14.Классификация и структура процесса монтажа строительных конструкций. Признаки монтажной технологичности.

Технологичность — это свойство конструкций, определяю­щее соответствие их требованиям технологии и позволяющее наиболее просто, с наименьшими затратами труда, времени и средств производства осуществить их изготовление, транспортирование и монтаж при соблюде­нии требований безопасности работ и качества продукции, которое выра­жается совокупностью свойств продукции, определяющих ее пригодность для эксплуатации. Поэтому в понятие качества входят свойства прочности и устойчивости строительных конструкций, стойкости их против атмосфер­ных и агрессивных воздействий, соответствие специальным требованиям и другие эксплуатационные свойства. Различают технологичность изготов­ления, монтажную технологичность конструкций и технологичность транс­портирования конструкций. Каждый вид технологичности необходимо рассматривать во взаимосвязи, так как конструкции, технологичные на одной стадии производства, могут оказаться менее технологичными или нетехнологичными на другой стадии, поэтому технологичность конструк­ций необходимо устанавливать с учетом факторов, отражающих все ста­дии их производства и эксплуатации.

Признаки монтажной технологичности Основная задача монтажной технологичности состоит в конструктивной и технологической подготовке производства монтажных работ, обеспечивающей их высокий технический уровень при минимальных затратах материалов, времени, труда и стоимости. Важнейшими признаками, характеризующими монтажную технологичность сборных конст­рукций, являются: равновесность; конфигурация монтажных элементов, их крупноразмерность и заводская готовность; рулонирование; блочность конструкций; положение и точность опорной поверхности фундаментов;

точность изготовления конструкций; простота монтажных стыков; наличие в конструкциях фиксирующих и ориентирующих деталей; наличие на опор­ных и опираемых поверхностях монтажных рисок; способность стыков немедленно воспринимать нагрузки от смонтированной конструкции и в возможно короткий срок — от вышележащих конструкций; удобство и правильность расположения мест строповки конструкций; четкая и ясная маркировка элементов, указывающая место каждого элемента и ориенти­ровку его положения в сооружении; комплектность поставки и подачи конструкций на монтаж.

Требования технологичности необходимо учитывать в процессе проектирования конструкций, технологии их изготовления и производства работ. Важным условием монтажной технологичности является равновес­ность монтажных элементов. В ряде осуществляемых проектов, в том числе типовых, количество типоразмеров сборных элементов все еще вели­ко, причем масса не только разноименных, но и одноименных конструкций часто резко различается. Вследствие этого грузоподъемность монтажных машин, выбираемая, как правило, по наибольшей массе конструкций в сооружении, используется недостаточно. Сборные элементы, поэтому необ­ходимо проектировать, добиваясь по возможности наибольшего коэффи­циента равновесности. При монтаже сооружения из конструкций разной массы следует рассматривать варианты применения не одного, а двух или нескольких кранов разной грузоподъемности. Для повышения мон­тажной технологичности эффективно применение сборных конструкций повышенной или полной заводской готовности, т. е. возможно больший перенос технологических операций с монтажной площадки на заводы с целью выполнения их в условиях поточного механизированного произ­водства и укрупнения конструкций до возможных пределов, определяемых размерами сборочных стендов и грузоподъемного оборудования заводов, условиями транспортирования и грузоподъемностью монтажных кранов. Укрупнение конструкций на заводах-изготовителях позволяет этот про­цесс выполнять с меньшей трудоемкостью и более качественно.

Для повышения уровня монтажной технологичности важно не только соблюдение установленных допусков изготовления сборных конструкций, но и изготовление конструктивных элементов с повышенной точностью: фрезерованных опорных плит и торцов колонн, обеспечивающих быстроту и минимальную трудоемкость безвыверочного монтажа. Простота монтажных стыков позволяет при соблюдении требований безопасности про­изводить монтаж с наименьшими затратами труда, времени и средств. Она характеризуется доступностью и удобством работ при опирании конструк­ций, сболчивании или клепке и заделке стыков. Одним из условий техноло­гичности стыков является необходимость совпадения стыкуемых поверх­ностей и отверстий в них. Для этого необходимо выполнять максимально возможный объем изготовления и сборки стальных конструкций, сверле­ния монтажных отверстий с применением кондукторов, чтобы свести к ми­нимуму работы по подготовке элементов на монтаже. Следует избегать конструкций монтажных стыков, в которых необходима наводка элемен­тов для совмещения монтажных отверстий на весу, так как это опасно и усложняет процесс монтажа.

