Учебное пособие для освоения содержания образовательной программы переподготовки рабочих по профессии монтажник строительных конструкций
 Скачать 1.09 Mb.
|
|
ГУО «Республиканский центр повышения квалификации руководящих работников и специалистов лесопромышленного комплекса»  Учебное пособие для освоения содержания образовательной программы переподготовки рабочих по профессии «МОНТАЖНИК СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ» г. Бобруйск 2014 Оглавление
ВВЕДЕНИЕ Повышение качества капитального строительства неразрывно связано с его эффективностью: снижением материало- и энергоемкости строительной продукции, ростом производительности труда, сокращением продолжительности работ и снижением себестоимости строительной продукции. Одним из важнейших резервов повышения эффективности строительного производства является совершенствование технологии и организации монтажа строительных конструкций как одного из ведущих процессов возведения зданий и сооружений. В области монтажа строительных конструкций в нашей стране накоплен значительный теоретический и практический опыт. Разработаны современные принципы и методы производства монтажных работ. Их применение и дальнейшее развитие обеспечивают получение наилучших результатов при наименьших затратах труда, времени и средств производства. Основные направления развития технологии монтажа строительных конструкций состоят в широком применении крупноразмерных элементов повышенной или полной заводской готовности, крупноблочного монтажа, рулонирования листовых конструкций. На строительной площадке заводские отправочные элементы укрупняют в монтажные блоки, элементы строительных конструкций и технологического оборудования — в конструктивно-технологические блоки. Монтажный пространственный блок состоит из стропильных и подстропильных ферм со связями и прогонами, по которым уложен стальной настил, утеплитель, рулонная кровля, защитный слой; в габарите блока размещены различные коммуникации. На монтаже доменных печей совмещенные конструктивно-технологические блоки включают блок стальных конструкций, в который вмонтированы укрупненные узлы технологического оборудования, трубопроводы с изоляцией, футеровка и другие элементы. На строительстве нефтехимических заводов высокие аппараты для переработки нефти и ее продуктов монтируют с полностью оборудованными внутренними устройствами, наружными трубопроводами, теплоизоляцией и обстройкой для обслуживания. Максимальный эффект при возведении одноэтажных промышленных зданий достигается в результате комплексного применения технологии крупноблочного монтажа: предварительной сборки и установки колонн на всю высоту, установки блоков подкрановых балок с тормозными конструкциями и рельсами; монтажа встроенных конструкций крупными блоками одновременно с возведением каркаса здания; монтажа ограждающих конструкций плоскими блоками с элементами фахверка на всю высоту здания; монтажа покрытий конвейерно-блочным методом. Резервуары для жидкостей и газов и другие листовые конструкции возводят методом рулонирования, при котором, например, корпус, днище и покрытие резервуара доставляют на стройку укрупненными — в виде сваренных из листов и свернутых в рулон заготовок. На монтаже такие заготовки разворачивают, устанавливают в проектное положение и сваривают монтажными стыками. При этом упрощается транспортирование листовых конструкций и производство монтажных работ; более эффективно используются краны, уменьшается количество монтажных швов. Применение крупноразмерных конструкций и крупноблочного монтажа сокращает число подъемов, способствует лучшему использованию кранов по грузоподъемности, резко сокращает трудоемкие верхолазные работы и исключает или уменьшает потребность в устройстве подмостей, благодаря чему сокращается количество квалифицированных рабочих, занятых их устройством, позволяет выполнять значительные объемы работ на земле в удобных и безопасных условиях, совмещая укрупнительную сборку с возведением фундаментов и другими работами. В результате значительно повышается (на 25...40 %) производительность труда, сокращается (до 25 %) продолжительность монтажа. Для осуществления крупноблочного метода монтажа созданы монтажные краны большой грузоподъемности, тяжелые блоки поднимаются несколькими кранами, работающими одновременно. Используются и другие методы подъема, позволяющие производить монтаж блоков большой массы или сооружений в целом. Большое влияние на повышение производительности труда при монтаже мелких конструкций оказывает не только укрупнение их перед монтажом в крупные блоки, но и применение контейнерного метода монтажа, при котором монтируемые конструкции помещаются в специальный контейнер, поднимаются и последовательно устанавливаются в проектное положение. Таким методом можно монтировать площадки, элементы фахверка, фонари и другие конструкции. Количество подъемов краном при этом значительно сокращается. РАЗДЕЛ 1. МОНТАЖНАЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Монтажная технология 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 Крупноразмерные строительные конструкции (фундаментные блоки, колонны и балки большой длины, крупноразмерные плиты), при которых сокращается количество монтажных соединений, отличаются более высокой монтажной технологичностью. В многоэтажных зданиях целесообразно проектировать разрезку колонн не на 1...2 этажа, как это принято в некоторых типовых решениях, а на 3...4, если условия изготовления, транспортирования и монтажа позволяют это сделать. В результате разрезки колонн на 3...4 этажа уменьшаются количество монтажных элементов и стыков, затраты кранового времени, продолжительность и трудоемкость монтажа конструкций (примерно в 3...4 раза по сравнению с поэтажной разрезкой колонн), повышается их надежность. В промышленных зданиях и сооружениях высота изготовляемых колонн может достигать значительно большей величины. С