Лекция № 7
Монтаж строительных конструкций при реконструкции
План лекции
1. Грузоподъемные машины
2. Определение требуемых параметров грузоподъемных машин и габаритных размеров монтажных площадок
3. Такелажное оборудование
4. Монтажное оснащение и оснастка
5. Лестницы, подмости, площадки, используемые при реконструкции зданий и сооружений
Литература:
1. Юдина А.Ф. Реконструкция и техническая реставрация зданий и сооружений: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования / А.Ф. Юдина. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 320с.
2. Девятаева Г.В. Технология реконструкции и модернизации зданий: Учебное пособие. – М: ИНФА-М, 2008. – 250с – (Среднее профессиональное образование).
3. Фёдоров В.В. Реконструкция зданий, сооружений и городской застройки: Учебное пособие / В.В.Фёдоров, Н.Н.Фёдорова, Ю.В.Сухарев. – М: ИНФА – М, 2008, -224с, - (Высшее образование).
4. Беляков Ю.И. Резуник А.В. Строительные работы при реконструкции предприятий. -М.: Стройиздат, 1986*, -186с.
5. Бадьин Г.М., Таничева Н.В. Усиление строительных конструкций при реконструкции, капитальном ремонте зданий. – М: АСВ, 2008.
Введение
Методы организации механизированных процессов на монтаже строительных конструкций при реконструкции зданий и сооружений зависят от степени стесненности строительной площадки, типов, размеров и массы элементов, номенклатуры и мощности монтажных машин, качества монтажной оснастки и вспомогательного оборудования, опыта рабочих-монтажников, а также заданных сроков реконструкции.
Технология производства работ при реконструкции зданий и сооружений, а также оборудование, оставляемое на местах, оказывают существенное влияние на выбор типа ведущей монтажной машины и составление монтажного комплекта. Как показывает практика, возможность типизации, унификации конструкций и объемно-планировочных решений ограничена. Применение сборных конструкций экономически целесообразно при реконструкции зданий и сооружений при налаживании их серийного производства, ограниченном количестве типоразмеров. В связи с тем что при реконструкции объектов заменяется только часть конструктивных элементов, реконструкция осуществляется сочленением старых и новых конструкций при заданных габаритных размерах. Это сдерживает создание специализированного оборудования с теми же принципами, что и при массовом строительстве по типовым проектам.
При комплексной механизации имеется ведущая машина и дополняющие ее комплектующие машины. Производительность каждой последующей машины комплекса должна быть больше или равна предыдущей.
Комплексная механизация монтажа строительных конструкций при реконструкции зданий и сооружений имеет некоторые особенности, определяемые параметрами внешней и внутренней стесненности объекта и необходимостью замены или усиления существующих конструкций.
Под стесненностью объекта подразумевается ограничение территории для размещения строительной техники.
Процессы монтажа в условиях реконструкции связаны с выполнением некоторых ручных операций, возникающих при прохождении сборных элементов через препятствия, устройстве сопряжений с существующими конструкциями и т.д. Поэтому при выборе средств для комплексной механизации монтажных работ необходимо учитывать эти моменты, чтобы не возникли нарушения непрерывности процесса.
Монтажный процесс строительных конструкций при реконструкции зданий и сооружений состоит из ряда последовательных операций, которые в совокупности составляют технологию монтажа.
Грузоподъемные машины
Реконструкция зданий и сооружений выполняются комплексно-механизированным способом, при котором грузоподъемные машины используются для выполнения практически всех работ и являются ведущими при монтаже строительных конструкций.
Для монтажа строительных конструкций при реконструкции зданий и сооружений применяют:
■ грузоподъемные краны башенные, самоходные, стреловые, козловые, кабельные;
■ грузоподъемные краны в «окно», устанавливаемые в проемах реконструируемых зданий;
■ специальные монтажные машины: краны легкого типа, монтажные мачты, стрелы;
■ строительные подъемники;
■ мостовые краны и кран-балки, располагаемые в реконструируемых зданиях.
Башенные краны по сравнению с другими монтажными машинами имеют определенные преимущества: стрела размещается на высоте, обеспечивающей перемещение конструкций над остовом реконструируемого здания; кран может обслуживать с одной стоянки несколько объектов или приобъектных складов; простота передвижения; наличие широкого обзора монтажных зон; надежность в эксплуатации.