Одним из условий технологичности является также способность стыков воспринимать в короткий срок монтажные нагрузки от вышележа­щих конструкций, что дает возможность монтажа следующего яруса. Трудоемкость сварки и заделки стыков должна быть, возможно, меньшей по значению и по отношению к общей трудоемкости монтажа данной конструкции.

Для заделки стыков необходимо применять высокопрочные быстро-твердеющие растворы или бетоны или пластбетоны, позволяющие наибо­лее быстро получить в стыках требуемую монтажную прочность и открыть фронт для последующих работ. Заделка стыков такими бетонами в сочета­нии с прогревом обеспечивает включение их в работу примерно через 2 ч после бетонирования, что исключает технологические перерывы в процессе монтажа.

Технологичность определяется и расположением мест строповкн. Строповка конструкций должна быть выполнена так, чтобы обеспечивалась наиболее удобная посадка элемента на опоры

Важным требованием технологичности является четкая система марки­ровки конструкций. Каждому отправочному элементу присваивают в соот­ветствии с чертежами условный знак — отправочную марку, которую наносят в таких местах, чтобы ее можно было легко прочитать на элемен­тах, сложенных в штабель, и после установки их в сооружении. Обычно в этих местах ставят также клейма сварщиков и работников отдела техни­ческого контроля (ОТК), принявших данный элемент. Марку (буквы и цифры высотой 8...12 см) наносят краской по трафарету в такой после­довательности:

где Ф14 — отправочная марка элемента по монтажной схеме и рабочему чертежу; 104 — номер заводского заказа (объекта); 17 — номер детали-ровочного чертежа, по которому был изготовлен отправочный элемент. Места с обозначенной маркой элемента и клеймами обводят рамкой (крас­кой). В крупногабаритных конструкциях марки наносят в двух местах, например в колоннах: на подошве опорной плиты — для чтения марки в штабеле, на ветви — для чтения марки при установке. Кроме марок на на элементах ставят ориентирующие знаки, облегчающие монтажную сборку.

Обязательным требованием технологичности является комплектность изготовления и поставки конструкций. Комплектностью принято называть изготовление и поставку конструкций всего сооружения или его части (захватки) в объеме, обеспечивающем: устойчивость монтируемой части; требуемую технологическую последовательность и непрерывность мон­тажных работ; возможность окончания монтажа данной части сооруже­ния и сдачи его под последующие работы.

Методы монтажа конструкций

Применяемые методы монтажа (установки) конструкций зависят: от конструктивных особенностей зданий, сооружений и работы конструкции в процесс монтажа; степени укрупнения монтажных единиц перед подъемом; последовательности установки конструктивных элемен­тов или блоков каждого пролета одноэтажных или этажей многоэтажных зданий; последовательности сборки конструкций по вертикали; способов наводки и установки конструкций на опоры; точности установки конструк­ций на опоры.

В зависимости от конструктивных особенностей сооружений и условий работы конструкций различают методы монтажа: на подмостях; с исполь­зованием временных стационарных или передвижных опор; полунавесной Сборки; навесной сборки. На сплошных подмостях, поддерживающих конструкцию в процессе монтажа и воспринимающих нагрузку от ее мас­сы, производят монтаж некоторых конструкций оболочек, арок, сводов. С использованием временных опор производят монтаж по частям балок и других конструкций больших пролетов и большой массы, если нет воз­можности или нецелесообразно устанавливать их целым конструктивным элементом (трехшарнирные арки, некоторые складки и др.). Полунавес­ная сборка характеризуется тем, что в процессе монтажа конструкция удерживается временными растяжками или частью устанавливается на поддерживающие опоры. Этим способом монтируют купола, некоторые конструкции арок, конструкции пролетных строений мостов. Навесная сборка производится без дополнительных опор. Конструкция закрепляет­ся одной стороной на постоянной опоре или ранее смонтированной части, образуя временную консольную систему. Так монтируют, в частности, конструкции куполов, мостов. Применение этого способа возможно только при таких конструктивных особенностях сооружения, которые обеспечи­вают необходимые в процессе монтажа прочность и устойчивость собирае­мых консолей большого вылета.

