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 на Белгородском ЗМК

Общий объем металлоконструкций по чертежам KM составил более 2500 тонн. В номенклатуру входили; подвесной козырек над трибунами, ходовые мостики, металлические оголовники железобетонных пилонов, большое количество метизов. Материал конструкций — листовая легированная сталь 09Г2С, 10ХСНД и трубы из Ст20. При изготовлении были обеспечены повышенные требования к используемым материалам, технологии изготовления, контролю качества, защите от коррозии, которые специально разрабатывались в ЦНИИСК им. Кучеренко. Чертежи KM поступили на завод в августе, а первые чертежи КМД были запущены в производство конструкторско-технологическим отделом уже в сентябре 2000 г.
На стадии разработки чертежей КМД конструкторы ЗМК постоянно работали в контакте с авторами проекта. Наибольшую трудность вызвало изготовление стальных оголовников пилонов, через которые проходят ванты и оттяжки, ориентированные в трех плоскостях с различными углами подхода (рис. 3.17). Габариты оголовников и их конструкция с внутренними ребрами не позволяли выполнить сварку и фрезеровку опорных плоскостей и отверстий для пропуска вант. Совместно с авторами проекта было принято новое конструктивное решение с наружными «фартуками». Для проверки этого варианта был изготовлен макет оголовника в масштабе 1:10 Схему погрузки на железнодорожную платформу оголовников, имеющих негабаритные размеры 5,6*3,68*2,95 м и вес 21 тонну, потребовалось утверждать в Управлении Юго-Восточной железной дороги.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

По мере поступления проката выполнялся входной контроль качества используемой стали. Заводской лабораторией проводились испытания образцов на растяжение по толщине металла. Для сборочно-сварочных операций была разработана уникальная технология изготовления и сборки узлов и конструкции в целом. Изготовлена специальная оснастка в объеме 60 т: это кондукторы для сборки кольцевой балки трех типоразмеров, радиальных балок и оголовников, приспособления для чистовой фрезеровки. Все коробчатые балки внутреннею кольца (как и другие элементы пространственной конструкции) проходили на заводе контрольную сборку (рис. 3.18). При общей длите внутреннего кольца около 500 м на монтаже отверстия последней накладки почти полностью совпали с отверстиями первого блока кольцевой балки.
Был разработан технологический процесс сварки конструкций, отработаны режимы для всех примененных видов соединений. Все швы выполнялись автоматической сваркой под слоем флюса и полуавтоматической сваркой в смеси газов (75 % аргона и 25 % CO2) К сварным швам предъявлялись повышенные требования при выполнении 100% ультразвукового контроля. Для всех видов сварных соединений и толщин стального проката заваривались контрольные образцы, которые проходили испытания в заводской лаборатории на прочность, ударную вязкость, угол загиба. Индивидуальный подход к сварке всех элементов свел к минимуму сварочные деформации. Независимая лаборатория, привлеченная заказчиком, не обнаружила в заводских швах ни одного дефекта.
Защита от коррозии производилась методом холодного цинкования, цинксодержащим составом ЦВЭС, обеспечивающим срок службы конструкций не менее 25 лет. Последние конструкции были отправлены на монтаж в ноябре 2001 года.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Вантовая система

