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 конструкций

Изготовление металлических конструкций. Перед ЗАО «Ассоциация Сталькон», была поставлена задача, изготовить несущие конструкции покрытия общей массой 3725 т в течение шести месяцев. При этом производство осуществлялось в условиях параллельного проектирования. Первый комплект чертежей KM (разработчик ГУЛ МНИИП «Моспроект-4») был передан в производство в середине мая 2003 г., а последний — в сентябре того же года. Основная часть стальных элементов была изготовлена на Челябинском заводе металлических конструкций (ЧЗМК),
Специалисты «Ассоциации Сталькон» на стадии проектирования активно участвовали в принятии технических решений, обеспечивающих сокращение сроков возведения сооружения, за счет максимальной технологичности изготовления и монтажа металлоконструкций при обеспечении их высокой надежности. Технологические решения разрабатывались одновременно с выпуском чертежей KMД. Учитывая сложную геометрию покрытия, была создана компьютерная трехмерная модель сооружения с детальной проработкой узлов, а для наиболее сложных элементов, таких как оголовок Л-образной опоры, изготовлены макеты.
Значительное количество крупногабаритных узлов и деталей (оттяжки А-образной опоры, анкерные устройства, оси, элементы вантовой системы и т. п.) изготавливалось с механической обработкой с соблюдением жестких машиностроительных допусков. Использование толстолистового проката из сталей высокой прочности потребовало применения особых технологических режимов, специального инструмента и оснастки. Для обеспечения собираемости конструкций на монтаже сборку элементов проводили в кондукторах, а механическую обработку (фрезерование торцов, расточку и сверление отверстий) в готовых заваренных и выправленных конструкциях.
Наиболее сложным было изготовление элементов центральной А-образной опоры и двух многозвенных оттяжек из стали С390 марки ЮХСНДА-3-2 по ТУ 14-1-5120-92 с дополнительными требованиями к листовому прокату (ГОСТ 19903-74) по точности изготовления, способу выплавки, содержанию вредных примесей, ударной вязкости, сплошности листа. Для элементов центральной опоры из листов толщиной 50 мм были изготовлены сварные вальцованные трубы 02500 мм и высотой 1430 мм с дополнительной калибровкой стыковой поверхности. Для сокращения трудоемкости монтажных работ на заводе их собирали в отправочные марки (рис. 4.20, а) длиной 11,5 м, массой до 42 т (8 блоков), а оголовок башни был собран в блок массой 57 т (рис. 4.20, б, в). Стыковые швы этих элементов выполняли с полным проваром и 100% ультразвуковым контролем. Сложным было и изготовление крупногабаритных деталей «цепи» оттяжек (рис. 4.20, г, д) длиной до 9,7 м, толщиной до 400 мм и массой до 19,6 т, в которых выполнялись отверстия диаметром 531-0,6 мм.
Стальные элементы ферм изготовлены из бесшовных горячедеформированных труб 0203 и 168 мм по ГОСТ 8731-87 группы В из стали 20 по ГОСТ 1050-88. Узлы сопряжения решетки и нижнего пояса этих ферм прошли контрольную сборку, что позволило в условиях монтажной площадки обеспечить 100 % сходимость всех отверстий под высокопрочные болты.
Заводская сварка многослойных швов выполнялась различными способами (каскадом, горкой), с предварительным подогревом до 150-180 °С, с последующей проверкой физическими методами. Большое количество сварных соединений элементов с разделкой кромок в объемных узлах сложной геометрии потребовало разработки индивидуальных технологических карт. На различных стадиях сборки деталей проводились промежуточные операции по проверке геометрических размеров и контролю сварных швов ввиду дальнейшего закрытия к ним доступа.
Опорные шарниры центральной А-образной опоры и оси цепных оттяжек диаметром от 160 до 530 мм были изготовлены на заводе тяжелого машиностроения (ЗТМ) в г. Электростали. Учитывая уникальность и ответственность сооружения, на заводе провели несколько экспериментальных плавок сталей с испытанием образцов по всей толщине заготовок. В кратчайшие сроки была разработана специальная технология термической и механической обработки деталей.
Все металлоконструкции проходили входной контроль по комплектности, качеству защитного покрытия, отсутствию внешних дефектов.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Основные недостатки канатов фирм «BRIDON» и «BENCO» для данного объекта: фиксированная длина изделий с минимальной возможностью ее регулировки по месту, необходимость использования на монтаже тяжелого подъемно-транспортного оборудования. В комплекте поставки «Волгоградский сталепроволочно-канатный завод» отсутствовали анкерные устройства, которые необходимо было изготавливать на других заводах, канаты имели пониженные показатели прочности и модуля упругости, на стройплощадке необходимо было организовывать процессы по предварительной вытяжке каната, установке и заливке на концах вант анкерных устройств.
