Конспект для подготовки к зачету по лекционному курсу студентам специальности 1 70 02 01 Промышленное и гражданское строительство
 Скачать 1.84 Mb.
|
|
Тема 9 - Возведение высотных сооружений объектов добывающей хими- ческой и технологической промышленности. 9.1 Буровые (надземные) вышки, морские платформы, надшахтные здания (копры), многоярусные технологические этажерки, водонапорные башни, гра- дирни, грануляционные башни, комплекс сооружений доменной печи. Технология и организация работ. 9.1 Буровые (надземные) вышки, морские платформы, надшахтные здания (копры), многоярусные технологические этажерки, водонапорные башни, гра- дирни, грануляционные башни, комплекс сооружений доменной печи. Техноло- гия и организация работ. Буровые (надземные) вышки предназначены для бурения скважин добычи нефти и газа, имеют высоту до 60 м. Монтаж выполняется способами поворота вокруг шарнира с использованием монтажных кранов, тракторов или вертолетов. Возможен вариант монтажа буровых вышек способом наращивания с предвари- тельным укрупнением элементов в монтажные блоки. Надшахтные здания в зависимости от производительности шахты пред- ставляют собой башни или многоярусные этажерки с размером в плане от не- скольких метров до десятков метров при высоте 30-125 м. Такие сооружения высотой примерно до 70 м собирают полностью на земле в горизонтальном положении и затем устанавливают в проектное вертикальное положение поворотом вокруг опорного шарнира с применением конструкций проектной укосины копра в качестве грузоподъемного портала. Надшахтные зда- 98 ния высотой более 70 м обычно монтируют методом наращивания с использова- нием башенного передвижного или прислонного крана. Монтаж копров в проектном положении производят после проходки верти- кального ствола шахты, что увеличивает срок шахты в эксплуатацию. Для совме- щения работ по проходке и обустройству ствола шахты, а также возведению над- шахтного здания методом наращивания целесообразно сборку его выполнять в стороне от устья ствола с последующей надвижкой в проектное положение. Как показывает отечественная практика монтажа надшахтных зданий, су- ществуют следующие основные способы монтажа: Монтаж копров безъякорным методом применим для возведения сравни- тельно невысоких сооружений Монтаж безъякорным способом требует предварительного статического проверочного расчета несущей способности станка копра и укосины на монтаж- ные нагрузки в начале подъема укосины и в момент отрыва станка копра. При не- достаточной прочности и устойчивости стержней станка или укосины необходи- мо произвести соответствующее их усиление. Укрупнительная сборка копра выполняется с помощью гусеничных кранов грузоподъемностью 25-40 т. После сборки нижней секции производят пробный поворот ее в вертикальное положение для проверки работы шарниров копра и точности посадки подошв стоек копра на фундаментные болты. В процессе ук- рупнительной сборки копер оснащается лестницами и подмостями для приема элементов надшахтного здания, монтажными балками для стеновых панелей. Для обеспечения большей устойчивости копра в положении неустойчивого равнове- сия в процессе подъема место строповки располагается несколько выше центра тяжести станка копра. Методом наращивания монтируют надшахтные здания с большими в плане размерами (21х24 м) и высотой более 100 м. Конструктивная схема здания пред- ставляет собой рамный каркас из сварных двутавров, перекрытия выполняются из сборного и монолитного ж/б, укладываемыми по профилированному настилу, ог- раждающие конструкции выполняются из керамзито-бетонных панелей. Монтаж осуществляется методом наращивания, поярусно, с использованием прислонных кранов. Несущие конструкции копра монтируют плоскостными блоками массой до 24 т. Укрупнение конструкций в блоки выполняется на приобъектном складе с помощью гусеничного крана МКГ-25. Параллельно с поярусным монтажом кон- струкций надшахтного здания кранами на перекрытия поднимаются оборудова- ние и различные материалы. Работы каждого яруса завершаются 100 % готовно- стью, включая установку технологического оборудования и выполнение обще- строительных работ. Продолжительность монтажа копров по описанному методу составляет около 10 месяцев – по сравнению с 22-мя месяцами продолжительно- сти возведения капров с помощью ползучих кранов. Морские платформы для добычи нефти со 100...200-метровой глубины со- стоят из двух пространственных опорных блоков и 10 блоков (модулей) палубы. Платформу после погружения крепят к свайному основанию. Опорные блоки пред- ставляют собой четырехгранные