Навесной способ монтажа пролетных строений

Навесной монтаж металлического пролетного строения

Навесной монтаж пролетного строения — это такой способ монтажа, в следствии чего собираемая (укрупненная) часть пролетного строения образует консоль которая является несущим элементом для последующего монтажа краном.

При навесной сборке пролетного строения применяют ту же строительную технику (механизмы), что и для полунавесной сборке. Чаще всего для монтажа используют мачтовый деррик-кран типа УМК-2, который крепится к верхнему поясу фермы.

Навесной монтаж пролетного строения — stroyone.com

Работа деррик-кран УМК-2 при навесном монтаже фермы

Преимуществам метода навесного монтажа следует отнести:

• возможность монтажа мостов больших пролетов из блоков полной заводской готовности;
• универсальность, характеризуемая возможностью применения при любых местных условиях, с подачей в необходимых случаях блоков к месту сборки на плавсредствах или по готовой части моста;
• возможность унификации конструкций пролетных строений и монтажного оборудования;
• независимость производства работ от атмосферных условий;
• сокращение продолжительности сооружения мостов за счет параллельности производства работ по возведению опор и изготовлению блоков, а также за счет высокого темпа сборки пролетных строений;
• значительное сокращение потребности во временных вспомогательных сооружениях и монтажном металле по сравнению с методом сборки на подмостях или при помощи плавучих опор;
• минимальную трудоемкость работ, выполняемых непосредственно в пролете.

Недостатками метода навесного монтажа являются:

• наличие в конструкции монтажных швов;
• необходимость организации полигонов с тяжелым крановым оборудованием и соответствующих транспортных средств;
• потребность в мощном краново-монтажном оборудовании.

Виды навесного монтажа пролетного строения

Навесной монтаж металлического пролетного строения — stroyone.com

Навесная сборка пролётного строения может производиться или в одном направлении или с двух сторон к середине, причём в последнем случае для окончания монтажа требуется проведение операции по замыканию пролётного строения, т. е. по соединению обеих частей его в одно целое. При уравновешенной сборке пролеты собираются равномерно то есть симметрично от опоры Исходя из перечисленного различают такие разновидности сборки:

Сборка от опоры к опоре металлической фермы

Навесная сборка фермы от опоры к опоре — stroyone.com

Работа деррик-кран УМК-2 при навесном монтаже фермы

Рис. 1 (Схема навесного монтажа от опоры к опоре многопролетного моста, перекрытого разрезными балочными фермами)

Схема навесного монтажа от опор к середине пролета многопролетного моста, перекрытого разрезными балочными фермами

Собираемое пролётное строение временно присоединяется к предыдущему при помощи вспомогательных элементов В11—В1 и Н12—НО (Рис.1 и Рис.2). Если монтажные напряжения превышают допускаемые, то приходится устраивать временные промежуточные опоры, количество которых диктуется максимальной допускаемой длиной консоли.

В случае если третий пролёт полностью собирается навесу (Рис. 1), то первые панели второго пролёта следует добавочно загрузить, чтобы обеспечить надлежащую устойчивость пролётного строения. Аналогично собираются последующие пролёты неразрезных ферм.

При необходимости навесной сборки первого пролёта надо собрать на берегу противовесное пролётное строение и к нему присоединить собираемое навесу пролётное строение первого пролёта. Так как при готовых устоях и насыпи сборка противовесного пролётного строения производится на выложенных на насыпи клетках, то после разъединения пролётов собранное навесу пролётное строение приходится опускать на высоту шкафной части устоя.

Такой способ монтажа может оказаться целе­сообразным для моста с несколькими пролётами, когда противовесное пролётное строение может быть после разборки использовано в одном из пролётов.

Сборка от опоры к середине пролета металлической фермы 154 метра

Рис. 2 (Схема навесного монтажа от опор к середине пролета многопролетного моста, перекрытого разрезными балочными фермами)

При сборке от опор к середине пролета (Рис.2) довольно сложной операцией является наведение стыков в горизонтальных и вертикальных плоскостях в момент замыкания пролетного строения. Поэтому такой способ применяется в основном при монтаже арочных мостов или для сборки единичных русловых пролетных строений большой длины, когда к ним с обеих сторон примыкают пролетные строения меньшей длины, а сооружение временных опор в русле невозможно.