В зависимости от степени укрупнения различают следующие основные методы установки (монтажа) конструкций: элементами конструкций; конструктивными элементами или узлами; блоками конструкций; конст­руктивно-технологическими блоками; сооружениями в целом виде.

Монтаж элементами конструкций состоит в сборке конструкций в проектном положении из отдельных, составляющих ее элементов. При монтаже конструктивными элементами или узлами подают отдельные готовые конструкции или крупные их части, собираемые перед подъемом, и устанавливают в проектное положение за один подъем. Этот метод широ­ко распространен при монтаже отдельных конструктивных элементов зда­ний — колонн, балок, ферм, стеновых панелей, плит междуэтажных пере­крытый, покрытий и др. Метод монтажа блоками (крупноблочный монтаж) характеризуется тем, что в каждую монтажную единицу (блок) включают несколько элементов сооружения, общую массу которых доводят до максимально возможной грузоподъемности монтажных средств. Конст­рукции собирают в линейные, плоские или пространственные блоки. Конст­рукции, собранные в пространственные блоки, обладают монтажной устойчивостью. Это одно из важных качеств такого метода монтажа. Одновременно с укрупнением в блоки на земле выполняют большую часть отделочных работ. При крупноблочном монтаже сокращается количество подъемов, объем верхолазных работ, потребность в подмостях. Крупно­блочный монтаж получает все более широкое распространение и является одним из ведущих направлений технологии монтажных работ. Этим мето­дом монтируют стальные и железобетонные строительные, крановые и дру­гие конструкции.

Конструктивно-технологические блоки состоят из строительных сталь­ных конструкций и встроенного в них технологического оборудования. Этим методом монтируют покрытия промышленных зданий, конструкции доменных печей и др. Монтаж сооружений в целом виде заключается в сборке всего сооружения в нижнем положении, единовременном его подъеме и установке в проектное положение. Такой метод особенно рацио­нален при возведении железобетонных и стальных опор линий электропе­редачи, стальных дымовых труб, башен, радиомачт и т. п.

В зависимости от последовательности установки конструктивных эле­ментов или блоков каждого пролета одноэтажного или этажа (яруса) многоэтажного здания применяют дифференцированный (раздельный), комплексный (сосредоточенный) или комбинированный методы. При диф­ференцированном методе сначала монтируют на захвате колонны с окон­чательной их выверкой и заделкой стыков, затем подкрановые балки и под­стропильные фермы, после них фермы или балки покрытия, элементы кров­ли. При комплексном методе устанавливают, выверяют и закрепляют все несущие конструкции и продольные связи каждой ячейки здания (рис. 2.1). После проверки правильности геометрических размеров ячейки окончательно закрепляют монтажные стыки. При комбинированном мето­де, сочетающем элементы первых двух, сначала устанавливают колонны (как при дифференцированном методе), а затем монтируют балки, фермы, плиты и другие конструкции отдельных ячеек здания (как при комплекс­ном методе). Дифференцированный и комплексный методы применяют при монтаже стальных и железобетонных конструкций. При дифференцированном методе монтажники монтируют одноименные конструкции, что способствует повышению производительности труда; вследствие того что для монтажа конструкции различного вида могут быть приняты краны соответствующей грузоподъемности, улучшается использование кранов по грузоподъемности. При комплексном методе монтажа быстрее открывает­ся фронт работ для последующих строительных процессов, а также для монтажа технологического оборудования, благодаря чему сокращаются общие сроки строительства.