пирамиды высотой 110 м с размерами нижнего ос- нования 71x38 и верхнего 49x16 м. Масса блоков по 2220 т, палубы - 1920 т. Конст- 99 руктивно блок состоит из плоских решетчатых панелей, соединенных между собой трубчатыми вставками. Конструкции модулей палубы в основном выполняют из широкополочных балок, соединения - сварные. Полностью собранный на земле опорный блок, оснащенный системой балластировки и другими устройствами для установки на основание, перемещают по стапелю к воде и с помощью кранов опи- рают на понтон (рис. 65). Опорные блоки буксируют к месту установки, используя свойство плавучести, и погружают. Модули палубы собирают на площадке, распо- ложенной вдоль причала в зоне действия плавучего крана, осуществляющего их пе- ревозку в море к месту установки и монтажа на опорные блоки. Многоярусные технологические этажерки являются составной частью технологических комплексов химических, нефтеперерабатывающих заводов. Тех- нологические этажерки представляют собой пространственную металлоконструк- цию с размерами в плане 8х34 м, высотой 66,6 м; устанавливаемую на постамент высотой 14 м. В практике применяют, в основном, два способа крупноблочного монтажа этажерок. При способе монтажа пространственными горизонтальными блоками эта- жерка делится на три пространственных горизонтальных блока. Нижние два бло- ка собирают на монтажной площадке в вертикальном положении, что вызывает необходимость выполнения монтажных операций на значительной высоте. Тре- тий, верхний блок укрупняют и стыкуют с ранее установленными, для этого сты- куются и свариваются 10 пар колонн. В этих целях устанавливают специальные приспособления и работы производят при подвешенном верхнем блоке. По способу монтажа вертикальными пространственными блоками этажерка делится на два вертикальных блока. Укрупненные блоки монтируют поочередно, затем производят досборку части этажерки из отдельных элементов между бло- ками. При обоих способах монтаж выполняют двумя мачтами высотой 72 м, гру- зоподъемностью на 100 т. В начале монтажа мачты наклоняют к укрупненному блоку, затем с поднятым грузом перемещают мачту обратно к постаменту. Такой сложный маневр двумя мачтами требует высокой квалификации монтажников и имеет повышенную опасность. Метод монтажа полностью собранной этажерки обладает ограниченной собственной несущей способностью, необходим проверочный статический расчет объемно-пространственной металлоконструкции этажерки и соответствующее ее усиление. Одним из наиболее эффективных вариантов временного усиления эта- жерки перед подъемом является применение фермы-траверсы длиной до 36 м и грузоподъемностью 400 т, представляющей собой трехярусную трубчатую про- странственную форму, размещаемую внутри этажерки и прикрепленную к ней двумя верхними поясами, третий пояс остается свободным. Масса фермы усиле- ния составляет 50 т. Нижняя часть этажерки также подлежит усилению во избе- жание деформаций элементов в процессе монтажа. Такое усиление может быть выполнено в виде двух труб, пропущенных вдоль этажерки и соединенных между собой связями. В качестве грузоподъемных средств используется комплект из двух мачт типа АК-400. Установка этажерки в проектное положение предусматривает три этапа: 1) перевод из горизонтального положения в наклонное, с расположением верха этажерки выше постамента; 100 2) подъем этажерки над постаментом до вертикального положения грузовых полиспастов мачт; 3) наводка этажерки в проектное положение на анкерные болты. Водонапорные башни используются для создания соответствующего напо- ра воды в системах оборотного, постоянного и аварийного производственного во- доснабжения. Сооружения представляют собой стальной вертикальный резервуар диаметром 15-20 м, высотой до 20 м, объемом 1000-3600 м3, опирающийся на пространственную цилиндрическую или комплексную поддерживающую конст- рукцию. Днище стального резервуара водонапорной башни имеет сферическую или коническую форму с опорным кольцом, передающим нагрузку на поддержи- вающую конструкцию. Поддерживающая конструкция выполняется из металли- ческих конструкций, представляющих собой вертикальные колонны сварного двухтаврового сечения, соединенные горизонтальными поясами и перекрестной связевой решеткой, образующими вертикальную цилиндрическую форму. Существует поддерживающая конструкция водонапорных башен из тре- угольных ферм, располагаемых поярусно друг над другом с уменьшением числа этих ферм по мере увеличения высоты, за счет чего образуется коническая форма башни. Общая высота водонапорных башен достигает 60 м, масса