Технология монтажа металлических конструкций. Машины и такелажное оборудование. Метод подбора монтажных машин. Такелажное оборудование.

Структура процесса монтажа

Под комплексным технологическим процессом монтажа строительных конструкций понимают совокупность всех процессов и операций, в результате выполнения которых получают каркас, часть здания или сооружения или сами здания и сооружения.

Данные процессы и операции, позволяющие получить готовую продукцию, подразделяют на транспортные, подготовительные и собственно монтажные процессы (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Схема технологического процесса монтажа строительных конструкций.

Комплексный монтажпредусматривает установку и окончательное за­крепление всех однотипных конструктивных элементов, одной ячейки здания.

Подготовка элементов конструкций к монтажу. Укрупнительная сборка конструкций Ее применяют в тех случаях, когда элементы конструкций из-за их габаритных размеров или массы не могут доставляться с заводов-изготовителей в целом виде. При этом на объектах части элементов (отправочные марки) перед монтажом укрупняют до целого элемента.

Монтажное усиление конструкций. Временное усиление элементов конструкций при монтаже выполняют в тех случаях, когда применяемые способы строповки не могут обеспечить прочности и устойчивости монтируемых элементов в целом или их отдельных частей при подъеме.

Обустройство конструкций.Инвентарные навесные подмости, площадки и лестницы закрепляют к монтажным элементам. Лестницы навешивают верхними крючьями на колонну. При отсутствии в железобетонных колоннах закладных деталей для крепления используют хомуты. Обработку стыков балочных конструкций осуществляют с навесных подмостей. При работе на балках и фермах большой высоты применяют люльки, совмещенные с лестницей.

Монтажные краны и механизмы.

На монтаже строительных конструкций применяют самоходные стреловые, башенные, козловые, специальные краны, а также грузоподъемные механизмы - мачты, шевры и порталы (рис. 6.6)

Рис. 6.6. Классификационная схема монтажных кранов.

Выбор монтажного крана.

Монтаж строительных конструкций осуществляют монтажным комплексом, в состав которого входят: ведущая машина (монтажный кран или другие монтажные механизмы), вспомогательные машины (погрузочно-разгрузочные и транспортные машины) и технологическое оборудование (грузозахватные устройства, кондукторы, устройства для временного закрепления, выверки и др.).

Требуемая грузоподъемность крана: где Qк - требуемая min грузоподъемность крана, т; тэ - масса монтируемого элемента, т; тос - масса монтажной оснастки, т; тгр - масса грузозахватных устройств, т.

Башенные и приставные краны.Высоту подъема грузового крюка над уровнем стоянки башенного крана определяют по формуле: Hk=h0 + hз + hэ + hст (рис. 6.7, а).

где h0 - превышение низа монтируемого элемента над уровнем стоянки башенного крана, м; h3 - запас по высоте требующийся по условиям безопасности монтажа для заводки конструкции к месту установки или переноса через ранее смонтированные конструкции (0,3...0,6 м), м; hэ - высота (или толщина) элемента в монтажном положении, м; hст - высота строповки в рабочем положении от верха монтируемого элемента до крюка крана, м.

Вылет стрелы крана (крюка крана): где а - ширина подкранового пути, м; b - расстояние от оси головки подкранового рельса до ближайшей выступающей части здания, м; с - расстояние от центра тяжести монтируемого элемента до выступающей части здания со стороны крана, м.

Стреловые краны.Для стреловых самоходных кранов (на автомобильном, пневмоколесном и гусеничном ходу) определяют высоту подъема крюка HК, длину стрелы Lс и вылет крюка Lк. Высоту подъема крюка Нк определяют так же, как для башенных кранов.

Рис. 6.7. К определению параметрических характеристик (технических параметров): а - башенного крана; б - стрелового крана без гуська; в - то же, с гуськом; г - то же, без гуська с поворотом в плане; д - взаимосвязь грузоподъемности, вылета и высоты подъема (на примере стрелового гусеничного крана МКГ-40 с гуськом); 1 - основной подъем (крюк стре­лы); 2 - вспомогательный подъем( крюк гуська).

Длина стрелы крана без гуська (рис. 6.7, б). где Н0 -сумма превышения монтажного горизонта, м; hс -превышение шарнира пяты стрелы над уровнем стоянки крана, м; b - ширина (длина) монтируемого элемента, м; a - угол наклона стрелы к горизонту; S - расстояние от края монтируемого элемента до оси стрелы, S >= 1,5м.