С точки зрения возможности использования при реконструкции зданий башенные краны характеризуются грузоподъемностью и высотой подъема в зависимости от вылета стрелы, конструкции модели крана, способа перемещения, метода монтажа и демонтажа.
Недостатки применения башенных кранов: значительная трудоемкость монтажа и демонтажа, а также устройство подкрановых путей.
По способу установки на строительной площадке башенные краны подразделяются на стационарные, самоподъемные и передвижные.
При реконструкции зданий наибольшее распространение получили самоподъемные и передвижные краны.
Самоподъемные краны, опираясь на существующие или вновь возведенные конструкции, перемещаются по вертикали с помощью собственных механизмов. Подвижные краны в рабочем положении с грузами или без них перемещаются в обслуживаемых или монтажных и складских зонах объекта.
Самоходные стреловые краны на гусеничном ходу используются при реконструкции промышленных и общественных зданий при условии их расположения на участках, свободных от застроек и надземных городских коммуникаций.
Автомобильные краны в связи с возможностью их быстрой перебазировки с одного объекта на другой в полностью собранном виде широко применяются при реконструкции объектов самого различного назначения.
Недостаток применения автомобильных кранов – резкое уменьшение грузоподъемности при работе без аутригеров. Некоторым кранам производство погрузочно-разгрузочных работ без выносных опор вообще запрещено.
Пневмоколесные краны благодаря хорошей маневренности, проходимости, скорости перемещения, а также возможности работы с определенными грузами без выносных опор в ряде случаев оказываются наиболее пригодными при реконструкции зданий и сооружений. При работе крана без выносных опор он может перемещаться по спланированной площадке с грузом на крюке и одновременно перевозить элементы с одного места на другое.
Козловые краны применяются при реконструкции объемнолинейных и линейно-протяженных в плане объектов несложной конфигурации, при благоприятных рельефных условиях и отсутствии ограничений, характеризуемых параметрами стесненности.
При реконструкции зданий применяются краны грузоподъемностью 5... 10 т. По конструктивному исполнению ригеля козловые краны бывают безконсольные, одно- и двухконсольные. Иногда на ригеле крана вместо подъемных тележек устанавливают мачтово-стреловые или полноповоротные краны.
При реконструкции зданий и сооружений, в которых производится в основном выборочная замена отдельных конструкций (при незначительных грузопотоках) широко используются легкие грузоподъемные механизмы, монтируемые в оконных проемах на высоте, необходимой для установки на проектную отметку. Краны «в окно» используются также в составе комплекта монтажных машин. Эти машины монтируются в оконных проемах на высоте, обеспечивающей вертикальный подъем грузов и подачу их внутрь зданий.
В зависимости от способа подачи груза внутрь здания краны «в окно» подразделяются на монорельсовые – груз после подъема его до уровня проема подается внутрь здания при помощи тележки, передвигаемой по монорельсу; поворотные – груз подается внутрь здания поворотом стрелы, закрепленной на вертикальной стойке.
Недостатками кранов «в окно» являются их малая грузоподъемность и незначительная (до 4 м) глубина обслуживания внутри объектных зон.
При реконструкции зданий и сооружений для монтажа и демонтажа строительных конструкций применяются монтажные мачты, переносные монтажные стрелы, мачтовые краны.
Подъемники классифицируются по назначению на грузовые и пассажирские; по способу установки – на свободно стоящие и приставные; по конструкции направляющих – на мачтовые и шахтные; по виду приводного органа – на канатные и реечные; по степени подвижности – на стационарные и передвижные.
Основные параметры подъемников: грузоподъемность, высота подъема, скорость подъема, расстояние перемещения груза по горизонтали.
При реконструкции зданий для монтажа некоторых строительных конструкций и оборудования применяются действующие мостовые краны, кран-балки, подвесные краны и др.
При реконструкции объектов с жесткими параметрами стесненности для монтажа крупных элементов используются вертолеты марки ЯК-40, МИ-4, МИ-6, оборудованные внешними грузовыми подвесками.
Определение требуемых параметров грузоподъемных машин и габаритных размеров монтажных площадок
На выбор монтажных машин существенное влияние оказывают следующие факторы:
■ объемно-планировочные и конструктивные решения реконструируемого объекта;
■ масса монтируемых конструкций, расположение их в плане и по высоте здания или сооружения;
■ методы и способы монтажа и организации реконструкции;
■ технико-экономические характеристики монтажных машин.
