспечивает высокую эффективность монтажа и его безопасность.

К недостаткам подращивания можно отнести необходимость постоянного контроля вертикальности колонн; условия, которые составляют синхронизацию работы гидродомкратов, рост нагрузок на эти механизмы пропорционально подъема покрытия, наличие для подъема оборудования удерживающих и страховочных устройств со специальной системой домкратов. Это ограничивает сферу применения подращивания для монтажа крупноразмерных покрытий путем выталкивания колонн домкратными системами, расположенными под каждой колонной на земле (рост верхней части колонны) и требует разработки специальных мер еще на стадии выполнения технического проекта.

Метод подъема подращиванием крупноразмерных покрытий с выталкиванием домкратными системами (с одним или несколькими домкратами), расположенными на оголовках колонн (рост верхней части колонны) состоит в циклическом подращивании покрытий с одновременным наращиванием колонн, на которые опирается покрытие. Количество домкратов, которые устанавливают на оголовок колонны диктуются общей массой покрытия, нагрузкой на колонну и грузоподъемностью домкрата.

Метод поднятия подращиванием крупноразмерных покрытий выталкиванием одним домкратом, расположенным на оголовках колонн, был применен при возведении покрытия ангара размером 58,8х101,5 м, и массой 4200 т в аэропорту Марине в Марселе: 14 сборных колонн, состоявших из 420 основных и 126 вспомогательных элементов, подращивались гидродомкратами 14, закрепленными на нижней поверхности покрытия, что поднимается и оголовках колонн. На каждом оголовке колонны устанавливался один домкрат грузоподъемностью 310 т. Цикл подращивания покрытия выполнялся за счет наращивания верхнего оголовка колонны (рост колонны) и состоял из подъема покрытия на высоту 20 см, установка боковых колодок высотой 19 см, передачи нагрузки от покрытия на боковые колодки и освобождении штока гидродомкрата, установка центральной подложки высотой 19 см., 4-кратного повторения операций установки боковых и центральных подкладок, закрепление внешнего и внутреннего элементов колонны высотой 95 см, вертикального соединения смонтированных внешних элементов металлическими стержнями и заливки стыков между элементами бетоном. [9]

Преимущества технологии подращивания колонн: минимальная нагрузка на гидродомкрат, равная массе монтируемого покрытия; устойчивость колонн обусловлена жестким соединением «фундамент-наращиваемая колонна».

X X

о

го А

с.

X

го т

о

м о

о

es

О Ш

m

X

Метод подращивания может успешно применяться наряду с другими методами, например: перемещение по вертикальным направляющим - перемещение одной конструкции (пространственной) по вертикальным направляющим, путем выталкивания или подтягивания.

Выводы

Анализ преимуществ и недостатков приведенных технологий определил требования к выработке альтернатив подращивания блоков покрытия за счет наращивания верхнего оголовка колонн:

- уменьшение количества элементов колонн и операций;

- использование гидродомкратов с увеличенным ходом штока и сохранением высокой грузоподъемности;

- уменьшение нагрузок на гидродомкрат, сокращение временных затрат, связанных с доставкой элементов колонн в зону монтажа, пропорционально отдалению покрытия от земли.

Перечисленным требованиям может удовлетворять технология подращивания колонн, заключающаяся в закреплении на нижней поверхности укрупненной конструкции покрытия направляющих и формировании обойм из элементов колонн. При этом подращивания секций подъемников производится на фундаментах, а вертикальное перемещение стволов подъемников вместе с консольными выступами покрытия, опирающихся на них, — во внутреннем пространстве спаренных колонн. В процессе подращивания, нагрузки от секции подъемников и покрытия, передается на штоки домкратов и фиксаторы, причем последние закрепляют в колоннах на высоте, равной ходу штока домкрата.

Литература

1. Юдина А.Ф. Монтаж металлических и железобетонных конструкций. - М.: Изд. центр «Академия», 2009. - 320 с.