Наименьшая длина стрелы крана обеспечивается при наклоне ее оси под углом a:

По длине стрелы находят вылет крюка: где d - расстояние от оси поворота крана до оси опоры стрелы, d= 1,5 м. Для стреловых кранов, оборудованных гуськом (рис. 6.7, в), наименьшая допустимая длина стрелы при β = 0 : где Н- превышение оси вращения гуська над уровнем стоянки крана, м.

Грузозахватные устройства.

Стропы (для легких грузов) из стальных тросов диаметром 18-30 (облегченные 12-20) мм, применяется разные виды свивки канатов, (например, одинарная, двойная двусторонняя).

Рис. 6.8. Стропы и строповка конструкции:

а - гибкие стропы; б - канатный двухветвевой; в - канатный четырехветвевой; г - строповка четырехветвевым стропом; д — то же, трехтраверсным; е - то же, трехблочным; 1 - универсальный строп; 2,3 - облегченный с крюком и петлей; 4 – карабины

Рис. 6.9. Конструкции траверс:

а — балочная; б - консольная; в - пространственная; 1 - подвеска. 2 - гибкие тяги; 3 - балка; 4 - скоба для подвески к грузовому крюку; 5 - блок


Траверсы выполняют в виде металлических балок или треугольных сварных ферм. Ими поднимают длинномерные конструкции.

Захваты (механические, электромагнитные, вакуумные) – для беспетельного подъема монтируемых элементов

Рис. 6.11. Конструкции захватов для беспетлевого монтажа элементов:

а - фрикционный захват для строповки колонн; б - механический захват для подъема балок; в - устройство для строповки плит; г - вилочный захват для монтажа ребристых плит; д -устройство для строповки конструкций; е - цанговый захват; ж - клещевой захват; з - траверса с вакуум-захватами; 1 - монтируемый элемент конструкции; 2 - балка фрикционного захвата; 3 - траверса; 4 - механический захват; 5 - резьбовой кронштейн; б - фиксатор; 7 -элемент вилочного захвата; 8, 9 - система стержней для фиксации; 10 - клиновой вкладыш; 11 - фрикционная гильза; 12 - клещевой захват; 13 - манометр; 14 — вакуум-насос; 15 - вакуум-траверса; 16 — вакуум-камера.

 

 

Последовательность монтажа элементов.

В пределах каждой захватки в зависимости от последовательности установки конструктивных элементов применяют дифференцированный (раздельный) , комплексный (совмещенный) или комбинированный (смешанный) методы монтажа.

При дифференцированном методе одноименные конструктивные элементы монтируют самостоятельными потоками, совмещенными во времени. Но этот метод не применяют при монтаже конструкций покрытий одноэтажных промышленных зданий, что связано с конструктивными особенностями типового решения.

При комплексном методе монтажа выверку и закрепление всех конструкций производят в одном потоке в пределах одной или нескольких смежных ячеек здания, образующих жесткую монтажную устойчивость. Однако этот метод при монтаже зданий с железобетонным каркасом практически не применяется, так как сопряжение колонн с фундаментами стаканного типа предусматривает возможность установки на колонны вышележащих конструкций только после достижения бетоном в стыках прочности не менее 70%, что происходит через 3-4 дня. Кроме того значительная разница в массе разноименных конструкций делает нецелесообразным их монтаж одним краном.

При монтаже комбинированным методом сочетаются элементы первых двух. Этот метод наиболее часто применяют при монтаже конструкций одноэтажных промышленных зданий: колонны, подкрановые балки и стеновые ограждения монтируют дифференцированным методом, отдельными потоками, а подстропильные и стропильные балки, фермы и плиты покрытия – комплексным методом, в едином потоке.

Пути движения монтажных кранов.

В процессе монтажа каждый стреловой кран может двигаться вдоль или поперек пролетов здания. Башенные краны могут размещаться по одну сторону здания или с обеих сторон, а иногда и внутри контура возводимого здания.

При размещении стрелового или башенного крана внутри контура здания его движение возможно вдоль или поперек длины здания (продольный или поперечный метод монтажа). У одноэтажных зданий продольное размещение вертикальных связей и подкрановых балок затрудняет поперечное движение кранов, в этом случае целесообразен продольный метод. Поперечный метод эффективен в бескрановых зданиях при шаге колонн и ферм не менее 12м. Он позволяет уменьшить требуемый вылет для монтажа крупноразмерных плит.