Рабочие параметры основных монтажных машин должны обеспечивать установку в проектное положение всех элементов здания или сооружения. Основными рабочими параметрами монтажных машин являются:
■ грузоподъемность Q – масса наибольшего груза, который может быть поднят краном при сохранении необходимого запаса устойчивости и прочности его конструкций, измеряемая в тоннах;
■ высота подъема крюка Нкр – расстояние от уровня стоянки крана до крюка при стянутом грузовом полиспасте и определенном вылете крюка, измеряемое в метрах;
■ вылет крюка Lкр – расстояние между вертикальной осью вращения поворотной платформы и вертикальной осью, проходящей через цент крюковой обоймы, измеряемое в метрах;
■ грузовой момент Мг – произведение массы груза в тоннах на величину вылета крюка в метрах.
При определении требуемых параметров грузоподъемных машин учитываются максимальная масса монтируемого элемента, габаритные размеры монтируемых элементов и конструкций, размеры поперечника здания, расположение конструкций в плане и разрезе, расположение путей, по которым доставляются необходимые конструкции и материалы. Выбор грузоподъемных машин осуществляют путем сопоставления требуемых параметров и характеристик рабочих параметров, приведенных в справочной литературе, используя данные таблиц и графиков технических характеристик кранов. Необходимо, чтобы рабочие параметры кранов немного превышали требуемые параметры. Кроме того, следует учитывать маневренность кранов, их проходимость, создаваемую величину давления на грунт, а также такие факторы, как наличие посадочных скоростей или плавной регулировки, скорости опускания, удобство и надежность в управлении.
Наметив (исходя из конкретных условий) возможный вариант применения того или иного монтажного крана, определяют схему проходок и места стоянок крана, способы установки конструкций для каждой стоянки. При этом проверяется, обеспечивает ли выбранный кран установку каждого монтируемого элемента в зависимости от высоты подъема крана, вылета стрелы и массы элемента.
Такелажное оборудование
К такелажному оборудованию, которое используется при реконструкции зданий, относятся канаты (стальные и пеньковые), цепи, стропы, захваты, блоки, полиспасты, домкраты, тали, лебедки, якоря.
Такелажные работы относятся к вспомогательным работам, но от них зависит весь процесс реконструкции здания и, в частности, монтажных работ. К проектированию всех этих устройств и приспособлений относятся очень серьезно и уделяют этому много времени.
Стальные канаты применяются для оснастки полиспастов грузоподъемных машин, а также для изготовления вант, оттяжек, расчалок, стропов. Стальные канаты-тросы состоят из тонких стальных проволок, свитых в отдельные пряди, свивка которых и образует канат. Проволоки в канате могут быть одинаковых или разных диаметров – это определяет тип каната. Стальные канаты могут иметь один или несколько металлических или органических сердечников для придания правильной формы канату и сохранения смазки. Органический сердечник делается из пеньки, пропитанной маслом.
Тросы снабжаются паспортом, в котором указываются разрывное усилие, диаметр, тип, вид покрытия проволоки, вид свивки, направление, длина каната, номер стандарта.
Строповочные приспособления – ответственные элементы такелажного оборудования, предназначенные для навешивания поднимаемого элемента на крюк грузоподъемной машины в определенном положении и допускающие предусмотренный технологией маневр без больших физических усилий монтажников. Приспособления должны обеспечивать надежность и безопасность крепления поднимаемой конструкции к крюку крана.
Строповочные приспособления подразделяются на два вида:
■ стропы – гибкие устройства, основные детали которых выполнены из тросов;
■ траверсы – металлические устройства с жесткими элементами (обычно балочного типа).
В отличие от стропа траверса позволяет уменьшить высоту строповки, изменить набавление усилий, возникающих в поднимаемом элементе. Специальные и балансирные траверсы обеспечивают более сложное маневрирование монтируемых элементов в процессе монтажа.
При монтаже конструкций применяются стропы простые и многоветвевые.
Простые стропы состоят из одной ветви каната и бывают универсальными и облегченными. Универсальный строп представляет собой замкнуто-канатную петлю длиной 8... 15 м; он предназначается для строповки монтажных элементов обвязкой (петлей или узлом).
