Монтаж металлоконструкций

Основные преимущества стальных конструкций: высокая прочность и надежность при сравнительно небольшой массе, простота и большая индустриальность изготовления и монтажа.

Стальные конструкции изготовляют и монтируют в соответствии с чертежами КМД (деталировочными чертежами металлических конструкций), разрабатываемыми на основании чертежей КМ (рабочих чертежей металлических конструкций). В чертежах КМД предусмотрено членение конструкций на элементы с учетом максимального укрупнения их на заводе и возможности последующего укрупнения на монтажной площадке. В состав чертежей КМ входят монтажные схемы с указанными на них марками каждого отдельного элемента. Эти же марки пишутся краской на самих элементах, чтобы по ним было легче подбирать детали для комплектной отгрузки конструкций на монтажные площадки и быстро находить их при монтаже или укрупнительной сборке.

Необходимость укрупнительной сборки металлоконструкций вызывается тем, что некоторые элементы каркаса — колонны, стропильные и подстропильные фермы — из-за их негабаритных размеров приходится изготавливать и отгружать с завода по частям — отправочными марками. Перед подъемом из отправочных марок собирают элемент, который сваривают или соединяют на высокопрочных болтах на земле и затем монтируют за один подъем. Кроме того, отдельные элементы целесообразно укрупнять в монтажные блоки при всех условиях, так как это значительно сокращает число подъемов деталей, увеличивает производительность труда, повышает качество работ, а также значительно сокращает дополнительные расходы на устройство подмостей. Объем и характер укрупнительной сборки конструкций при монтаже того или иного объекта определяются проектом производства работ и зависят от грузоподъемности монтажного механизма, конструктивных и других особенностей монтируемого сооружения.

Укрупнительную сборку легких элементов, например стропильных ферм с фонарями, рекомендуется проводить на жестких и хорошо выверенных стеллажах, а укрупнение тяжелых колонн — на деревянных подкладках (шпальных выкладках). Высота шпальных выкладок или стеллажей для сборки сварных конструкций 200—300 мм.

Элементы стропильных ферм и других конструкций (за исключением листовых) должны обязательно иметь сборочные контрольные отверстия. При укрупнительной сборке по этим отверстиям фиксируют проходными и конусными оправками  взаимное расположение элементов, что позволяет подготовить (стянуть) стык под сварку без применения или с частичным применением других приспособлений: струбцин, скоб, клиньев, хомутов. Если в собираемых элементах контрольных отверстий нет, простейшим способом соединения их при сборке под сварку является прихватка, т. е. наложение коротких швов, фиксирующих взаимное положение деталей. Чтобы к ранее собранной конструкции прихватить деталь, ее плотно прижимают, соблюдая проектный зазор, для этого пользуются струбциной или другими приспособлениями.

Особое внимание обращают на проверку правильности геометрических размеров и осей укрупняемых конструкций. Например, при укрупнительной сборке стропильной или подстропильной фермы необходимо точно выдержать ее размеры или же собрать ферму длиной менее проектной на 3 мм. Это значительно упростит заводку фермы в пролет при установленных колоннах. Собирать фермы с плюсовым допуском не рекомендуется, так как это вызывает значительные трудности при их установке: колонны при помощи расчалки или подклинивания башмака приходится отклонять наружу пролёта, в некоторых случаях смешать наружу всю колонну. Собранная ферма не должна иметь искривления плоскости; допуск на искривление — 5 мм. Искривление проверяют натяжением стальной струны между двумя концевыми точками фермы.

Перед сваркой ферма должна занимать горизонтальное положение; правильность положения проверяют уровнем, для большей точности под уровень подкладывают выверенную линейку длиной 2—3 м.

Колонны собирают и готовят под сварку аналогично фермам. Укрупняемую колонну укладывают так, чтобы стенка ее занимала вертикальное положение. Необходимо точно выдержать общую высоту колонны и расстояние от низа опорной плиты до подкрановой консоли. Нельзя допускать искривления оси колонны или перелома в месте стыка; это проверяют уровнем и линейкой.

Если монтажное соединение конструкции запроектировано на болтах, то после очистки соприкасающихся поверхностей собирают и окончательно наводят отверстия в соединяемых элементах посредством монтажных ломиков, оправок и пробок, выверяют размеры и ставят постоянные болты во все отверстия. Далее стыки утягивают настолько, чтобы щуп толщиной 0,3 мм не заходил в зазор между состыкованными поверхностями. Утяжку производят равномерно по всему стыку всеми болтами поочередно и повторяют несколько раз до тех пор, пока все  болты  не  будут  натянуты  равномерно до  отказа.

Подкрановые балки со сварными монтажными соединениями удобнее собирать в горизонтальном положении во всех случаях, когда позволяют условия монтажа (возможность заводки укрупненного элемента), тормозные фермы,подкрановых балок собирают вместе с балками и в таком виде монтируют.