Изготовление деревоклееных конструкций. Дерево — экологически чистый материал, характеризуемый малым удельным весом при относительно высокой прочности. Современные составы био- и влагозащиты древесины гарантируют ее долговечность. Огнестойкость массивной клееной древесины обеспечивается покрытием их вспенивающимися составами. В России в последние годы открыто несколько предприятий, специализирующихся на производстве несущих деревоклееных конструкций. С учетом изложенного выше было принято решение об их использовании в покрытии ККЦ в Крылатском. Проектирование этих конструкций выполнено в ЦНИИСК им. Кучеренко.
Деревоклееные элементы в основном были изготовлены в г. Королеве (ЗАО «160 ДСК Стройконструкция-2»), часть прогонов — на Волоколамском заводе, металлические опорные узлы и закладные детали к ним — на заводе мостовых конструкций в г. Чехове Московской области. Использованы специальные стапели (разметочные и кантовочные), позволяющие сплачивать элементы длиной до 25 м, а также кондукторы для точного сверления и установки закладных деталей.
Укрупнительная сборка металлодеревянных ферм. Сборку ферм выполняли на стапелях в два этапа. На первом этапе компоновали верхние пояса ферм, устраивали стыки поясов, выверяли их геометрию. Верхний деревоклееный пояс собирался из трех элементов, снабженных в заводских условиях закладными деталями, стыковался в кондукторах с помощью резьбовых шпилек и заливки полимербетоном. К закладным деталям верхнего пояса фермы приваривали стальные фасонки для крепления подкосов, по торцам устанавливали стальные опорные элементы. Укрупнительную сборку деревоклееных конструкций проводила фирма ЗАО «СМФ TBT Стройинвест». Собранные блоки поясов длиной до 25 м перекладывали на специальный прицеп и перевозили непосредственно к месту монтажа.
На втором этапе проводили сборку ферм и подготовку их к монтажу. Работы проводила фирма «Стальмонтаж-Оптим». Использование сборноразборных вертикальных стапелей (рис. 4.21) позволило на ограниченных площадях вести одновременно сборку нескольких ферм. Здесь на высокопрочных болтах собирали нижние пояса и раскосы из труб, объединяли блоки верхних поясов, к фасонкам которых на сварке присоединяли элементы решетки и нижних поясов, проводили окончательную доводку деревянных поясов, шлифовку и отделку загрязненных мест. На поясах устанавливали такелажные приспособления и оттяжки для подъема ферм. Места закрепления хомутов для строповки ферм определяли по результатам расчета на монтажные нагрузки с учетом конструкции стыков. На этапе укрупнительной сборки очень важным был контроль выполнения работ по сварке и заливке полимербетона.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Монтаж конструкций

Монтаж металлических конструкций покрытия выполнен ОАО «Стальмонтаж-Оптим» с привлечением 1-го МСМУ ОАО «Стальмонтаж» и МУ-25 ОАО «Спецстальконструкция». ППР на монтаж покрытия разработан Днепропетровским филиалом ЗАО НПФ «Укрспецмонтажпроект».
Для сокращения сроков монтаж конструкций покрытия выполнялся одновременно на нескольких участках (захватках). При этом обеспечивалась устойчивость сооружения в целом и отдельных его частей в процессе монтажа. Укрупненные блоки 19 временных опор под полукольцевую балку монтировали на болтах, выверяли в плане и по высоте и закрепляли к бетонному полю анкерами «HILT1». На опоры устанавливали 4 пакета листов из фторопласта и нержавеющей стали для обеспечения скольжения по этим плоскостям при раскружаливании конструкции. На временных опорах монтировали 18 элементов полукольцевой балки на болтах М20 (рис. 4.22). В процессе монтажа выполнялся геодезический контроль положения каждого элемента и полукольцевой балки в целом, которые были определены проектом КМ.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Монтаж металлодеревянных ферм проводили специальными траверсами для обеспечения равномерной подвески ферм в четырех точках и соблюдения геометрии верхнего пояса длиной 50 м (рис. 4.23). Фермы Ф1 (более тяжелые) монтировали двумя кранами с использованием двух траверс, а монтаж «легких» ферм Ф2 выполнялся одним краном с применением трех специальных траверс. До монтажа ферм были установлены и оформлены детали их крепления к железобетонной плите центральной опоры (шарнирные узлы для Ф1); и на наружных железобетонных колоннах (скользящие опоры для Ф2). Узлы крепления осуществляли на сварке с последующей подливкой бетоном. Расстроповка смонтированных ферм выполнялась после установки и натяжения двух пар временных оттяжек, обеспечивающих устойчивость ферм из их плоскости. Фермы Ф1 крепили к фасонкам полукольцевой балки на высокопрочных болтах; а фермы Ф2 — шарниро к рамке, приваренной к верху балки. По мере установки ферм монтировали горизонтальные и вертикальные связи и прогоны (все узлы на сварке). Горизонтальные связи из круглой стали диаметром 36 мм предна-прягали талрепами.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Монтаж Л-образной опоры с оттяжками выполнило 1-е МСМУ АО «Стальмонтаж». Собрана А-образная опора общей массой 530 т; на временных опорах смонтированы и раскружалены распорки и многозвенные оттяжки с заданной стрелой провиса. Сложность работ заключалась не только в установке крупногабаритных элементов на проектную отметку, но и фактически в отладке сложного многошарнирного механизма, обеспечивших жесткие требования проекта к геометрии системы на каждом этапе монтажа с включением в работу отдельных элементов конструкции в определенном порядке. Для этого была разработана методика поэтапной сборки с использованием специальной технологической оснастки.