Экономические и технические преимущества комбинированных вантовых конструкций покрытий обусловлены использованием высокопрочных канатов. Висячие покрытия определяют элегантный архитектурный облик современных спортивных сооружений. В качестве изготовителя канатов была выбрана фирма «Брайдон Интернешнл Лтд.» (Великобритания, г. Донкастер). При проектировании, производстве и поставке канатов, анкеров, сжимов и оборудования для натяжения фирма «Брайдон» работала совместно с дочерней фирмой «БТС Дратзайле ГмбХ.» (Германия, г. Гельзенкирхен).
Несущие ванты изготовлены из закрытых спиральных канатов (рис. 3.19, а, б) из оцинкованной проволоки. Этот тип канатов характеризуется следующим: высокое разрывное усилие, модуль упругости, жесткость при растяжении и кручении, сопротивление при поперечном давлении. Закрытые канаты используются много лет в конструкциях мостов и стадионов. Однако проектные требования для стадиона «Локомотив» диктовали необходимость применения нестандартных канатов. Основные канаты должны были стать самыми большими и самыми прочными закрытыми канатами, когда-либо использовавшимися в мире для висячих покрытий.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Закрытый канат состоит из сердечника из круглых проволок и нескольких наружных слоев зетобразных проволок. Диаметры круглых и размеры зетобразных проволок должны согласовываться с диаметрами слоев и углами свивки в каждом слое. Конструкция основных канатов имеет следующие технические характеристики: номинальный диаметр каната — 140 мм, допуск на диаметр — (0...+5 %), тип конструкции — FLCR-7, площадь поперечного сечения — 13 602 мм2, расчетное разрывное усилие — 21 229 кН, минимальное разрывное усилие — 18 700 кН, номинальный вес — 117,9 кг/м, модуль упругости — 160 000 Н/мм2.
Высокопрочная стальная проволока для канатов изготавливалась из нелегированной высокоуглеродистой стали с временным сопротивлением разрыву Run = 1570-1830 МПа и минимальным весом цинкового покрытия 300 г/м2. Круглая проволока подвергалась химической очистке и покрытию, холодное волочение до конечного диаметра производилось на многофильерных станах. Этот процесс увеличивает прочность и механические свойства материала до нужного уровня. Зетобразная проволока изготавливалась таким же способом и подвергалась окончательной холодной прокатке до нужной формы. В целях защиты от коррозии оба типа проволоки оцинковывались горячим способом.
При производстве каната круглая и зетобразная проволока перематывалась на бобины (рис. 3.20). Канат изготавливался послойно. Каждый слой зетобразных проволок навивался в противоположных направлениях, чтобы сбалансировать внутренние крутящие моменты. В процессе свивки канатов на проволоку наносилась антикоррозионная смазка — компаунд, которая одновременно уменьшает трение.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Так как возможность регулировать длину каната на строительной площадке ограничена, отдельные ванты изготавливались с чрезвычайно малыми допусками. При измерении длины учитывались воздействия прилагаемой нагрузки, ползучесть каната, вытяжка анкера и изменения температуры. Канаты предварительно вытягивались циклической нагрузкой для придания им стабильных характеристик. При этом на канат наносилась продольная ось, для исключения кручения каната при навеске, и поперечная маркировка, обеспечивающая проектное положение сжимов. Вытяжка канатов производилась в г. Донкастер (Англия) на уникальном стане длиной 730 м, позволяющем прикладывать усилие до 5000 кН. При циклическом нагружении каната строился график результатов замеров его вытяжки. Когда кривые нагрузка/удлинение для двух последовательных циклов нагружения совпадали, канат считался предварительно вытянутым, а его удлинение прямо пропорциональным прилагаемой нагрузке.
После вытяжки, пока канат находился на стане под нагрузкой, готовые ванты маркировались для установки концевых заделок. Канат диаметром 140 мм был транспортирован обратно на завод «БТС Дратзайле ГмбХ» в Германию для заделки анкеров. На канаты подвесок диаметром 50 мм были установлены анкера на фирме «Брайдон» в Великобритании.
Концы каната закреплялись заливкой в конус анкера расплавленного цинкового сплава (рис. 3.21) прочностью от 220 до 260 Н/мм2 и твердостью по Бринеллю от 80 до 90. Оптимальная температура заливки 450 °C соблюдалась с допуском +10 °C Чтобы конус анкера был полностью заполнен без преждевременного затвердевания материала заливки, анкер предварительно нагревался до 325 °C
До выполнения концевой заделки конец каната расплетался, проволоки формировались в «щетку» (рис. 3.22) и очищались от смазки. Затем «щетка» протягивалась в анкер и центрировалась в нем с помощью специального зажима. До заделки анкер и канат были взаимно выровнены, предотвращено смещение проволок, вызванное перегибом каната. Несоблюдение этих условий могло привести впоследствии к неравномерному нагружению проволок.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Усилия от конструкции передаются канатам с помощью специально спроектированных концевых заделок, равнопрочных разрывному усилию каната. Они разрабатывались и изготавливались таким образом, чтобы исключить усталостные явления в вантовой системе. Концевые заделки изготовлены из литой стали с модифицированными свойствами и оцинкованы горячим способом минимальной толщиной 0,150 мм. Использовались два основных типа концевых заделок. На каждом конце канатов 0 140 мм закреплены цилиндрические анкера с внутренней и наружной резьбой. Этот тип концевой заделки позволяет монтировать канат и натягивать его до необходимого усилия. На подвесках диаметром 50 мм установлены вилкообразные анкера Stylite, на одном конце каната фиксированные, а на другом — регулируемые по длине (до ±50 мм). Вилкообразный анкер присоединялся к конструкции с помощью болта (ось шарнира). Анкер Stylite обеспечивает требования по прочности, сопротивлению усталости и антикоррозийным свойствам наряду с архитектурной привлекательностью.
Для передачи усилий от основных вант на подвески были спроектированы специальные сжимы, изготовленные из литой стали с горячим оцинкованием поверхности. В желобах толщина слоя цинка увеличивалась напылением до 1 мм.
Все изделия прошли испытания и сертифицированы в соответствии с требованиями нормативных документов РФ по специально разработанным программам с определением: уменьшения диаметра каната при различных нагрузках, модуля упругости каната (рис. 3.23), относительных перемещений проволок и конуса анкера, фактического разрывного усилия. Все испытания образцов канатов обоих диаметров удовлетворили требованиям технических условий.
Монтаж несущих конструкций