При монтаже пролетного строения навесным способом от опоры к опоре (рис.1) усилия в корне консоли будут значительно большими, чем при монтаже от опор к середине пролета.

Сборка арки от опоры к середине пролета

Один из ярких примеров применение технологии навесного монтажа металлического пролетного строения от опор к середине пролета было использовано в 1932 году при строительстве однопролетного арочного моста в Харбор Бридж в Сиднее.

Дополнительные меры при навесном монтаже

Если элементы конструкции при навесном монтаже не могут воспринять монтажную нагрузку, прибегают к одной из следующих мер:

• усиляют пролетное строение дополнительными элементами В11—В1 и Н12—НО (Рис.1 и Рис.2 ). В этом случае монтаж значительно усложняется. Особенно ответственна операция по снятию элементов усиления после установки пролетного строения на опорные части;
• подбирают сечения элементов конструкции с учетом нагрузок, возникающих при навесной сборке. Так, например, в типовых железнодорожных разрезных и неразрезных балочных пролетных строениях длиной 44 — 110 м, монтируемых обычно навесным способом, в работу нижних поясов на сжатие включаются продольные балки конструкции проезжей части;
• устраивают приемную консоль на длину одной или двух последних панелей (Рис. 4)

Рис. 4 (Схема навесного монтажа при включении в работу приемной консоли).

• усиляют пролетное строение над опорой шпренгелем (рис.5).

Рис. 5 (Схема навесного монтажа при включении в работу надопорного шпренгеля).

Навесной монтаж металлического пролетного строения с шпренгелем

Перечень работ перед навесным монтажом

• на складе укрупненных элементов подготовляют и размещают в порядке подачи все элементы болты и пробки, необходимые для бесперебойной работы смены монтажников;
• проверяют, испытывают и приводят в исправное состояние монтажный кран, строповочные приспособления, расчалки, динамометрические ключи, монтажный инструмент и средства индивидуальной защиты;
• подготовляют все материалы, требующиеся в процессе монтажа для устройства временного железнодорожного пути, подвесных подмостей и пешеходного мостика, а также покрасочный и шпаклевочный материал;
• под руководством опытного рабочего из состава бригады, ведущей монтаж, грузят укрупненные элементы на вагонетку и подают их под монтаж;
• навесные монтажные люльки, лестницы и страховочные тросы закрепляют на элементах перед подачей краном к месту установки.

Указания по навесному монтажу металлических пролетных строений

1. Навесной монтаж выполнять при условии наличия полного комплекта элементов пролетного строения и высокопрочных болтов для завершения монтажа.
2. Для непрерывного ведения монтажа конструкции заблаговременно очищают и укрупняют.
3. Подачу укрупненных элементов и отдельных деталей на монтаж производят в порядке, соответствующем последовательности монтажа разработанной проектной организация. Монтаж металлических пролетных строений навесным способом производят в соответствии с ППР, утвержденным конкретно для данного объекта.
4. Навесной монтаж ведут посредством жесткого деррик-крана УМК-2, перемещаемого по верхнему поясу пролетного строения.
5. При различной высоте смежных пролетных строений и при полигональном очертании верхнего пояса пролетного строения монтажный кран можно размещать на проезжей части с использованием специальной подставки, позволяющей производить подачу элементов под кран.
6. Укрупненные элементы подают к месту монтажа мотовозом на вагонетках ЦНИИС. На каждом элементе заблаговременно отмечают масляной краской центр тяжести элемента и места его строповки. Каждый элемент на вагонетке должен лежать на деревянных подкладках в устойчивом положении.
7. При навесной сборке работы по устройству соединений на высокопрочных болтах ведут в два этапа:
   • 1-й этап—постановка пробок и высокопрочных болтов в количестве, предусмотренном проектом организации работ;
   • 2- й этап—заполнение всех отверстий и замена пробок высокопрочными болтами с затяжкой всех болтов динамометрическим ключом на расчетное усилие и контролем натяжения болтов.
8. Монтажный кран передвигают к месту следующей стоянки только после установки в монтажных стыках расчетного количества болтов и пробок.Суммарное количество пробок и высокопрочных болтов, затянутых на проектные усилия, должно составлять не меньше 20% количества отверстий в соединении. При этом пробок должно быть не менее 10% количества отверстий и не менее 2 шт., а болтов—не менее 10% от количества отверстий и не менее 1 шт. (смотри ВСН 173-70, п. 9.5). Монтажные пробки и болты устанавливают в определенных местах основных узлов.
9. Для предотвращения смещения элементов относительно друг друга и неравномерной передачи усилий затяжку высокопрочных болтов производят в разбежку от середины к краям стыка и с таким расчетом, чтобы болты на концах стыка или элемента затягивались в последнюю очередь
10. При установке высокопрочных болтов выполняют следующие требования:
    • болты и гайки перед постановкой их в конструкции очищают от грязи, смазки, ржавчины;
    • гайки должны быть провернуты по всей резьбе болта без применения смазки, резьбу гайки (но не болта) смазывают перед окончательной затяжкой болта;
    • гайки затягивают до заданной проектом величины с помощью динамометрических ключей;
    • тарировка ключей должна контролироваться два раза в смену (перед началом работ и в середине смены) с регистрацией в журнале контрольной тарировки ключей;
    • гайки, затянутые до заданного крутящего момента, ничем дополнительно не закрепляют;
    • степень натяжения болтов проверяют в присутствии представителя заказчика.
    • Если в соединении обнаружится хотя бы один болт, усилие затяжки которого на 5% ниже или на 20% выше нормативного усилия, контролю подлежат все болты данного соединения.
      

