Глава 9. Монтаж строительных конструкций
9.1. Общие положения
Как уже отмечалось ранее, применение монолитного бетона хотя и относительно недорого, но очень трудоемко и требует более длительных сроков строительства. Сокращение сроков возведения сооружений возможно при дальнейшей индустриализации строительного производства, т.е. внедрении методов сборки зданий и сооружений из укрупнённых конструкций. Здания и сооружения монтируют из железобетонных, металлических и деревянных конструкций.
Монтаж строительных конструкций – это комплексно-механизированный процесс сборки зданий и сооружений из элементов и конструктивных узлов заводского изготовления.
Комплексный процесс монтажа состоит из следующих процессов и операций:
транспортировки:
а) доставки;
б) складирования или раскладки элементов в зоне монтажа;
подготовительных работ:
а) изготовления и подготовки монтажных приспособлений;
б) проверки размеров и качества конструкций;
в) укрупнительной сборки;
г) усиления конструкций во время монтажа;
собственно монтажа:
а) строповки;
б) подъёма;
в) установки в проектное положение;
г) выверки и временного закрепления;
д) окончательного закрепления;
е) антикоррозионной защиты.
Транспортирование сборных конструкций осуществляется железнодорожным, автомобильным, водным и авиационным транспортом. Для перевозки металлоконструкций чаще применяют железнодорожный транспорт, для перевозки железобетонных конструкций – чаще автотранспорт. Автотранспорт экономически оправдан при перевозке на расстояние до 200 км. Как правило, используют специализированные автомобили. Так, колонны и балки перевозятся колонновозами и балковозами, фермы – фермовозами, плиты – плитовозами. Как правило, конструкции перевозятся в рабочем положении, т.е. так, как они будут установлены. Исключение составляют колонны и сваи, которые перевозятся в горизонтальном положении. При перевозке сборных конструкций (элементов) обязательно используются деревянные прокладки толщиной 5 см. Складирование элементов производится либо на центральном складе (в случае значительной удалённости от объектов), либо на объекте. Строительными нормами оговариваются правила складирования. В частности: высота штабеля, наличие пожарных проходов и проездов.
Иногда складирование на объекте не производится, а монтаж сборных конструкций выполняется «с колес», т.е. с транспортного средства, доставившего конструкцию на объект.
В случае использования конструкций, имеющих большие геометрические размеры и вес, их транспортируют отдельными частями – отправочными марками, которые потом собирают (укрупняют) на объекте (укрупнительная сборка). Для этого организуют специальные стенды для укрупнительной сборки.
Как правило, на объекте хранится запас сборных элементов, как минимум на 3 дня работы. Перед началом непосредственно монтажа элементы со склада раскладывают у мест монтажа (монтаж «со склада»).
9.2. Методы монтажа конструкций
В зависимости от степени укрупнённости монтируемых элементов различают следующие методы монтажа зданий и сооружений:
мелкоэлементный – из отдельных конструктивных элементов и деталей; этот метод наиболее трудоёмок из-за большого количества подъёмов элементов, заделки многочисленных стыков и выполнения больших объёмов вспомогательных работ по устройству лесов, подмостей и временному раскреплению конструкций;
поэлементный – монтаж конструктивными крупными элементами (панели, колонны, плиты и т.п.); этот метод имеет наиболее широкое применение в строительстве;
блочный – из геометрически неизменяемых плоских или пространственных блоков, предварительно собранных из отдельных элементов; пример плоского блока – рама каркаса многоэтажного здания; пример пространственных – блоки покрытия одноэтажного промышленного здания размером на ячейку, включая фермы, связи, фонарные блоки и плиты покрытия;
комплектно-блочный – подразумевает полную степень заводской готовности крупных блоков массой до 100 т; например, в гражданском строительстве блок-комнаты и блок-квартиры;
монтаж сооружений в готовом виде – предполагает сборку сооружения полностью на уровне земли с окончательным соединением и закреплением всех узлов с последующей установкой сооружения в проектное положение; применяют метод при монтаже опор линий электропередачи, оболочек и т.д.
В зависимости от способа установки конструкции в проектное положение различают следующие методы монтажа:
свободный;
ограниченно-свободный;
принудительный.
Свободный метод предусматривает подъём, перемещение элемента и установку его в проектное положение без каких-либо ограничений.
Ограниченно-свободный метод характеризуется тем, что монтируемая конструкция устанавливается в направляющие упоры, фиксаторы и другие приспособления, частично ограничивающие свободу перемещения конструкций, но приводящие к снижению трудозатрат на временное крепление и выверку.
Принудительный метод основан на использование кондукторов или манипуляторов с жёстким ограничением в пространстве. Различают также 4 способа приведения конструкций в проектное положение:
способ наращивания;
способ подращивания;
способ надвижки;
способ поворота.
Способ наращивания заключается в последовательном наращивании элементов здания по горизонтам и по вертикали. Он широко распространён при монтаже всех типов зданий (рис. 9.1, а, б).
Способ подращивания заключается в последовательном возведении сооружения, начиная с верхнего этажа и заканчивая первым. Способ широко применяется, в частности, при возведении зданий методами подъёма перекрытий и этажей (рис. 9.1, в, г, д).
Способ надвижки предусматривает перемещение по горизонтальным направляющим блоков конструкций с использованием полиспастов, лебёдок и других монтажных средств. При этом конструкция либо скользит, либо катится по роликам (рис. 9.1, е).
Способ поворота конструкций в радиальном направлении в вертикальной плоскости вокруг неподвижного или подвижного шарнира ведут с помощью различного рода шевров, порталов, мачт с полиспастами и лебёдками (рис. 9.1, ж, з).
Рис. 9.1. Способы приведения конструкций в проектное положение:
а), б) – свободный метод монтажа; в)-з) – принудительный метод монтажа;
а) – подъём с наращиванием по вертикали; б) – подъём с наращиванием по горизонтали;
в) – подъём по вертикальным направляющим; г) – пневмоподъём; д) – подъём методом выжимания с подращиванием конструкции; е) – надвижка конструкции;
ж) – поворот цельнособранной конструкции вокруг неподвижного шарнира с помощью «падающей» стрелы (шевра); з) – то же, с помощью толкателя (кран, портал и т.д.);
1 – домкраты, 2 – подача воздуха; 3 – лебедка; 4 – шарнир;
5 – «падающая» стрела; 6 – толкатель
В зависимости от принятой последовательности установку элементов конструкций производят следующими методами:
дифференцированным (раздельным);
комплексным (совмещённым);
комбинированным (смешанным).
Дифференцированный метод характеризуется установкой однотипных конструктивных элементов, включая их временное и окончательное закрепление. Например, в одноэтажном промышленном здании сначала устанавливают все колонны, затем все подкрановые балки, при последней проходке монтажного крана навешивают стеновые элементы.
Комплексный метод предусматривает последовательную установку, временное и окончательное закрепление разных конструктивных элементов, составляющих каркас одной ячейки здания. При монтаже с помощью этого метода можно приступить к отделочным работам и монтажу технологического оборудования в законченных монтажом ячейках на ранних сроках строительства.
Комбинированный метод представляет собой сочетание раздельного и комплексного методов. Например, при монтаже одноэтажного промышленного здания с железобетонным каркасом дифференцированным методом устанавливают все колонны, комплексным методом монтируют подкрановые балки и элементы покрытия по ячейкам и снова дифференцированным – стеновые элементы.