2. Мосаков Б.С., Курбатов В.Л. Молодин В.В. Технология возведения зданий и сооружений: учебник. - Новосибирск: Белая стена, 2013. - 374 с.

3. Мосаков Б.С., Курбатов В.Л. Механизация и автоматизация строительных процессов. - М.: Машиностро-ение-1, 2006. - 266 с.

4. Афанасьев А.А., Данилов Н.Н., Копылов В.Д. Технология строительных процессов /под ред. Н.Н.Данилова. - М.: Высшая школа, 2000. - 464 с.

5. Теличенко В.И. . Лапидус А.А., Терентьев О.М. Технология возведения зданий и сооружений. - М.: Высшая школа, 2006. - 320 с.

6. Гончаров А. А. Основы технологии возведения зданий: учебник. - М.: Академия, 2014. - 263 с.

7. Соколов Г. К., Гончаров А. А. Технология возведения специальных зданий и сооружений. - М.: Академия, 2005. - 352 с.

8. Коробков С.В. Монтаж строительных конструкций одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий: справочный материал. - Томск: Изд-во ТГАСУ, 2002. - 52 с

9. Гребенник Р.А., Гребенник В.Р. Рациональные методы возведения зданий и сооружений. - М.: Студент, 2012. - 407 с.

Basic technological indicators of screwless methods of lifting structural coverings

Sorokina A.S.

Moscow State University of Civil Engineering

Application of installation methods, providing for the enlargement of coatings into a complete prefabricated structural unit weighing 500-1000 t and more with technological equipment mounted on the ground and its further lifting by hydraulic jack devices (systems) to the design mark, can significantly reduce the amount of work and also exclude it from the technological heavy-duty cranes and more.

Analysis of the technology for lifting large-sized coating designs allows you to limit their number after determining the organizational and technological solutions of the investigated options for installation methods of large-sized coatings and highlight the methods of lifting, which can later be taken as a basis for the development of new organizational and technological solutions.

The aim of the work is the analysis of craneless methods of lifting structural coatings during the construction of high one-story structures with structural large-sized coatings.

The article gives a classification of the methods of forced lifting of large-sized structural coatings, including methods of forced movement of coatings and methods of growing coatings.

The study revealed that at this stage, particular attention is drawn to the methods of building up the upper part of the column with simultaneous lifting of coatings, which allow the use of one or more jacks. This provides an opportunity to modernize and develop methods for raising structural coatings.

Key words: installation methods, craneless methods, forced displacement methods, methods of growing coatings, enlargement of coatings, hydraulic jack devices.

References

1. Yudina A.F. Installation of metal and reinforced concrete structures. - M.: Publishing. Center "Academy", 2009. - 320 p.

2. Mosakov B.S., Kurbatov V.L. Molodin V.V. Technology of construction of buildings and structures: a textbook. -Novosibirsk: White Wall, 2013.- 374 p.

3. Mosakov B.S., Kurbatov V.L. Mechanization and automation of

construction processes. - M.: Mechanical Engineering-1, 2006.266 p.

4. Afanasyev A.A., Danilov N.N., Kopylov V.D. Technology of

construction processes / ed. N.N.Danilova. - M.: Higher School, 2000.- 464 p.

5. Telichenko V.I. Lapidus A.A., Terentyev O.M. Technology for the

construction of buildings and structures. - M.: Higher School, 2006. - 320 p.

6. Goncharov A. A. Fundamentals of building technology: a textbook. - M.: Academy, 2014.- 263 p.

7. Sokolov G.K., Goncharov A.A. Technology of construction of

special buildings and structures. - M.: Academy, 2005.- 352 p.

8. Korobkov S.V. Installation of building structures of one-story and

multi-story industrial buildings: reference material. - Tomsk: Publishing house of TGASU, 2002. - 52 p.

9. Grebennik R.A., Grebennik V.R. Rational methods of construction of buildings and structures. - M.: Student, 2012.407 p.

<

m о x

X