Главная|Контакты
ПОСЛЕДНИЕ ЗАПИСИ
Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Учебные заведения, находящиеся в признанных культурным наследием зданиях, возможно смогут...

06.09.16  В Королеве в октябре будет открыта пешеходная зона в технологическом стиле

31.08.16  Корпорация Технониколь открыла новый завод по производству минваты в Хабаровске

31.08.16  Отреставрированный корпус РЭУ им. Плеханова открыт

29.08.16  На строительство нового терминала аэропорта на Камчатке претендуют 4 инвестора

29.08.16  ЦАГИ включен в список объектов культурного наследия

28.08.16  На Северном Кавказе к 2017 году будет введен в экусплуатацию индустриальный комплекс

26.08.16  Жилой комплекс со спортивной инфраструктурой будет построен в Казани

26.08.16  В усадьбе "Константиново" откроется детский хоспис

25.08.16  Перинатальный центр на северо-западе Москвы в скоро времени будет построен

24.08.16  В ходе реставрации метро "Сокол" будут восстановлены исторические элементы

ТОП СТАТЕЙ
Опубликовано : 10.02.15 | Категория: Современные стальные конструкции
Изготовление несущих металлоконструкций

Конструкции мансарды из стали С245 и С345 общей массой 2847 т были изготовлены на Белгородском заводе металлоконструкций с 1995 по 1997 г. Общая масса металлоконструкций галереи составила 418 т, профилированного настила — 25,6 т. Металлоконструкции галереи, надстроенной над 2-этажной частью Гостиного Двора, изготовлены на Челябинском заводе металлоконструкций (ЗМК).
Металлические конструкции большепролетного покрытия общей массой 1326 т были изготовлены под руководством ОАО «Сталькон» на Челябинском ЗМК за 2 месяца (ноябрь и декабрь 1997 г.) из проката Ореко-Халиловского металлургического комбината. При изготовлении были обеспечены повышенные требования к используемым материалам, технологии изготовления, контролю качества, которые специально разрабатывались в ЦНИИСК им. Кучеренко. Для обеспечения требуемой точности изготовления конструкций на Челябинском ЗМК была разработана специальная технология. Металлоконструкции проходили общую сборку в жестких кондукторах. Точность изготовления при длине ферм до 80 м составила 5-5-7 мм. Были обеспечены 100 % собираемость металлоконструкций и значительное снижение трудозатрат на монтаже.
Особое внимание было уделено обеспечению качества сварных соединений. Применялись следующие виды сварки: автоматическая дуговая под слоем флюса, механизированная дуговая в среде защитных газов и ручная дуговая. Все сварные швы в объеме 100 % проверяли внешним осмотром. Выбор методов и объемов неразрушающего контроля качества сварных соединений зависел от категории сварных швов.
Монтаж несущих металлоконструкций

Монтаж стальных конструкций покрытия выполнен ОАО «Стальконструкция» в соответствии с ППР, разработанным Днепропетровским филиалом ЗАО НПФ «Укрспецмонтажпроект», в следующей последовательности:
- сборка отправочных элементов на стендах, укрупнительная сборка ферм на стапелях (рис. 2.30, 2.31);
- установка между поясами ферм в узлах V-образных распорок домкратов и регулируемых по длине временных подвесок нижнего пояса фермы, V-образные распорки оставались незамкнутыми (рис. 2.32);
- после раскружаливания конструкции на стапелях (ферма опиралась только по концам) производились ее предварительное напряжение с помощью домкратов (рис. 2.33), заварка V-образных распорок и демонтаж домкратов;
- подъем и установка конструкции в проектное положение с помощью траверсы (инвентарной фермы жесткости), которая крепилась к верхнему арочному поясу. Подъем осуществляли двумя кранами за 4 точки;
- после установки ферм в проектное положение ее верхний пояс раскрепляли прогонами сначала к торцевому опорному элементу, а затем между собой (рис. 2.34), устанавливали временные связи между фермами, демонтировали временные подвески нижнего пояса. После монтажа 8-й фермы устанавливали прогоны и постоянные связи между 7-й и 8-й фермами, демонтировали временные связи.
Необходимо отметить, что работы проводили в стесненных условиях внутреннего пространства Гостиного Двора с ограниченным по габаритам въездом в зону монтажа при одновременной работе большого числа строительных организаций.
Изготовление и монтаж конструкций Старого Гостиного Двора