Подряд на монтаж стальных конструкций покрытия над трибунами стадиона «Локомотив» по результатам тендера получило 1-е МСМУ АО «Стальмонтаж». Проект производства работ выполнен Днепропетровским филиалом ЗАО НПФ «Укрспецмонтажпроект» (УСМП). При разработке технологии монтажа конструкций учитывались уникальность сооружения, сжатые сроки возведения, параллельное выполнение проектных и строительных работ, реальные (иногда изменяющиеся) условия производства работ (невозможность использования футбольного поля для нужд строительства, наличие близкорасположенных зданий, одновременное выполнение общестроительных работ и т. п.). Монтаж покрытия над трибунами осуществлялся после полной разборки существующих строений стадиона и возведения на их месте железобетонных конструкций трибун по новому проекту. Для того чтобы развести транспортные и монтажные потоки (с учетом стесненности площадки), было организовано два потока монтажных работ.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

По внутреннему периметру козырька были установлены временные опоры (28 шт.) — стальные башни с четырьмя стойками, объединенными связями в пространственную систему. На верхнюю площадку временных опор на отметке 32,00 м устанавливались элементы (28 шт.) коробчатых балок (рядовые элементы имели массу до 21,6 т и длину до 17 м). Монтаж выполнялся двумя гусеничными кранами CKT-631 с БСО, установленными внутри стадиона между футбольным полем и рвом безопасности. Особую сложность представлял собой монтаж угловых укрупненных секций весом 32 т, которые монтировались краном KRUPP-350 и краном СКГ-631 (рис. 3.24).
Коробчатые балки последовательно объединялись друг с другом десятью двойными накладками на высокопрочных болтах — 216 штук на узел (рис. 3.25). Большое количество накладок и болтов практически исключало возможность рихтовки монтируемой секции относительно выставленной. Монтаж производился при максимальной для лета температуре, которая в конце дня на металлических конструкциях достигала +70 °С. В двух местах по диагонали кольцевой балки были оставлены замыкающие стыки, позволяющие скомпенсировать возможные погрешности изготовления и монтажа. Для этого рассверловка отверстий в накладках выполнялась по разметкам в примыкающих к стыку элементах. Зазор между секциями в одном из замыкающих стыков был проектным, а во втором отличался от проектного на 30 мм при общей длине кольца 449 м. Первые элементы кольцевой балки козырька были смонтированы в начале апреля 2001 г В начале июля монтаж кольца был завершен.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Одновременно с установкой элементов кольцевых балок монтировались укрупненные радиальные шпренгельные фермы, а затем кольцевые прогоны (рис. 3.26). Монтаж начинался со связевого блока, для обеспечения пространственной жесткости и устойчивости системы. Параллельно монтировались связи в плоскости покрытия, тяжи по нижним поясам шпренгельных ферм, выполнялись сварные монтажные швы в узлах пространственного стержневого покрытия. Укрупнительная сборка на стендах и монтаж радиальных шпренгельных балок (Gmax = 10,5 т), прогонов и связей навеса выполнялись пятью башенными кранами КБ-674А (2 шт.) и КБ-503А (3 шт.), установленными снаружи стадиона.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