взаимоувязка транспортировки, складирования и монтажалементов конструкций.

По взаимосвязи указанных процессов различают монтаж с приобъектного склада, с предварительной раскладкой в зоне монтажа или монтажа непосредственно с транспортных средств (“с колес”).

Монтаж с приобъектного склада требует наличия свободных площадей за пределами здания, но, по возможности, в зоне действия монтажного крана. При таком способе доставляемые элементы складируются в штабели, кассеты или пирамиды и только после этого подают на монтаж с установкой в проектное положение. С приобъектного склада монтируют обычно многоэтажные здания, поскольку площадь здания занята, а башенные краны имеют достаточно большой радиус действия.

Предварительное складирование в зоне монтажа с раскладкой характерно для одноэтажных зданий, иногда и для монтажа колонн первого яруса многоэтажных зданий. Большинство элементов раскладывают внутри контура здания, а стеновые панели – с внешней стороны (в пирамидах). Такой способ раскладки несколько стесняет зону монтажа, но уменьшает время на поворот стрелы крана.

При монтаже с транспортных средств элементы доставляют на полуприцепах непосредственно в зону монтажа, без разгрузки и складирования поднимают сразу в проектное положение (поэлементно) монтажным краном. Исключение операций разгрузки и складирования повышает эффективность комплексного процесса, однако увеличивает затраты на вынужденный простой транспортных средств. Для уменьшения простоев тягача применяют “челночный” метод, когда тягач уходит немедленно после доставки полуприцепа, оставляя его на монтаже.

Монтаж “с колес” требует весьма четкой организации во времени транспортировки и монтажа, для чего составляется почасовой график доставки и монтажа.

Укрупнительная сборка.

Доставляемые на объект части конструкций по условию транспортировки иногда меньше полной проектной высоты (колонны) или пролета (фермы), что требует предварительного соединения элементов в укрупненный блок. Иногда укрупнение диктуется целесообразностью более полного использования имеющегося монтажного крана по грузоподъемности. Во всех случаях при укрупнительной сборке основные сварочные операции осуществляются не на высоте, а внизу, что значительно снижает трудозатраты.

СНИП 3.03.01-87 ”Несущие и ограждающие конструкции” рекомендует максимально применять укрупнительную сборку. Она особенно характерна для металлических конструкций. В одноэтажных промзданиях с железобетонным каркасом укрупнение применяется, например, путем предварительного соединения двух подкрановых балок и тормозных ферм в укрупненный блок.

. Выбор монтажной оснастки.

К монтажным приспособлениям относятся следующие инвентарные устройства:

- гузозахватные (строповочные) приспособления – стропы, захваты и траверсы, служащие для надежного присоединения (подвешивания) поднимаемого элемента к крюку крана и освобождения крюка крана после временного закрепления поднятого элемента;

- приспособления для временного закрепления и выверки устанавливаемых элементов в проектное положение – кондукторы, клинья, распорки, расчалки и др.; они должны обеспечить надежное удержание элемента после снятия грузозахватных приспособлений и приведения его точно в проектное положение;

- подмости, площадки и ограждения, обеспечивающие удобство и безопасность работы монтажников на высоте.

Следует отдавать предпочтение устройствам, обеспечивающим автоматическую или дистанционную расстроповку. Грузоподъемность строповочных приспособлений должны быть не менее массы поднимаемого груза. Колонны со специальными отверстиями стропуют траверсами с пропусканием в эти отверстия стержней. У двухветвевых колонн между нижними концами ветвей устанавливают распорки для усиления.

Монтажные краны и механизмы.

На монтаже строительных конструкций применяют самоходные стреловые, башенные, козловые, специальные краны, а также грузоподъемные механизмы - мачты, шевры и порталы (рис. 6.6)

Рис. 6.6. Классификационная схема монтажных кранов.

Выбор монтажного крана.

Монтаж строительных конструкций осуществляют монтажным комплексом, в состав которого входят: ведущая машина (монтажный кран или другие монтажные механизмы), вспомогательные машины (погрузочно-разгрузочные и транспортные машины) и технологическое оборудование (грузозахватные устройства, кондукторы, устройства для временного закрепления, выверки и др.).