Монтаж блоков Л-образной опоры (массой до 42 т) и звеньев оттяжек (массой до 20 т) выполнялся на временных опорах (общей массой 320 т). При монтаже «ног» Л-образной опоры были обеспечены их прямолинейность и необходимый угол наклона, точная подгонка сварных стыков, проектная геометрия стыковочных узлов до отм. 57,8 м. Завершающим этапом был монтаж оголовка массой 57 т с последующей установкой и сваркой 19 ребер для крепления вант (рис. 4.24, а, б, в). После установки нижних шарниров Л-образной опоры (рис. 4.25) она была отклонена от вертикали на 120 мм.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Следующий этап работы — монтаж оттяжек — выполняли сверху вниз для выборки зазоров в звеньях цепи. Временные опоры использовались как стапель для сборки и предотвращали передачу массы оттяжек на оголовок Л-образной опоры (рис. 4.26, а, б, в). После омоноличивания якорей оттяжек производили натяжение вантовой системы с одновременным раскружаливанием оттяжек с помощью специальных скользящих опор (рис. 4.27). Работы выполнялись круглосуточно при любых погодных условиях. В местах производства работ сооружали тепляки. Контролировались все стыки монтажных сварных соединений, 100% стыковых и тавровых — физическим методом УЗК.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Монтаж вант. Фирма «Фрейссине» осуществляла шефмонтаж вант-подвесок. Ванты собирали на монтажной площадке из прядей (стальной канат диаметром 15,7 мм) общей массой 55 т на оборудовании, переданном в аренду этой фирмой. Монтаж вант осуществлялся на трех участках.
1-й участок — на отм. 0,00 выполняли подготовительные работы: размотка с барабана пряди, нарезка его по размеру (10 типоразмеров), маркировка и хранение в стеллажах-гребенках: подготовка концов прядей (снятие оболочки IIXB и обрезка специальным инструментом 6 из 7 проволок каната).
2-й участок — на кровле здания проводили монтаж пластиковой оболочки вант диаметром 160 мм: подача краном на кровлю труб и оборудования; сварка из труб оболочек вант на всю длину; разноска готовых оболочек по местам монтажа, установка сигнальной пряди в оболочку; подъем оболочки с сигнальной прядью на Л-образную опору; устройство двух постов с оборудованием для монтажа и натяжения вант; установка приспособления для изонатяжения вант с последующей перестановкой.
3-й участок — на Л-образной опоре осуществляли монтаж прядей: установка на отметке +64,800 двух комплектов оборудования для монтажа (протягивания) прядей в оболочку ванты, соединение зажимом-куплером проволоки диаметром 5 мм для протягивания с прядью, пропуск каната-пряди через верхнее фиксированное анкерное устройство, заделка цангой конца пряди в анкер и подача команды на 2-й участок на ее натяжение (рис. 4.28, а, б, в).