      Количество болтов в соединении	Количество болтов, подлежащих контролю
      ДО 5	100%
      5-20	не менее 5 болтов
      свыше 20	25%

11. В процессе монтажа должны своевременно оформляться акты приемки узлов и соединений под установку высокопрочных болтов по форме 6.2, а также вестись следующие журналы:
    • монтажных работ;
    • контроля качества очистки элементов стальных мостовых конструкций с соединениями на высокопрочных болтах;
    • контрольной тарировки ключей для натяжения высокопрочных болтов по форме;
    • постановки высокопрочных болтов.

Порядок монтажа элементов пролетного строения

1. монтируются нижние пояса ферм;
2. устанавливаются нижние продольные и поперечные связи;
3. устанавливается продольная балка проезжей части моста;
4. монтируются восходящие или нисходящие раскосы;
5. ставятся продольные и поперечные связи верхнего пояса предшествующей панели (отставание в сборке продольных и поперечных связей более чем на две панели, включая монтируемую, не допускается);
6. производится передвижка крана на очередную стоянку (на одну панель по ходу монтажа);
7. устанавливается поперечная балка;
8. монтируются стойки (или подвески);
9. монтируются верхние пояса.
10. Затем цикл повторяется.
11. Схему последовательности монтажа должна соответствовать ППР