металлоконст- рукций – свыше 400 м. Монтаж водонапорных башен ведут башенными или стреловыми кранами. Наибольшие башни объемом воды до 1000 м3 и высотой до 40 м могут быть смонтированы методом поворота вокруг опорного шарнира с помощью тракторов или лебедок. Возможен монтаж башен с помощью центрального устанавливаемо- го крана-укосины, демонтируемого после окончания сборки башни. При монтаже водонапорных башен широко применяется блочный монтаж, при этом колонны предварительно совместно с поясами и раскосной решеткой укрупняются в горизонтальном положении в плоскостные блоки высотой до 20 м и массой до 35 т. Сферическое или коническое днище монтируется из предварительно укруп- ненных на специальном стенде укрупненных блоков массой по 4 кг. Цилиндр ба- ка собирают из 4 царг массой до 25 т. Каждая царга собирается на специальном стенде. Верхняя царга укрупняется совместно с замыкающим кольцом. Перед монтажом конструкции покрытия устанавливаются стойки бака. Конструкции покрытия монтируют укрупненными блоками-секторами массой до 5 кг, состоя- щими из двух радикальных форм со связями. Градирни – сооружения башенного типа конической и гиперболической формы, предназначенные для понижения температуры воды оборотного водо- снабжения промышленных предприятий. Башни градирен выполняют из сборных ж/б ребристых панелей и простран- ственными каркасными, состоящими из стоек-ферм горизонтальных ферм и диа- гональных раскосов, с обшивкой с внутренней стороны каркаса деревянными, алюминиевыми или асбестоцементными листами. Монтаж конструкций градирен выполняют наращиванием стреловыми кранами до исчерпания их грузовысотных характеристик, а затем – с помощью свободно стоящего или прислонного башен- ного крана, устанавливаемого в центре башни градирни, или с помощью пере- движного башенного крана, перемещающегося по кольцевым путям снаружи ба- 101 шенного сооружения. Элементы градирни предварительно укрупняют в монтаж- ные блоки с учетом грузоподъемности крана. Укрупненные блоки (панели) мон- тируют поярусно с временным креплением их расчалками и подкосами до замы- кания контура и проектного закрепления всех блоков в ярусе. Монтаж сооружений комплекса доменной печи. По расположению от- дельных сооружений их назначению комплекс доменной печи разделяют на объ- екты центрального узла, находящиеся в непосредственной близости от доменной печи и связанные с ней, и объекты внешнего комплекса, номенклатура и разме- щение которых зависят от конкретных условий как доменного цеха, так и метал- лургического завода в целом. Центральный узел состоит из следующих основных сооружений: собст- венно доменной печи, литейного двора, блока воздухонагревателей с дымовой трубой, пылеуловителя, лифта для обслуживания персонала, устройства для пода- чи шихты на колосник печи (наклонный мост), пункта управления печью и возду- хонагревателями, а при объеме печи 3200 м3 и больше – установок грануляции шлака с вытяжными трубами. Объекты внешнего комплекса включают: бункерную эстакаду, скиповую яму, газоочистку, разливочные машины, ТЭЦ, паровоздуходувную станцию (ПВС), тракты (галереи) подачи руды, кокса, агломерата, депо ремонта чугуно- возных ковшей, межцеховые газо- и воздухопроводы, другие объекты вспомога- тельного назначения. Главными особенностями, определяющими организацию и технологию монтажных работ на объектах комплекса доменной печи, являются: стесненность площадки; значительная высота объектов (около 100 м); преоблада- ние толстолистовых (до 60 мм) конструкций с большей протяженностью сварных соединений и массой наплавленного металла; наличие близко расположенных действующих доменных печей и необходимость обеспечения на весь период строительства новой доменной печи нормальных условий эксплуатируемых пе- чей. Для эффективного монтажа сооружений центрального узла крупнообъемных доменных печей целесообразно применять краны наибольшей грузоподъемности. Масса монтажных блоков при этом достигает 140 т, что требует совместного применения мощных башенных кранов (БК-1000; БК-1425) и рельсовых кранов (СКР-3500; СКР-2600). Краны располагают с таким расчетом, чтобы каждый из них находился в непосредственной близости от монтируемых объектов, но по возможности вне их пределов, и обеспечивал монтаж конструкций одновременно на нескольких объектах. При монтаже доменной печи длительное нахождение кранов в пределах ли- тейного двора препятствует выполнению земляных работ, бетонированию водо- водного и кабельного тоннелей и фундаментов под колонны рабочей площадки, а при их первоочередном возведении неизбежна значительная