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

При натяжении изменяется расстояние между анкерами прядей и соответственно усилия в них. Для обеспечения равенства усилий в каждой пряди ванты их натяжение осуществлялось с помощью запатентованной «Фрейссине» системы изонатяжения (рис. 4.29):
- первая прядь закрепляется в специальном анкере, снабженном динамометрическим датчиком, постоянно указывающим величину усилия натяжения, другой конец пряди заводится во второй анкер. Прядь натягивается на расчетное усилие;
- в анкерном блоке устанавливается и натягивается вторая прядь. Натяжение также осуществляется монопрядным домкратом, снабженным таким же динамометрическим датчиком, как и у первой пряди. При натяжении второй пряди натяжение в первой уменьшается и операция заканчивается, когда показания обоих датчиков выравниваются, после чего вторая прядь закрепляется в постоянном анкерном блоке,
- операция повторяется вплоть до последней пряди данной ванты, при этом усилия натяжения всех прядей оказываются одинаковыми. Последнее показание датчика фиксируется.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Всего было установлено 19 вант, состоящих из 31 пряди длиной около 80 м. Монтаж и натяжение вант вели симметричными парами в последовательности и на усилия, заданные проектом (рис. 4.30). Были определены три этапа натяжения вант с контролем в них усилий. На первом этапе натяжение выполняли при монтаже прядей вант на 50 % от расчетных усилий, второй этап — на 70 %, третий этап осуществляли после раскружаливания покрытия. Монтаж вант, натяжение и контроль усилий выполняли на оборудовании фирмы «Фрейссине» при техническом содействии специалистов фирмы, которые также осуществляли установку антирезонансных амортизаторов и герметизацию анкерных устройств. Работы по монтажу вантовой системы велись в суровых зимних условиях без перерывов.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Раскружаливание покрытия. На этой стадии выполнялось поэтапное натяжение вантовой системы; раскружаливание покрытия с включением в работу вантовой системы, Л-образной опоры и оттяжек. После набора железобетонными опорными конструкциями 70 % прочности был осуществлен 1-й этап натяжения вант. Далее последовательно сверху вниз выполняли плавное раскружаливание наклонных оттяжек пилонов. Опускание выполнялось поэтапно шагом 50 мм с использованием винтовых домкратов, установленных в узлах опирания звеньев. Обеспечивались проектная геометрия и симметрия правой и левой оттяжек для одновременного включения их в работу. Перемещения середины оттяжек составили 600 мм по горизонтали и 300 мм по вертикали. После раскружаливания оттяжек выполнен контроль фактических величин усилий натяжения вант и координат контрольных точек для анализа их соответствия проектным данным. На основании анализа этих результатов проведен второй этап натяжения вант.
Раскружаливание покрытия и передача нагрузок на ванты выполнялись с помощью гидравлических домкратов, установленных на временных опорах под полукольцевой балкой. В процессе работ осуществлялась страховка домкратов наборными подкладками. Опускание (до зазора между опорой и конструкцией покрытия не менее 5 мм) производили со скоростью 10 мм/мин шагами, при которых разница в перемещениях на двух соседних опорах не превышала 50 мм. Для контроля усилий во временных опорах замерялись опорные реакции. После полного раскружаливания (вертикальные перемещения покрытия составили 350-380 мм) между верхом домкрата и полукольцевой балкой оставили страховочный зазор в 10 мм. В таком положении конструкцию выдержали в течение суток, затем демонтировали временные опоры.
На стадии проектирования рассматривался и другой вариант раскружаливания покрытия путем его поднятия натяжением вант. Предлагалась следующая схема: определение фактической опорной реакции во временной опоре; изонатяжение вант на усилие, зависящее от этой реакции; окончательное натяжение ванты, с использованием регулировочной гайки, до полного отрыва от временной опоры. Однако эксперимент на физической модели, проведенный в ЦНИИС, показал, что наиболее эффективным методом раскружаливания данного покрытия является опускание временных опор на домкратах.
По результатам компьютерного моделирования были разработаны таблицы координат и перемещений концов вант, проектных усилий в вантах на каждом этапе раскружаливания с учетом общей податливости сооружения. Для определения расчетной величины хода домкратов при раскружа-ливании была подобрана эквивалентная равномерно распределенная нагрузка, которая составила 2,11 кН/м2. Эту нагрузку уточняли по результатам замеров усилий в домкратах на временных опорах.
На стадии монтажа выполнялся мониторинг состояния несущих конструкций. Геодезическими методами (фирма «Юстас») фиксировались координаты 29 контрольных точек (на полукольцевой балке в местах крепления вант, на оголовке Л-образной опоры, в шарнирных узлах оттяжек, на опорах и т. д.), определялись стрелы провиса оттяжек, осуществлялся контроль хода домкратов. Замеры перемещений проводились на каждом этапе раскружаливания покрытия. Фирма «Фрейссине» проводила замеры усилий в вантах. Специалисты ЦНИИСК им. Кучеренко вели тензометрический контроль напряженного состояния основных несущих конструкций покрытия. Сравнительный анализ вертикальных перемещений контрольных точек полукольцевой балки и усилий в вантах по результатам расчетов на компьютерной модели (Моспроект-4), испытаний физической модели (ОАО ЦНИИС) и натурных замеров («Юстас» и «Фрейссине») приведен на рис. 4.31 и 4.32.
Изготовление и монтаж конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском
Похожие новости