Облегченные стропы имеют на обоих концах крюки и петли или только петли. Они позволяют конструкцию захватывать в обхват или за монтажные петли.
Многоветвевые стропы служат для подъема крупногабаритных в плане конструкций. Они состоят из двух, трех, четырех и более облегченных стропов.
Стропы бывают управляемые (полуавтоматические) и неуправляемые.
К полуавтоматическим стропам относится одноветвевой строп со штыревым замком. Применяются такие стропы для подъема балок, ферм и других длинномерных конструкций (до 12м).
Балансирные траверсы представляют собой сочетание жесткой металлоконструкции в виде балки или фермы и стропов. Для подъема большепролетных элементов (плит покрытия размером 3 х 12 м) применяются пространственные траверсы; для подъема тяжелых элементов со смещенным центром тяжести (например, объемных элементов размером на комнату) – балансирные траверсы. С помощью такой траверсы можно в процессе подъема колонны, стеновой панели и другой конструкции переводить ее из горизонтального положения в наклонное и вертикальное.
Траверса оснащается крюками, подвешенными на роликах, и цепными стропами с петлями на концах. Траверсами с коромыслами, на концах которых закрепляются цепные стропы с крюками, можно поднимать несколько плит.
Траверсы, работающие на изгиб, более тяжелые, но для них требуется меньшая высота подъема крюка. Траверсы, работающие на сжатие (распорные) имеют меньшую массу, но для них требуется увеличенная высота подъема крюка.
Захваты – устройства, с помощью которых концы стропа прикрепляют к монтируемой конструкции. Захваты подразделяются на петлевые и беспетлевые. Петлевые захваты присоединяют к конструкциям с помощью стальной монтажной петли, прочно прикрепленной с помощью сварки или анкеровки к конструкции. К ним относятся крюки и карабины, снабженные замками, предотвращающими самопроизвольное отцепление.
Беспетлевые захваты прикрепляются к конструкции без помощи монтажных петель. Они подразделяются на:
■ опорные, присоединение которых осуществляется с помощью опорных деталей (штырей, пальцев, клещей, планок), вставляемых в отверстия, предусмотренные в монтируемых конструкциях;
■ фрикционные (сжимающие и распорные), удерживающие конструкцию за счет сил трения;
■ вакуумные, удерживающие элемент с помощью вакуумных присосок. Вакуумные захваты имеют небольшую грузоподъемность, применяются для захвата плоских элементов с гладкой поверхностью, сделанных из плотных материалов.
Клиновой захват представляет собой тягу с клиновидным наконечником и клиновидными кулачками, которые вводят в монтажное отверстие элемента. При подъеме кулачки раздвигаются и своими выступами врезаются в бетон элемента, удерживая его. Диаметр и глубина отверстия в поднимаемом элементе должны соответствовать грузоподъемности и другим параметрам захвата.
Клиновые захваты применяются при подъеме балок, ригелей, колонн, фундаментных плит, блоков для стен подвала, плит дорожного покрытия.
Блоки используются как самостоятельное грузоподъемное устройство и как деталь большинства грузоподъемных машин. Блоки служат для изменения направления усилия, например при работе лебедок.
Полиспасты являются составной частью грузоподъемных машин, механизмов и устройств, применяемых для перемещения грузов как по вертикали, так и по горизонтали, способны увеличить грузоподъемность машин. Полиспасты бывают силовые и скоростные. Выигрыш в силе достигается за счет проигрыша в скорости: скорость перемещения груза уменьшается во столько раз, во сколько получен выигрыш в силе.
Домкраты – переносные грузоподъемные механизмы, используемые при подъеме конструкций и оборудования на высоту до 500 мм, перемещении монтируемых элементов по горизонтали и выверке конструкций при их установке.
По конструкции домкраты подразделяются на винтовые, реечные и гидравлические.
Лебедки используются как грузоподъемное оборудование на монтажных машинах и самостоятельно. Лебедками разгружают, подтягивают и поднимают элементы, а также используют их с электроприводом, но иногда применяют и ручные лебедки. Существуют лебедки подъемные, тяговые и поворотные.
Основными характеристиками лебедки являются тяговое усилие, диаметр и длина каната, скорость его навивки. Лебедка в рабочем положении крепится к якорям (конструкциям, фундаментам), способным воспринимать наибольшее усилие от натяжения каната.