Основные положения при монтаже пролетного строения

1. Элементы с тележки подают на монтаж при строго вертикальном положении грузового полиспаста монтажного крана;
2. Место установки вагонетки под монтажным краном фиксируют прочно закрепленными упорами на рельсах временного железнодорожного пути, полностью исключающими возможность падения вагонетки; Собранные секции должны образовать замкнутые треугольники, обеспечивающие устойчивость и неизменность сооружения на всех стадиях монтажа;
3. Заводку элементов в узел производят вертикально опусканием элемента сверху под действием собственного веса. При заводке элемента в «вилку» зазор «вилки» необходимо заранее проверить и отрегулировать;
4. Совмещение отверстий в монтируемых конструкциях производят сборочными колками, исключающими возможность повреждения отверстий. Производить совмещение монтажных отверстий подтягиванием элементов краном, а также натяжку несовпадающих отверстий оправками с помощью кувалды запрещается;
5. При установке пробок пользуются молотком весом не более 2 кг;
6. Пояса, раскосы, подвески и стойки стропят двухпетлевыми стропами длиной 5 м и диаметром 22 мм с серьгами в обхват. Строповка на удавку без серег не рекомендуется. Связи стропят универсальными (кольцевыми) стропами из мягкого троса длиной L=2м и диаметром Ø15 мм.
   • Для строповки продольных и поперечных балок применяют захваты с болтовыми соединениями. Чтобы стропы не перетирались, между ними и элементами в месте соприкасания укладывают деревянные прокладки;
7. Нельзя подавать на монтаж элементы с загрязненной и покрытой ржавчиной поверхностью стыкования. Если срок очистки поверхностей превысил трое суток, их подвергают повторной пескоструйной очистке. На случай непогоды наготове держат брезентовые чехлы для укрытия очищенных поверхностей.
8. В зависимости от системы пролетного строения и веса закрепление его и устойчивость осуществляют устройством противовесов или анкеров.
   • Так, например, при сборке консольных и неразрезных пролетных строений закреплением может служить противовес, представляющий собой заранее смонтированную каким-либо иным способом часть пролетного строения.
9. При сборке разрезных пролетных строений многопролетного моста каждое соседнее пролетное строение может быть также использовано в качестве противовеса, для чего их соединяют между собой временными стяжками.
   • В случае монтажа однопролетного моста, а также крайних пролетов многопролетных мостов пролетное строение можно закрепить анкерными тягами из стальных тросов (при малых пролетах) или специальными тягами при сборке мостов больших пролетов.
10. Во время монтажа собираемая навесу часть пролётного строения работает как консоль или балка, заделанная одним концом, то она должна находиться в условиях, при которых такая работа является возможной, причём в некоторых случаях эти условия обеспечиваются самой системой ферм, а в других случаях их приходится создавать искусственно.

Охраны труда и техника безопасности при навесном монтаже пролетного строения

• все рабочие, работающие на высоте, проходят специальную медицинскую комиссию, обучение и особый инструктаж;
• монтажники конструкций обеспечиваются средствами индивидуальной защиты—верхолазными поясами, мягкой нескользящей обувью, касками;
• наводку элементов производят только с помощью оттяжек (категорически запрещается делать это непосредственно руками);
• при затяжке всех болтов до расчетного усилия отставание допускается не более чем на три панели, включая монтируемую;
• при ведении монтажных работ в русле реки в районе строительства должны постоянно дежурить спасательные плавсредства (лодки, катера);
• подвесные подмости сооружают по проектам, утвержденным главным инженером треста; перед эксплуатацией их освидетельствует комиссия, оформляющая акт приемки.
• Разборка подмостей может вестись в тех панелях, где полностью закончена постановка и затягивание болтов до расчетного усилия.

Навесной монтаж в строительстве железнодорожного моста через р. Днепр в городе Днепр

Конструкция железнодорожного моста

Русло реки перекрыто металлическими разрезными пролетными строениями с треугольной решеткой, с ездой понизу длиной по 82,04 м.

Пролетные строения под один железнодорожный путь запроектированы по аналогии с типовыми проектами. Каждое пролетное строение высотой 11,25 м, шириной между осями главных ферм 5,7 м разбито на 10 панелей по схеме 8,25 х 4 + 8,02 х 2 + 8,25 х 4 м.

Элементы поясов и сжатые раскосы главных ферм выполнены клепаными коробчатого сечения, остальные — сварные Н — образного сечения. Мостовое полотно состояло из металлических поперечин, изготовленных из парных швеллеров, тротуары — из сборных железобетонных плит, опирающихся на металлические консоли, прикрепленные к стенкам продольных балок проезжей части. Для прокладки коммуникаций на тех же консолях укладывали специальные короба.

Монтажные соединения выполнены на высокопрочных болтах диаметром 22 мм, изготовленных из стали 40Х
Масса пролетного строения 291 т. Всего на строительство моста необходимо было собрать металлоконструкций пролетных строений моста более 6000 т и установить 383000 высокопрочных болтов, общей массой около 223 т.

Технология навесного монтажа

Пролетные строения монтировали навесным способом из заранее укрупненных элементов, подаваемых к месту сборки на плавсредствах. Для обеспечения разгрузки прибывающих на железнодорожном транспорте элементов металлических пролетных строений и подготовки их к монтажу на левом берегу реки была организована строительная площадка с комплексом необходимых сооружений.