увеличением размеров и массы конструкций удельная трудоемкость их установки, особенно элементов массой более 5 т (рис. 1.1), во всех случаях уменьшается. В тех случаях, когда конструкции поставляют в виде отправочных марок, их следует укрупнять на монтажной площадке. Укрупнительная сборка конструкций в блоки на монтажной площадке, позволяющая выполнять работы на уровне земли, с меньшими затратами труда и времени, чем на подмостях при установке конструкций в проектное положение, является одним из прогрессивных и широко применяемых в последнее время методов монтажа. Основные требования к поставке конструкций и устройству фундаментов С целью отработки проектных решений и изготовления конструкций с учетом требований технологичности в составе проекта организации работ по монтажу разрабатывают Основные требования к поставке конструкций, в которых указывают: членение конструкций на отправочные элементы с учетом экономически обоснованного максимального укрупнения отправочных элементов на заводе и возможности их укрупнения на монтажной площадке; последовательность поставки конструкций; типы и количество поставляемых заводом приспособлений для монтажной сборки и строповки, а также объем возврата на завод типовых сборочных приспособлений и фиксаторов; приспособления для транспортирования наиболее крупных отправочных элементов; объем и состав заводских общих и контрольных сборок; перечень узлов, в которых рассверливание монтажных отверстий или подгонка соединений производится на монтаже; точность изготовления элементов и другие условия, связанные с безвыве- рочным методом монтажа; допуски на отдельные элементы, если они не содержатся в СНиПе и технических условиях; особые требования к испытаниям, контролю качества конструкций и соединений; прочие требования, влияющие на технологию изготовления и монтажа стальных конструкций.   Основные требования к поставке конструкций должны быть согласованы с заводом-изготовителем и утверждены организацией, которой подчинены завод и управление монтажных работ. В требованиях к изготовлению сборных железобетонных конструкций указывают: членение конструкций на отправочные элементы, условия установки закладных деталей и монтажных петель, необходимость устройства отверстий в конструкциях для крепления монтажных приспособлений и строповки их, условия устройства стыков и др. В требованиях к устройству фундаментов приводятся условия бетонирования поверхности фундаментов и установки закладных опорных деталей, необходимость установки деталей в фундаментах для крепления монтажных приспособлений, очередность сдачи фундаментов под монтаж и др. Эти требования должны быть согласованы с генподрядной строительной организацией. РАЗДЕЛ 2. ПРОЦЕССЫ И МЕТОДЫ МОНТАЖА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2.1. Состав комплексного производственного процесса Монтаж строительных конструкций представляет сложный комплекс связанных между собой процессов. Эти процессы можно расчленить на транспортные, подготовительные, технологические и вспомогательные. Транспортные процессы состоят из транспортирования конструкций на центральные и приобъектные склады, погрузки и разгрузки конструкций, сортировки и укладки их на складах, подачи конструкций с укрупни-тельной сборки или складов на монтаж, транспортирования материалов, полуфабрикатов, деталей и приспособлений в зону монтажа. В случае монтажа зданий с транспортных средств исключаются процессы разгрузки, сортировки и подачи конструкций на монтаж, так как их транспортируют непосредственно в зону работы кранов. Подготовительные процессы состоят из проверки состояния конструкций; контрольной и укрупнительной сборок; усиления конструкций; оснастки конструкций приспособлениями для временного их закрепления и безопасности работ; нанесения установочных рисок на монтируемые элементы, навески подмостей и лестниц, выполняемой до подъема конструкций. Технологические процессы включают создание законченных конструктивных элементов зданий и сооружений: подготовку опорных поверхностей фундаментов; установку конструкций в проектное положение; выверку конструкций, если она выполняется после их установки; устройство подмостей, переходных площадок, лестниц и ограждений, выполняемых в период установки конструкций, и их разборку; постоянное (проектное) крепление монтажных соединений. Основным процессом является установка конструкций в проектное положение (собственно монтаж). Она заключается в строповке монтаж--ных элементов, подъеме, наводке и установке их на опоры, выверке, временном или монтажном креплении, расстроповке. В зависимости от вида конструкций, монтажной оснастки, стыков и условий обеспечения устойчивости выверку можно осуществлять в процессе установки, когда конструкция удерживается краном, или после установки, при временном ее закреплении. В процессы постоянного (проектного) крепления монтажных соединений конструкций, выполняемые после их установки, входят: электросварка; клепка, постановка постоянных болтов; противокоррозионная защита сварных соединений; заделка стыков и швов бетоном или раствором. К вспомогательным процессам, связанным с монтажом конструкций, относятся: устройство подкрановых путей, дорог, эстакад; устройство якорей; испытание грузоподъемных приспособлений и кранов; устройство и разборка водопроводной, пневматической и электрической сетей в монтажной зоне; испытание смонтированных конструкций, если это предусмотрено проектом или техническими условиями. 2.2. Методы монтажа конструкций Применяемые методы монтажа (установки) конструкций зависят: от конструктивных особенностей зданий, сооружений и работы конструкции в процессе 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 различают 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 заключается 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, котлоагрега-ты, 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.  |