Монтаж стальных конструкций должен производиться лишь при наличии утвержденного проекта   производства   работ  с   конкретными  техническими решениями по технике безопасности. При выполнении монтажных и сопутствующих им сварочных работ необходимо вести журналы, в которых ежедневно фиксируют условия и объемы работ, выполненных отдельными звеньями рабочих.

К производству монтажных работ, как правило, разрешается приступать только после окончания и приемки работ нулевого цикла и выполнения подготовительных, работ. Монтаж стальных конструкций осуществляют различными методами с применением разнообразного оборудования и приспособлений. Однако сам технологический процесс установки остается общим и осуществляется в определенной последовательности, изложенной в гл. XII.

Монтаж колонн

До установки колонны на опорный лист ее башмака наносят осевые риски 6; в местах примыкания подкрановых балок, стропильных или подстропильных ферм прикрепляют инвентарные подмости-люльки; к колонне крепят временную лестницу, затем закрепляют строп, и колонна готова к подъему.

Поданную к месту установки колонну  наводят на анкерные болты, опирают на подкладки или опорные балки, установленные по нивелиру на фундаменте, совмещая нанесенные на колонну осевые риски с рисками на закладных частях фундамента, и, придав колонне правильное положение, временно закрепляют ее. Устойчивость колонны высотой до 12 м с широкими башмаками обеспечивают затягиванием анкерных болтов. Колонны с узкими башмаками и колонны большой высоты, кроме того, закрепляют расчалками, которые снимают только после установки постоянных связей, предусмотренных проектом.

Если при опирании башмаков колонн на фундаменты необходима последующая подливка 5 цементного раствора, то эту операцию выполняют после выверки колонн и установки постоянных креплений. В тех случаях, когда в проекте не предусмотрены постоянные связи между первыми двумя смонтированными колоннами, их независимо от этого раскрепляют временными связями, которые можно снимать только после установки постоянных связей в местах, предусмотренных проектом, при этом должны быть смонтированы конструкции, соединяющие между собой отдельные колонны.

Монтаж подкрановых балок

Подкрановые балки устанавливают непосредственно на подкрановую ветвь стальной или железобетонной колонны или на ее консоль и крепят болтами или сваркой. Подстропильные фермы крепят к колоннам на болтах, а иногда на сварке.

До подъема на подкрановую балку устанавливают приспособления для ее временного закрепления. К концам балки прикрепляют оттяжки, с помощью которых регулируется положение балки при подъеме и обеспечивается точная наводка при посадке на опоры консолей колонн.

Подкрановые балки, как правило, стропуют двухветьевым стропом, закрепляемым петлями, а при большой длине балки — с помощью траверсы и захватов, удерживающих балку в вертикальном положении. Захваты могут быть в виде канатных стропов с полуавтоматическими замками и в виде клещевых захватов, снабженных запорными штырями, фиксирующими положение захватов и предотвращающими их саморасстро-повывание.

В проектное положение подкрановые балки устанавливают по осевым рискам на консолях колонн и балках. Их временно раскрепляют при помощи анкерных болтов или специальных приспособлений. Окончательно выверяют подкрановые балки в пределах монтажной захватки или температурного блока, проверяя их положение с помощью геодезических инструментов. После этого приваривают все крепежные детали подкрановых балок к закладным деталям колонн.

Монтируют подкрановые балки и подстропильные фермы гусеничными, автомобильными, железнодорожными и другими кранами. К конструкциям привязывают оттяжки из пенькового каната, которыми придерживают их от раскачивания при подъеме, а также оттягивают в тех местах, где они могут зацепиться за другие конструкции. Поднимаемые элементы закрепляют с люлек, подвешенных на колоннах.

Монтаж стропильных ферм

Перед подъемом к решетке фермы прикрепляют канат диаметром 13 мм, натягивая его на расстоянии 1,2 м от нижнего пояса фермы. Этот канат используют для навешивания карабинов, когда монтажники проходят по нижнему поясу фермы. Ферму необходимо стропить в точном соответствии с указаниями проекта производства и строительные работы Саратов, что облегчит подъем и заводку фермы на место установки, предохранит ее от-деформации при подъеме.

После того как ферма усилена, застроплена и. поставлена в вертикальное положение, к ней прикрепляют детали для устройства подмостей: крючья и подвески из круглой стали, скобы и брусья — в зависимости от типа подмостей.

Стропильные фермы монтируют стреловыми кранами. При подъеме ферму удерживают от раскачивания и направляют парными ручными оттяжками. Поднятая ферма до снятия стропов должна быть прикреплена к опорам (колоннам или подстропильным фермам) не менее чем на 50% проектного количества болтов. Если ферма опирается на кирпичные стены или железобетонные колонны, ее прикрепляют анкерными болтами. Однако и после прикрепления к опорам ферма не обладает достаточной устойчивостью и может выгнуться, особенно при опирании на стены и колонны.

Поэтому до расстроповки ферму прикрепляют к ранее смонтированным конструкциям не менее чем тремя прогонами.