В зависимости от последовательности сборки конструкций по вертика­ли разлдчдют методы монтажа наращиванием и подращиванием. Монтаж конструкций методом наращивания характеризуется последовательной сборкой этажей или ярусов сооружения снизу вверх. Этим способом воз­водят многоэтажные здания, многоярусные промышленные сооружения, доменные печи, резервуары, градирни и т. д. Метод подращивания^заклю-чается в том, что сначала на земле собирают самый верхний ярус сооруже­ния и приподнимают его на уровень, несколько превышающий высоту нижележащего яруса; нижележащий ярус собирают под предшествую­щим или подают, предварительно собрав его в стороне, и присоединяют к верхнему. Далее оба яруса приподнимают на уровень, соответствующий высоте третьего яруса (считая сверху); последующий ярус также соби­рают на земле и присоединяют к первым двум; так продолжают до оконча­тельной сборки сооружения на полную высоту. Монтаж подращиванием позволяет в пределах каждого яруса выполнять все сборочные и свароч­ные работы на земле, т. е. в наиболее благоприятных условиях. С подмо­стей в данных условиях производится только соединение ярусов между собой. В то же время этот метод требует применения относительно более мощных подъемных средств и более сложной организации подъема, вслед­ствие чего его применяют сравнительно редко — при монтаже мощных ба­шенных кранов, возведении стальных цилиндрических конструкций, теле­визионных и вентиляционных башен.

В зависимости от способа установки конструкций на опоры различают методы монтажа: подъемом, поворотом, надвижкой, накаткой, стягива­нием, скольжением. Метод подъема конструкций кранами наиболее рас­пространен при монтаже каркасных зданий и некоторых сооружений. Воз­можность его применения определяется параметрами одного или несколь­ких кранов, работающих совместно. Методом поворота производят глав­ным образом монтаж в целом виде сооружений, имеющих большую высо­ту. Сооружение как конструкцию вначале собирают в горизонтальном (или близком к нему) положении, основание его закрепляют с использова­нием поворотного шарнира к фундаменту (фундаментам) и поворотом устанавливают в проектное положение. Этим методом монтируют опоры линий электропередачи, дымовые трубы, башни, радиомачты и др. Для надвижки конструкции собирают в блоки вблизи монтируемого сооруже­ния или на уровне проектного положения. Блоки конструкций или все сооружение перемещают на место установки по направляющим рельсам. Надвижку осуществляют преимущественно с помощью лебедок с полиспа­стами или горизонтальных домкратов. Методом надвижки монтируют конструкции покрытий зданий, пролетные строения мостов, котлоагрегаты, доменные печи. Этот метод применяют при необходимости выполнения работ в короткие сроки, совмещая подготовку к надвижке с другими рабо­тами, а также при невозможности выполнения работ другими методами или вследствие его экономичности по сравнению с возможными решениями. Метод накатки по направляющим роликам используют для монтажа по­крытий зданий и горизонтальных цилиндрических конструкций. Стягива­нием противоположных опор конструкций с помощью полиспастов или гид­равлических домкратов поднимают блоки деревянных полуарок, самомон­тируемые козловые краны. Методом скольжения устанавливают блоки полуарок и полностью собранные в блоки инженерные сооружения: венти­ляционные башни, вертикальные аппараты нефтеперерабатывающих и химических заводов»

В зависимости от способа наводки монтируемого элемента на опоры различают свободный, ограниченно свободный и принудительный методы монтажа. При свободном методе монтажа наводку конструкции на опоры осуществляют направляющими движениями в процессе ее свободного перемещения. При ограниченно свободном монтаже применяют различные монтажные приспособления, облегчающие наводку конструктивного элемента в одном или нескольких направлениях: индивидуальные и груп­повые кондуктора, связи. Благодаря этому точность установки возрастает, а продолжительность цикла, затраты труда и стоимость установки элемен­тов уменьшаются. Принудительная установка конструктивных элементов с заданной точностью достигается полным ограничением их проектного положения применением фиксирующих и соединительных устройств в стыках элементов.

В зависимости от.точности установки конструкций на опоры применяют монтаж с выверкой (рихтовкой) конструкций перед постановкой постоян­ных монтажных креплений в узлах и безвыверочный. Безвыверочный мон­таж, состоящий в установке элементов без последующей их рихтовки, что возможно при повышенной точности изготовления отправочных эле­ментов конструкций, применении фиксирующих и соединительных устройств в стыках элементов, подготовке опорных поверхностей фунда­ментов или применении специальной технологической оснастки, обеспечи­вает наиболее высокие темпы и качество монтажа.

Методы монтажа являются определяющими факторами технологии производства монтажных работ. Выбор методов монтажа осуществляется с учетом особенностей конструкции данного сооружения, конкретных усло­вий монтажной площадки и технико-экономических показателей