Монтажная сварка

На монтаже был выполнен большой объем сварочных работ: стыковая сварка при укрупнении полос сечением 275*40 мм, сварка нахлесточных соединений укрупненных полос в секции нижнего пояса ферм; сварка узлов крепления V-образных стоек к поясам ферм и их стыков на трубчатых подкладках, сварка узлов крепления прогонов и связей покрытия. Для обеспечения прочности, эксплуатационной надежности и долговечности сварных узлов уникальных конструкций из стали С390 (10ХСНД) потребовалось комплексное решение задач с учетом производства работ в зимнее время. Разработка технологии и контроль качества сварочных работ на монтаже выполнены ОАО НИПИ Промстальконструкция.
Так как в нормативных материалах отсутствуют рекомендации по сварным соединениям конструкций уникальных объектов, были разработаны специальные положения по выбору сварочных материалов, расчету температуры подогрева и времени охлаждения свариваемого металла, рациональных значений погонной энергии, сварочного тока, напряжения дуги, скорости сварки и т. п. При разработке технологии монтажной сварки конструкций ставилась задача обеспечения не только механических свойств сварных соединений, но и предотвращения образования в зоне термического влияния и в металле шва холодных и ламелярных трещин. Кроме того, необходимо было исключить образование структур, резко снижающих ударную вязкость металла при отрицательных температурах и сопротивляемость сварных соединений хрупкому разрушению. Снижение уровня напряжений в металле сварных соединений достигалось за счет рациональных конструктивных решений, обеспечивающих уменьшение жесткости узлов, особенно тех, которые воспринимают растягивающие напряжения, а также уменьшения объема наплавленного металла.
Проект производства сварочных работ (ППСР) содержал требования к применяемым материалам, сварочному оборудованию, указания по сборке конструкций, технологии сварки, контролю качества сварочных работ, технологии исправления дефектов в сварных соединениях. Указания включали графическое изображение узлов и сварных соединений; типы кромок, геометрические размеры и пространственное положение швов; последовательность сборки элементов и выполнения сварных швов; требования к подогреву металла сварных соединений; таблицы рациональных параметров режима сварки; технику сварки, включая способы выполнения швов и направление сварки; таблицы сварных узлов и соединений (тип соединения, обозначение, толщина металла, катет шва, площадь сечения и длина шва, удельная масса наплавленного металла, расход сварочных электродов). Учитывая зимние условия выполнения сварочных работ, применяли ручную дуговую сварку покрытыми электродами по разработанной технологии с регулируемым тепловложением.
При разработке раздела ППСР «Контроль качества сварочных работ» возникла проблема, связанная с критериями оценки качества сварных соединений по уровню дефектности. Требования СНиП 3.03.01-87 допускают наличие в сварных соединениях непроваров в корне шва, протяженных линейных шлаковых включений, глубоких подрезов основного металла и западаний между валиками на всю длину сварного шва и не регламентируют суммарный размер (глубину) всех дефектов по поперечному сечению шва. Эти дефекты недопустимы для сварных соединений уникальных сооружений, так как имеют концентраторы напряжений, снижающие сопротивление усталости металла сварных соединений, особенно в зонах высоких остаточных и эксплуатационных напряжений. Опасность дефектов усугубляется повышенной чувствительностью высокопрочных сталей к концентрации напряжений. Были разработаны требования к качеству сварных соединений по уровню дефектности, учитывающие реальные условия нагружения, характер и вид напряженного состояния соединений, обеспечивающие надежное сопротивление хрупкому разрушению и усталости металла сварных соединений. Определены методы и объемы контроля качества сварных соединений.
В процессе выполнения монтажных сварочных работ в зимних условиях не было обнаружено ни одной трещины в металле сварных соединений. Результаты визуального и неразрушающего контроля (ультразвуковая дефектоскопия и радиографическое просвечивание) и механические испытания показали, что сварные соединения удовлетворяют самым высоким требованиям отечественных и международных норм и стандартов.
Научно-техническое сопровождение изготовления и монтажа конструкций