На строительной площадке были уложены железнодорожные пути, смонтирован козловой двухконсольный кран типа КСК-30-42 грузоподъемностью 30 т, обслуживающий площадку шириной 60 м, построена стационарная компрессорная с компрессором общей производительностью 80 м 3 /мин, уложена сеть воздухопровода, установлен кран УМК-2 для погрузки на плавсредства укрупненных элементов.

Перед укрупнительной сборкой производили пескоструйную обработку соединяемых поверхностей. После очистки соединяемых поверхностей основных элементов главных ферм и фасонок их укрупняли с помощью высокопрочных болтов.

Элементы продольных балок проезжей части объединяли попарно связями в пространственные блоки с присоединением к ним элементов тротуарных консолей.
Навесной монтаж первого пролета вели с использованием в качестве противовеса анкерного пролетного строения, собранного на берегу на насыпи подхода.

Такое решение продиктовано экономической целесообразностью , так как сооружение сборочных подмостей в первом пролете затруднено тем, что дно реки загромождено металлом и камнем — остатками разрушенного во время войны существовавшего рядом моста.
Собирали, а впоследствии и разбирали противовесное пролетное строение консолью крана типа КСК-30-42, обслуживающего стройплощадку. Краном типа КСК-30-42 были смонтированы также основной сборочный монтажный кран типа УМК-2 и вспомогательный кран Зубача.

К навесному монтажу первого пролетного строения краном типа УМК-2 приступили после установки соединительных элементов и контргруза на анкерном пролете. Элементы подавали под монтажный кран на плавсредствах. После опирания монтируемого пролетного строения на промежуточную опору включали в работу и задний монтажный кран Зубача.

Соединительные элементы демонтировали краном Зубача после поддомкрачивания смонтированного пролетного строения на промежуточной опоре и снятия усилий.

Затем на опорных нижних узлах смежных пролетных строений с задней стороны смонтированного пролетного строения устанавливали анкерное устройство и соединительные элементы, а потом начинали краном типа УМК-2 монтировать следующее пролетное строение. Одновременно на ранее смонтированном пролетном строении вспомогательным краном Зубача выполняли работы по сборке пролетного заполнения, установке элементов проезжей части и т. д.

При навесном монтаже металлических пролетных строений одной из наиболее трудоемких работ является устройство подмостей для размещения рабочих, монтирующих соединения в верхних и нижних узлах ферм. На строительстве моста через р. Днепр были предложены и успешно применены монтажные подмости нового типа.

Монтажные подмости состояли из двух частей:

• верхних подмостей, подвешенных к сборочному крану, оборудованных поворачивающимися люльками,
• нижних катучих подмостей на реконструированных нижних смотровых тележках.

Верхние подмости подвешены к раме монтажного крана типа УМК-2. Подмости состоят из несущих консольных балок и комплекта подвесных площадок:

• четырех неподвижных
• восьми поворотных (по четыре с каждой стороны пролетного строения).

Поворотные площадки поворачиваются на шарнирах и занимают рабочее или транспортное положение. В рабочем положении площадки охватывают подходящие к узлу горизонтальные связи, в транспортном — отводятся в наружную сторону ферм для беспрепятственного передвижения крана с подвесными подмостями.

Применение подмостей нового типа создало благоприятные условия для высокопроизводительного труда монтажников и полностью исключило устройство временных подмостей и лесов.

Высокопрочные болты и их натяжение

Монтажные соединения при навесном монтаже выполнены на высокопрочных болтах диаметром 22 мм. На каждом пролетном строении устанавливали более 25000 болтов. Высокопрочные болты натягивали с регулированием усилий по моменту закручивания с применением ручных динамометрических ключей.

При натяжении болтов применяли малые гайковерты типа ИП3109, создающие момент закручивания 20 — 25 кгс∙м, большие гайковерты типа ИП3106, создающие момент закручивания 150 кгс∙м, и динамометрические ключи.

Натяжение болтов динамометрическими ключами до проектного усилия трудоемкая работа. С целью ее механизации в опытном порядке болты натягивали в одну стадию с регулированием усилий по углу поворота гаек с применением серийных тарированных пневмогайковертов типа ИП3106. Применение одностадийного натяжения позволяет в 2 раза снизить трудоемкость работ по сравнению с общепринятой технологией натяжения болтов ручными динамометрическими ключами.

Источник