Требуемая грузоподъемность крана: где Qк - требуемая min грузоподъемность крана, т; тэ - масса монтируемого элемента, т; тос - масса монтажной оснастки, т; тгр - масса грузозахватных устройств, т.

Башенные и приставные краны.Высоту подъема грузового крюка над уровнем стоянки башенного крана определяют по формуле: Hk=h0 + hз + hэ + hст (рис. 6.7, а).

где h0 - превышение низа монтируемого элемента над уровнем стоянки башенного крана, м; h3 - запас по высоте требующийся по условиям безопасности монтажа для заводки конструкции к месту установки или переноса через ранее смонтированные конструкции (0,3...0,6 м), м; hэ - высота (или толщина) элемента в монтажном положении, м; hст - высота строповки в рабочем положении от верха монтируемого элемента до крюка крана, м.

Вылет стрелы крана (крюка крана): где а - ширина подкранового пути, м; b - расстояние от оси головки подкранового рельса до ближайшей выступающей части здания, м; с - расстояние от центра тяжести монтируемого элемента до выступающей части здания со стороны крана, м.

Стреловые краны.Для стреловых самоходных кранов (на автомобильном, пневмоколесном и гусеничном ходу) определяют высоту подъема крюка HК, длину стрелы Lс и вылет крюка Lк. Высоту подъема крюка Нк определяют так же, как для башенных кранов.

Рис. 6.7. К определению параметрических характеристик (технических параметров): а - башенного крана; б - стрелового крана без гуська; в - то же, с гуськом; г - то же, без гуська с поворотом в плане; д - взаимосвязь грузоподъемности, вылета и высоты подъема (на примере стрелового гусеничного крана МКГ-40 с гуськом); 1 - основной подъем (крюк стре­лы); 2 - вспомогательный подъем( крюк гуська).

Длина стрелы крана без гуська (рис. 6.7, б). где Н0 -сумма превышения монтажного горизонта, м; hс -превышение шарнира пяты стрелы над уровнем стоянки крана, м; b - ширина (длина) монтируемого элемента, м; a - угол наклона стрелы к горизонту; S - расстояние от края монтируемого элемента до оси стрелы, S >= 1,5м.

Наименьшая длина стрелы крана обеспечивается при наклоне ее оси под углом a:

По длине стрелы находят вылет крюка: где d - расстояние от оси поворота крана до оси опоры стрелы, d= 1,5 м. Для стреловых кранов, оборудованных гуськом (рис. 6.7, в), наименьшая допустимая длина стрелы при β = 0 : где Н- превышение оси вращения гуська над уровнем стоянки крана, м.

Грузозахватные устройства.

Стропы (для легких грузов) из стальных тросов диаметром 18-30 (облегченные 12-20) мм, применяется разные виды свивки канатов, (например, одинарная, двойная двусторонняя).

Рис. 6.8. Стропы и строповка конструкции:

а - гибкие стропы; б - канатный двухветвевой; в - канатный четырехветвевой; г - строповка четырехветвевым стропом; д — то же, трехтраверсным; е - то же, трехблочным; 1 - универсальный строп; 2,3 - облегченный с крюком и петлей; 4 – карабины

Рис. 6.9. Конструкции траверс:

а — балочная; б - консольная; в - пространственная; 1 - подвеска. 2 - гибкие тяги; 3 - балка; 4 - скоба для подвески к грузовому крюку; 5 - блок

Траверсы выполняют в виде металлических балок или треугольных сварных ферм. Ими поднимают длинномерные конструкции.

Захваты (механические, электромагнитные, вакуумные) – для беспетельного подъема монтируемых элементов

Рис. 6.11. Конструкции захватов для беспетлевого монтажа элементов:

а - фрикционный захват для строповки колонн; б - механический захват для подъема балок; в - устройство для строповки плит; г - вилочный захват для монтажа ребристых плит; д -устройство для строповки конструкций; е - цанговый захват; ж - клещевой захват; з - траверса с вакуум-захватами; 1 - монтируемый элемент конструкции; 2 - балка фрикционного захвата; 3 - траверса; 4 - механический захват; 5 - резьбовой кронштейн; б - фиксатор; 7 -элемент вилочного захвата; 8, 9 - система стержней для фиксации; 10 - клиновой вкладыш; 11 - фрикционная гильза; 12 - клещевой захват; 13 - манометр; 14 — вакуум-насос; 15 - вакуум-траверса; 16 — вакуум-камера..
Вопрос 58