К 27 июля 2001 г. монтаж металлоконструкций был закончен. В начале августа вся внутренняя часть стадиона была освобождена от механизмов и монтажных кранов для завершения устройства газона футбольного поля. На железобетонные пилоны на отметке 43,6 м устанавливались стальные оголовники массой около 21 т с приспособлениями для крепления оттяжек и основных канатов ∅140 мм (рис. 3.27). Замеры фактических расстояний в плане между центрами оголовников показали их отличие от проектных не более чем на 6 мм. Столь малые отклонения при значительных расстояниях между пилонами (124,6*156,9 м), их высоте 50 м и объеме бетона в каждом пилоне 1700 м3 были достигнуты за счет корректировки положения опалубки на каждом из этапов бетонирования пилонов участками высотой по 3 м.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Для монтажа стальных оттяжек от пилонов (рис. 3.28), состоящих из четырех звеньев массой до 14 т каждое, использовались монтажные площадки, установленные на уровне двух верхних шарниров цепи. Цилиндрические шарниры плотной посадки диаметром 190 мм устанавливались на монтаже с использованием домкрата и оправок для совмещения отверстий в соединяемых элементах оттяжек. Технологическая последовательность и специальные опорные конструкции для монтажа и выверки по расчетной геометрии многозвенных оттяжек общей массой более 40 т каждая позволили включить оттяжки в работу в процессе «раскружаливания» покрытия над трибунами. Эти работы согласовывались во времени с поэтапным замоноличиванием анкерных частей оттяжек.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

В сентябре 2001 г., по окончанию бетонирования пилонов, был начат второй наиболее сложный и ответственный этап монтажа — основных тросов и подвесок несущей вантовой системы Применение впервые в нашей стране канатов ∅140 мм длиной более 165 м потребовало отработки специальных технологических приемов, начиная с транспортировки барабанов с тросом до разматывания, затягивания и закрепления его на оголовках пилонов. Работа, которая, по мнению специалистов фирмы «Bridon», должна была занять полгода, была выполнена менее чем за два месяца. При этом выполнение уникальных монтажных работ необходимо было увязывать и чередовать по времени с работами смежных строительных организаций.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Барабаны диаметром 4,0 м общей массой 25 т кантовались на земле, устанавливались в специальные опоры для разматывания каната и подавались краном фирмы KRUPP (Q = 350 т) на специальную площадку, смонтированную на отметке ~ 30 м на козырьке возле пилонов (рис. 3.29). Часть канатов разматывалась с барабана, установленного на земле, с использованием в качестве отводного блока на покрытии барабана, освобожденного от каната. Канаты при разматывании с барабана укладывались в подкрепленные шпренгелями специальные лотки, смонтированные на конструкциях козырька. Лотки криволинейного очертания задавали тросам проектное положение с учетом отклонения части из них от вертикальной плоскости (рис. 3.30).
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Тросы ∅140 мм и концевой анкер с помощью оснастки, башенного крана и лебедок вытягивались и заводились в оголовники пилонов на отметке 54 м (рис, 3.31). После чего на анкерное устройство навинчивалась упорная гайка (рис. 3.32). Это была сложнейшая такелажная операция с координацией согласованной работы различных механизмов. В отдельные моменты одновременно были задействованы три лебедки (тормозная, направляющая и тянущая лебедка полиспаста) и два башенных крана. После установки сжимов, объединяющих два несущих троса, на отметке 40-50 м со специальных навесных люлек монтировались подвески из тросов ∅50 мм (рис. 3.33).
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Длины подвесок корректировались с учетом данных натурной геодезической съемки проушин для установки вилочных анкеров (рис. 3.34) и температуры окружающей среды.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Вантовая система занимала проектное положение за счет натяжения основных канатов (рис. 3.35) с использованием синхронно работающих гидравлических домкратов. Натяжение производилось поэтапно (8 шагов) по четырем сторонам покрытия с ходом домкрата на каждом этапе 30-80 мм. При этом уменьшалась стрела провиса канатов, натягивались подвески и покрытие отрывалось от временных опор. Система натяжения, спроектированная и поставленная фирмой «Брайдон», состояла из 16 домкратов (по одному на каждый концевой анкер основных вант) грузоподъемностью 6000 кН (600 т), установленных на оголовниках пилонов. Система управления позволяла прикладывать усилие независимо к каждому концевому анкеру или одновременно натягивать несколько концевых анкеров. Внешняя защита каната от коррозии была обеспечена нанесением дополнительного покрытия «Металкоут».
21-22 ноября 2001 г. состоялся финал основного этапа работы — покрытие над трибунами стадиона было поднято вантовой системой над временными опорами. После чего в декабре 2001 г. выполнен демонтаж конструкций временных опор. Из-за невозможности разместить вдоль футбольного поля какие-либо механизмы эти работы производились практически вручную. Одновременно с устройством вантовой системы производились работы по монтажу светопрозрачного покрытия. Причем по определенным причинам они были сдвинуты с августа-октября на октябрь-декабрь, что значительно осложнило их выполнение.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Светопрозрачные ограждающие конструкции

