НАУКА-СТРОИТЕЛЬНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ

Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Приемка и складирование конструкций усиления. Конструкции усиления для реконструируемого объекта принимаются от завода-изготовителя по комплектовочным ведомостям, сертификатам с обязательной проверкой соответствия марки стали проектным решениям. При этом устанавливается соответствие поперечных сечений, длины элементов проектным размерам конструкций, правильность выполнения сварных швов (высота и длина), болтовых соединений (диаметр, расстояние), а также качество выполненных в заводских условиях соединений (сварных, болтовых). В предварительно напряженных конструкциях проверяются сечения затяжек, качество выполнения анкерных креплений. Обнаруженные отклонения размеров от проектных не должны превышать допусков по СНиП 111-18-75, а обнаруженные при осмотре дефекты конструкций устраняют до начала монтажа.

Конструкции усиления складируются в непосредственной близости от места выполнения работ или размещают так, чтобы обеспечить минимальный объем погрузочно-разгрузочных операций и максимально использовать для этих целей технологическое оборудование реконструируемых цехов и объектов. Элементы и конструкции усиления при транспортировании и складировании укладываются на специальные подкладки и закрепляются на транспортных средствах за монтажные скобы и проушины скрутками из проволоки. Детали конструкций усиления, которые монтируются поэлементно, увязывают в пакеты. Канаты перевозятся в бухтах с внутренним диаметром не менее 2,5 м — при диаметре каната до 42 мм и 3,5 м — для каната с большим диаметром. Затяжки транспортируют, складируют и монтируют с надетыми фиксаторами и диафрагмами, которые должны быть взаимосвязаны проволочными скрутками.

Подготовительные работы должны обеспечивать безопасное и качественное выполнение всех работ по усилению, для чего оформляется наряд-допуск на их проведение в действующем цехе. К рабочему месту подводят при необходимости сжатый воздух, кислород, воду, пар с врезкой в существующие цеховые магистрали, устанавливают и подключают к электросети сварочные трансформаторы, производят перенос промышленных проводок, устанавливают средства пожаротушения.

До начала основных работ по усилению конструкций собирают и сдают в эксплуатацию монтажные механизмы, навесные блоки, устраивают якоря лебедок. При невозможности применения типовых приспособлений из-за стесненности фронта работ используют индивидуальные монтажные средства, изготовленные по специальным чертежам согласно СНиП 111-4-80 и соответствующие государственным стандартам. Выполняют испытания изготовленных приспособлений и оснастки в соответствии с требованиями Госгортехнад-зора.

Для безопасного производства работ ограждают опасные зоны, устанавливают указатели безопасных подходов в зону работ, укладывают переходные мостики, настилы, натягивают страховочные тросики, навешивают лестницы, люльки на конструкции для производства монтажных работ, устраивают защитные козырьки. Выводят из зоны работ по усилению мостовые краны, закрепляют и устанавливают тупиковые упоры.

В случае усиления конструкций при частичном снятии действующих нагрузок их разгружают от временных нагрузок: пыли, снега, материалов, инструментов. При этом ограничивают пребывание людей на рабочих площадках, в проходах галерей и т.п. без снижения интенсивности протекания технологического процесса производства. При необходимости уменьшения постоянных нагрузок используют временные опоры с домкратами, с помощью которых разгружают колонны и элементы ферм. Место установки временной опоры и требуемое усилие в домкратах определяют расчетами и указывают в ППР.

В подготовительный период на монтируемые элементы наносят оси, отметки, риски, в местах строповки просверливают отверстия с последующим обустройством монтажными приспособлениями. Канаты, используемые для затяжек, предварительно вытягивают на стенде с приложением усилия, превышающего проектное на 20%, и выдерживают под натяжением в течение 1 ч. Одновременно с вытяжкой проверяют прочность анкерных закреплений. При вытяжке не допускают раскручивания каната и превращения анкеров.

При необходимости создания предварительного напряжения гидравлическими домкратами последние тщательно тарируют по образцовым динамометрам. Тарировку выполняют тем же манометром, который используют на насосной станции. Если для создания предварительного напряжения применяют установку из двух или нескольких гидродомкратов, то их объединяют в систему с одной насосной станцией. Домкраты соединяют с насосной станцией гибкими высоконапорными шлангами (40 мПа).