Ввиду ответственности сооружения (уровень ответственности 1 по ГОСТ 27751) был выполнен комплекс работ по научно-техническому сопровождению изготовления и монтажа металлоконструкций для повышения качества сооружения, обеспечения его высокой долговременной надежности.
Ha стадии изготовления и монтажа ферм проведены следующие работы: контроль соответствия проекту, нормативным документам и «Техническим условиям» качества и марок материалов по сертификатам и паспортам заводов-поставщиков; контроль подготовки конструкций к монтажу, их укрупнительная сборка; контроль предварительного напряжения ферм, выполненного с использованием домкратов (геометрическая форма конструкции на стапелях до и после предварительного напряжения по данным геодезической съемки); контроль соответствия каждой из ферм проекту с оценкой соответствия предельных отклонений фактического положения конструкций.
В первую очередь был осуществлен визуальный контроль, подтвердивший отсутствие изменений формы и остаточного деформирования, отправочных марок металлоконструкций. Отмечено, что работы по монтажу конструкций произведены по утвержденному проекту производства работ (ППP) в части последовательности установки конструкций; мероприятий, обеспечивающих точность установки; пространственную неизменяемость и устойчивость конструкций в процессе их укрупнительной сборки и установки в проектное положение; безопасные условия труда. Подготовка конструкций к монтажу, их укрупнительная сборка, установка, выверка и закрепление были выполнены в соответствии с требованиями ППP и СНиП 3.03.01-87.
Проведен анализ фактических отклонений контрольных точек от заданных допусков. Схема расположения контролируемых геометрических параметров арочно-вантовых ферм приведена на рис. 2.35, где H — высота фермы (максимальное расстояние между поясами); h1 и h2 — соответственно высота подъема верхнего и стрела провиса нижнего пояса; h3 — высота фермы в местах расположения V-образных стоек; l — длина фермы. Для размеров h2 и h3 в числителе указаны величины со стороны Хрустального переулка, а в знаменателе — со стороны Рыбного. В табл. 2.26 приведены данные сопоставления проектной и фактической геометрии ферм Ф1-Ф15 после их укрупнительной сборки до преднапряжения. Проектные отметки принимались по рабочим чертежам, а фактические — по данным геодезических съемок. Анализ показал, что в большинстве случаев (более чем в 90 %) отклонения от проектного положения не превышали допускаемых величин (±10 мм). Максимальные отклонения верхнего пояса составили + 14, -16 мм. Максимальные отклонения оси нижнего пояса (+50 мм) были отмечены по середине первых ферм и определялись недостаточной подтяжкой временных подвесок.
Изготовление и монтаж конструкций Старого Гостиного Двора

Изготовление и монтаж конструкций Старого Гостиного Двора

Контроль предварительного напряжения конструкций выполнялся путем анализа результатов геодезической съемки геометрической формы конструкции до и после предварительного напряжения (табл. 2.27, 2.28). Отклонения фактических размеров от проектных на этом этапе были больше, чем на предыдущем. Максимальные отклонения составили: по верхнему поясу +28, -37 мм, по нижнему поясу -36, +19 мм. На ферме Ф1 отклонения по нижнему поясу достигли -65 мм. Расчетный анализ показал, что эти отклонения практически не отражаются на несущей способности ферм.
Изготовление и монтаж конструкций Старого Гостиного Двора
Изготовление и монтаж конструкций Старого Гостиного Двора

Контроль и приемка монтажных соединений на высокопрочных болтах. Укрупнительная сборка элементов металлоконструкций верхнего пояса ферм производилась на высокопрочных болтах М24 из стали 40Х «Селект» климатического исполнения XЛ. В соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87 и «Технических условий на монтаж несущих конструкций светопрозрачного покрытия», осуществлялся технический контроль и приемка монтажных фланцевых соединений ферм (рис. 2.36), включающие: визуальную проверку контактных фланцевых поверхностей; контроль соблюдения технологических требований по огневой обработке поверхностей и последующей ручной зачистки металлическими щетками; проверку подготовки метизов в соответствии с технологическими требованиями (расконсервация, очистка от грязи и ржавчины, входной браковочный контроль, прогонка резьбы болтов и гаек, покрытие их тонким слоем смазки); приемочный контроль метизов на основании сертификатов завода-изготовителя; контроль сборки фланцевых соединений (особое внимание уделялось контролю (100%) натяжения высокопрочных болтов в узловых соединениях фермы (на усилие не менее 230 кН) при помощи динамометрического ключа с регулярной его тарировкой); контроль герметизации фланцевых соединений визуальным осмогром сопрягаемых элементов.
Изготовление и монтаж конструкций Старого Гостиного Двора