отсрочка начала монтажа стальных конструкций и последующих работ. Поэтому краны поднима- ют над землей, устанавливая их на специальные подкрановые балки, опирающие- ся на ж/б фундаменты, а для скорейшего предоставления фронта работ по монта- жу конструкций литейного двора краны своевременно переводят на заранее под- готовленные пути за пределами литейного двора. В зоне действия основных монтажный механизмов предусматривают пло- щадки для укрупнительной сборки и сварки конструкций, так как сложно транс- 102 портировать крупногабаритные и массивные блоки при сборке их вне зоны дейст- вия монтажных кранов. Работы по монтажу конструкций сооружений комплекса доменной печи вследствие большой металлоемкости выполняют несколько мон- тажных организаций, что требует четкого планирования взаимодействия между ними и применения полузлового метода организации и управления строительст- вом комплекса. Монтаж объектов центрального узла начинают с воздухонагрева- телей для создания фронта работ по огнеупорной укладке, так как ее выполнение требует 3-5 месяцев на каждом воздухонагревателе. Наиболее сложными по мон- тажу конструкций сооружений комплекса доменной печи являются кожух домен- ной печи, блок воздухонагревателей и галерея подачи шихты на колошник печи. Грануляционные башни предназначены для получения гранул азотных удобрений. Башня представляет собой монолитное железобетонное цилиндриче- ское сооружением диаметром до 30 м и высотой более 100 м с системой из восьми металлических и железобетонных перекрытий. Нижнее (восьмое) перекрытие яв- ляется защитным экраном и подвешено к основному перекрытию на высоте около 60 м. Пристройка грануляционной башни - многоэтажная этажерка размерами в плане 9x18 м и высотой 120 м. Несущие конструкции этажерки - стальные, пере- крытия из монолитного железобетона, ограждающие конструкции из железобе- тонных готовых панелей с металлическими переплетами. Возведение монолитно- го железобетонного ствола башни осуществляют в скользящей опалубке. Каждое перекрытие башни монтируют в целом виде. Для этого после окончания работ по возведению ствола башни собирают перекрытия внутри ствола на земле и подни- мают в проектное положение стальные конструкции с монолитным железобетон- ным перекрытием и с наиболее тяжелым оборудованием, устанавливаемым на данном перекрытии. Укрупнительную сборку перекрытий выполняют внутри башни. При этом металлические балки применяют укороченные, а после подъема перекрытия в проектное положение их надставляют или опирают с помощью спе- циальных выдвижных столиков с овальными отверстиями. Для прохода крана внутри ствола предусматривают монтажные проемы. После набора бетоном пере- крытий 70%-ной проектной прочности их поднимают на проектную отметку с помощью четырех 100-тонных полиспастов, подвешенных к временным монтаж- ным балкам, и двух траверс, подведенных под несущие балки перекрытия. Подня- тые перекрытия подвешивают в четырех точках с помощью жестких тяг к ранее поднятым, верхнее покрытие к монтажным блокам, которые опираются на верх- ний обрез железобетонного ствола. Монтаж конструкций пристройки башни про- изводят с помощью приставного (прислонного) крана. Таблица 2 В миллиметрах Наименование показателей качества Значение 1 Отклонение от совмещения рисок геометрических осей, граней в нижнем сечении колонн, рам, полурам с рисками разбивочных или геометрических осей 8 103 2 Отклонение от вертикали осей колонн, стоек рам, полурам од- ноэтажных зданий, при их длине, м: до 4 включ. 20 св. 4 “ 8 “ 25 “ 8 “ 16 “ 30 “ 16 “ 25 “ 40 3 Разность отметок верха колонн или их опорных площадок (кон- солей) одноэтажных зданий, при их длине, м: до 4 включ. 14 св. 4 “ 8 “ 16 “ 8 “ 16 “ 20 “ 16 “ 25 “ 24 4 Отклонение от совмещения рисок геометрических осей в верх- нем сечении колонн многоэтажных зданий с рисками разбивочных осей, при длине колонн, м: до 4 включ. 12 св. 4 “ 8 “ 15 “ 8 “ 16 “ 20 “ 16 “ 25 “ 25 5 Разность отметок верха колонн каждого яруса многоэтажного здания (сооружения) в пределах выверяемого участка, при: контактной установке 12+2n установке по маякам 10 6 Отклонение от вертикали плоскостей диафрагм жесткости 5 7 Отклонение от совмещения рисок геометрических осей в верх- нем сечении диафрагм жесткости с рисками осей колонн 10 8 Отклонение от симметричности положения диафрагм жесткости между колоннами 5 9 Отклонение от проектной ширины горизонтального стыка между диафрагмами жесткости +10 Примечания 1 n — порядковый номер яруса колонн. 2 Односторонняя направленность и суммирование отклонений не допускаются. |