На предприятии ООО «Агрисовгаз» были спроектированы и изготовлены матрицы, стальные, алюминиевые и резиновые профили, оснастка, выполнены опытные образцы светопрозрачных панелей. Специалисты «Агрисовгаза» совместно с дочерней фирмой «AGROGAZ GmbH» (Берлин) разработали специальные требования к материалу покрытия (поликарбонату), который должен был обеспечить светопропускание солнечного света в пределах 75 % и в го же время нести заданные снеговые и ветровые нагрузки. Такой материал поставила компания «Полигаль» (Израиль) и ее официальный представитель — ООО «Техпромпласт». Конструкция алюминиевых профилей, система их крепления разработана с учетом температурных воздействий и деформаций поликарбоната, алюминия, стальных элементов. Была решена задача обеспечения допустимых прогибов и исключения остаточных деформаций поликарбоната после снятия длительных снеговых нагрузок за счет определения требуемых геометрических размеров плит поликарбоната и устройства поддерживающих поперечных стальных ригелей.
Монтаж светопрозрачных ограждающих конструкций (СОК) был выполнен 1-м МСМУ АО «Стальмонтаж» и ООО «Агрисовгаз» (рис. 3.36). На укрупнительной площадке проводилась сборка водоотводных лотков и отдельных элементов СОК, после чего они устанавливались в проектное положение. Особое внимание уделялось укрупнительной сборке светопрозрачных панелей. Работа велась при отрицательных температурах, герметизация стыков поликарбонатных панелей выполнялась в специальных укрытиях. Светопрозрачные козырьки имеют значительное количество технологических проемов (для пропуска узлов крепления тросов, шахт дымоудаления и т. д.). Герметизация этих мест решена с помощью специальных конструкций из тентового материала.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»

Таким образом, менее чем за год монтажники 1-го МСМУ АО «Сталь-монтаж» выполнили весь комплекс работ по козырьку над трибунами стадиона «Локомотив»: монтаж металлоконструкций, устройство вантовой системы, раскружаливание и монтаж светопрозрачного покрытия. Это стало возможным только благодаря напряженной совместной работе авторов проекта, изготовителей конструкций, разработчиков технологии, геодезистов, заказчика. Общие виды и фрагменты сооружения приведены на рис. 3.37, а, б, в.
Изготовление и монтаж конструкций над трибунами стадиона «Локоматив»
Похожие новости