Проведение испытаний высокопрочных болтов. Приемочный контроль высокопрочных болтов М24 осуществлялся на основании сертификатов завода-изготовителя. Учитывая уникальность объекта, дополнительно проведены контрольные выборочные испытания по 3-6 шт. для каждой партии болтов на растяжение, для определения их фактической несущей способности. Испытания проводились в ЦНИИСК им. Кучеренко.
Для определения прочности на растяжение болты помещались в специальное приспособление реверсного типа, позволяющее проводить испытания на прессе П-500 (Амслер), при перемещении активного захвата навстречу неподвижной траверсе (столу). При этом на болт навертывалась гайка таким образом, чтобы длина свободной части резьбы, находящейся под нагрузкой, была равна 6 виткам резьбы, т. е. 20-25 мм. Испытания болтов проводились с обязательной записью машинной диаграммы их деформирования. Указанным испытаниям предшествовали контрольные механические испытания материала болтов — по 3 цилиндрических образца в соответствии с ГОСТ 1759.4-87. Обобщенные результаты механических испытаний сведены в табл. 2.29 и 2.30.
Изготовление и монтаж конструкций Старого Гостиного Двора

Контроль и приемка монтажных сварных соединений. Для выполнения работ по обеспечению качества сварных монтажных соединений была разработана система организационных и технических мероприятий, включающих следующие положения.
1. Проверка квалификационных требований к техническому руководству и профессиональному исполнению сварочных работ с выполнением и испытаниями контрольных образцов стыковых соединений нижнего пояса фермы.
2. Экспертиза проекта производства сварочных работ (ППСР). ЦНИИСК им. Кучеренко ввел дополнительное требование ультразвукового контроля несущих угловых швов в нижних поясах ферм в объеме 10 % их протяженности.
3. Проведение операционного инспекционного контроля соблюдения технологических требований (подготовка и использование сварочных электродов, организация рабочих мест сварщиков, подготовка свариваемых кромок и качество сборки элементов под сварку, последовательность наложения швов).
4. Проведение приемочного контроля сварных соединений визуальным осмотром и ультразвуковой дефектоскопией. Контроль выполнялся независимыми организациями. Основное внимание уделялось швам растянутых нижних поясов.
Применение сталей повышенной и высокой прочности. В соответствии с проектом (с учетом повышенных требований к надежности металлоконструкций и уникальности объекта) применена толстолистовая сталь высокой прочности. К прокату толщиной 28-40 мм были предъявлены более жесткие требования, чем к наиболее ответственным конструкциям группы 1, регламентированные СНиП 11-23-81, в части ограничений по химическому составу, снижения содержания вредных примесей, предотвращения слоистого разрушения, ударной вязкости.
За основу приняли термически улучшенную, атмосферостойкую сталь 10ХСНД со следующими основными требованиями: σт = 390 Н/мм2, σв≤680 Н/мм2. К прокату были предъявлены жесткие требования по ударной вязкости (для обеспечения высокого сопротивления металла хрупкому разрушению), по ограничению временного сопротивления (для улучшения однородности свойств проката и обрабатываемости металла). Для предотвращения холодных трещин в зоне термического влияния сварки введены ограничения по суммарному содержанию легирующих элементов, приводимому к эквивалентному действию углерода, на содержания водорода в металле, а также на твердость металла. Предусмотрены мероприятия по устранению из твердого раствора азота, существенно охрупчивающего металл, для чего введены сильные нитридообразующие элементы в количестве, достаточном для полного связывания азота. Сталь поставлялась с гарантированными Z-свойствами, для чего в ней уменьшили содержание вредных примесей — серы и фосфора. Следует отметить, что поставка листов осуществлялась с улучшенной геометрией, особо высокой плоскостностью и уменьшенной серповидностью, что улучшает условия сварки.
Прокат был изготовлен на металлургическом комбинате АО НОСТА, выплавка производилась в 100-тонных электропечах, всего было прокатано около 100 партий. С целью определения фактического качества проката применяли контроль по специальной многоступенчатой схеме. Испытания проводили на металлургическом комбинате, Челябинском ЗМК, а также в аккредитованных лабораториях ЦНИИСК им. Кучеренко. Выполнены исследования микроструктуры, прочности, пластичности и вязкости металла. Проведена оценка равномерности свойств проката на плоских длинных образцах 12*400 мм толщиной 40 мм. Испытания на ударную вязкость были выполнены на образцах с U- и V-образным надрезами в интервале температур от нормальной до минус 70 °C. При температурах -20, -40 и -70 °C на внецентренное растяжение испытаны плоские прямоугольные образцы с предварительно нанесенной усталостной краевой трещиной для определения статической трещиностойкости.
Изготовление и монтаж несущих конструкций покрытия Старого Гостиного Двора выполнены в соответствии с «Техническими условиями», разработанными в ЦНИИСК им. Кучеренко, с учетом требований нормативных и технических документов.
Похожие новости