Монтаж стропильных ферм, как правило, следует начинать с той ячейки каркаса, где проектом предусмотрено установить связи. Первую установленную ферму расчаливают за верхний пояс расчалками, прикрепляемыми к узлам фермы. Затем поднимают вторую ферму и до расстроповки прикрепляют прогонами к ранее смонтированной и расчаленной ферме. После этого фермы крепят вертикальными связями и распорками, а также горизонтальными связями по верхнему и нижнему поясам ферм. Смонтированную связевую панель кровли выверяют и связи закрепляют окончательно проектными креплениями, т. е. приваривают или ставят полное количество постоянных болтов. Только после этого разрешается снимать расчалки со второй фермы. Последующие шесть-семь ферм, устанавливаемых между ячейками каркаса, имеющими связи, прикрепляют к ранее смонтированным конструкциям только прогонами, а затем монтируют вторую панель связей и т.д. Соблюдение описаний технологии монтажа элементов кровли является обязательным условием безаварийной работы.

При монтаже беспрогонных кровель каждую вновь установленную ферму на время, до укладки крупнопанельных плит и их приварки, раскрепляют не менее чем двумя временными распорками, которые по мере укладки плит переставляют на следующую панель здания.

В тех случаях, когда позволяет грузоподъемность монтажного крана, целесообразно устанавливать фермы укрупненными блоками с собранными на,них фонарями.

Монтаж крупнопанельных плит кровли

Крупнопанельные плиты кровли, как правило, монтируют одновременно со стальными конструкциями (после установки и закрепления фермы немедленно укладывают плиты). Это    исключает   необходимость   установки   временных связей по фермам. Смонтированную плиту сразу же приваривают в трех углах к фермам до укладки следующей плиты (один конец плиты в обоих углах, другой только в одном).

Монтаж прогонов и связей

При монтаже элементов покрытия необходимо связи и прогоны частично или полностью ставить сразу после установки стропильных ферм. Их монтируют разными способами: поднимают пачками, складывают в одно место и затем растаскивают вручную по скату ферм или, установив основным механизмом очередную стропильную ферму, легким краном, расположенным на крыше, монтируют прежде всего 3—4 прогона, необходимые для устойчивости фермы и ее расстроповки, а затем все остальные связи и прогоны панели.

Монтаж фонарей

Фонари монтируют параллельно со всем перекрытием. Их можно поднимать вместе со стропильными фермами или отдельно от них, но в обоих случаях предварительно собрав внизу. Наиболее целесообразно фонари поднимать укрупненными блоками вместе с плитами покрытия, если плиты крепятся к поясам ферм и фонарей сваркой.

Монтаж фахверка, витражей и металлических переплетов

Элементы фахверка, представляющие собой легкие конструкции из прокатных профилей, крепят к колоннам здания обычно на черных болтах. Монтируют их самоходными или легкими кранами, установленными на крыше. Часто элементы фахверка устанавливают при помощи полиспастов и блоков, прикрепленных к ранее смонтированным конструкциям (колоннам, прогонам). Крепят элементы к колоннам с монтажных лестниц.

Монтаж фонарных и стеновых переплетов рекомендуется вести одновременно с монтажом фонарей и элементов фахверка, устанавливая их панелями. Панели фахверка собирают внизу, прикрепляют к ним каркас переплетов и поднимают вместе. Точно так же устанавливают и закрепляют фонарные переплеты при подъеме спаренных ферм.

При раздельном монтаже фонарных переплетов и конструкций фахверка по прогонам ферм устраивают настил с ограждениями и устанавливают переплеты вручную, поднимая их лебедками. Стеновые переплеты, устанавливаемые после монтажа фахверка, поднимают самоходными кранами или лебедками с помощью блоков, прикрепленных к верхним конструкциям каркаса здания. При этом во время работы монтажникам целесообразно пользоваться подвесными люльками.

Монтаж витражей

Витражи, состоящие из элементов каркаса и переплетов, прикрепляемых болтами к закладным деталям смонтированных железобетонных конструкций или металлическому каркасу, здания, монтируют так же, как фахверк и стеновые переплеты промышленных зданий.

Монтажные соединения стальных конструкций

Наиболее простые и распространенные монтажные соединения стальных конструкций — болтовые. Обычно применяют черные болты, при помощи которых крепят фахверк, прогоны,  связи,  стропильные фермы.  На  сварке монтируют каркасы высотных зданий и сооружений, а также балочные клети многоэтажных промышленных зданий.

Для удобства наводки и опирания конструкций при их установке делают монтажные столики в виде уголка крупного профиля, приваренного фланговым швом, или планки из толстого листа. Такие столики часто применяют в узлах примыкания стропильных ферм к колоннам и в балочных клетях.

При установке конструкций монтажные стыки закрепляют сначала временными соединениями. Окончательное оформление стыков, т. е. постановка постоянных болтов или наложение электросварных швов, производится лишь после того, как соответствующий участок сооружения собран и выверен, а монтажные узлы обстроены подвесными или другими подмостями. Связано это с тем, что постановка постоянных креплений окончательно фиксирует взаимное положение элементов, а для процесса их постановки необходимо создать для рабочих безопасное, удобное рабочее место.