Монтажные работы выполняют в соответствии с проектом производства работ (ППР), технологическими картами и СНиП 111-18-75, В случае невозможности применения обычных методов и средств производства монтажных работ различные поддерживающие элементы усиления (балки, шпренгели), используемые для усиления несущих конструкций (ферм, ригелей), устанавливают в проектное положение непосредственно с монтажных столиков. В этом случае поддерживающие элементы располагают на усиливаемых или других конструкциях, а затем домкратами, винтовыми и другими приспособлениями выводят в проектное положение

Для стесненных условий производства монтажных работ следует использовать специальные приспособления и устройства: захваты, балансирные и поворотные траверсы, опорные и инвентарные столики, упоры. Наводку конструкций усиления в проектное положение производят оттяжками из пеньковых или капроновых канатов. При этом запрещается принудительная подгонка конструкций усиления при их монтаже. На конструкциях усиления устанавливаются фиксаторы, упоры, направлющие и другие приспособления, которые обеспечивают упрощение выполнения монтажных процессов, увеличивают точность монтажа и повышают производительность труда. Устанавливаемые элементы усиления до их расстроповки должны быть надежно закреплены прихватками, болтами,  пробками,  струбцинами,  расчалками  и др.

Соединение элементов конструкций на болтах предусматривают: при невозможности выполнения сварных соединений из-за непригодности стали усиливаемых элементов конструкций к сварке; при усилении заклепочных соединений; при невозможности выполнения сварных соединений из-за пожаро- и взрывоопасности среды; для фиксации элементов конструкций усиления при монтаже. В первых трех случаях применяют болты повышенной точности или высокопрочные. В случае фиксации элементов в процессе монтажа применяют болты нормальной точности.

Диаметр отверстий под болты повышенной точности устанавливают по номинальному диаметру их стержней, либо вначале готовят отверстие меньшего диаметра с последующим рассверливанием на указанный выше диаметр после сборки деталей усиления с усиливаемой конструкцией. Контроль качества подготовленных отверстий осуществляют калибром непосредственно после рассверловки отверстий и сборки элементов. Разборка соединений после рассверловки не допускается.

При усилении конструкций с увеличением площади сечения и применении высокопрочных болтов предварительно тщательно очищают соприкасающиеся поверхности нового и старого металла от старой краски, ржавчины, масляных пятен и т.д., а также удаляют заусеницы в отверстиях и. по кромкам деталей. При этом соединяемые поверхности обрабатывают одним из следующих способов: химическим (растворами кислоты), ручным или механическим (с использованием    стальных    щеток,    пескоструйных   установок).

Гайки в высокопрочных болтах завертывают в два этапа. Вначале закручивают гайку обычным накидным ключом до отказа или пневматическим гайковертом типа ИП 3103, затем на гайку и шайбу наносят черту масляной краской, от которой отмеряют заданный угол доворачивания (например, при двух, трех пластинах в пакете, этот угол составляет для болтов М18 и М22 — 180°, а для болтов М24 и М27 — 120°) и после этого наносят черту, до которой любым ключом или гайковертом доворачивают гайку. Натягивают высокопрочные болты с контролем крутящего момента динамометрическими ключами или пневматическими гайковертами типа ИП 3106 или ИП 3205, при этом натяжное оборудование предварительно тарируют.

Производство работ по усилению конструкций под нагрузкой с применением сварки допускается при температуре: для конструкций из кипящих сталей — не ниже минус 5°С; для конструкций из спокойных и полуспокойных сталей при толщине свариваемых деталей до 30 м — не ниже минус 15°С; для конструкций из спокойных и полуспокойных сталей при толщине свариваемых деталей более 30 мм — не ниже 0°С.

При усилении слабонагруженных конструкций (напряжение в момент усиления не более 0,25 расчетного сопротивления) минимальная температура, при которой допускается производить работы,  может быть снижена до минус  15°С для  кипящих и минус 25°С - для спокойных и полуспокойных сталей. При более низких температурах для аварийных ситуаций предусматривают производство работ с применением болтовых соединений. В момент усиления исключают все подвижные нагрузки, передающие на усиливаемые конструкции удары и вибрации. При выборе электродов и сварочной проволоки учитывают группы конструкций и климатические районы строительства, указанные в СНиП П-23-81. При сварке сталей, различных по химическому составу, используют электроды, близкие к наиболее легированной стали. Толщина швов за один проход не должна превышать 6 мм, в противном случае сваривают слоями. При этом каждый последующий слой накладывают после остывания предыдущего до t = 100°С. Диаметр электрода принимают при высоте шва менее 8 мм — 3 мм; при высоте больше 8 мм — 4 мм. Сварка ведется с учетом соблюдения технологической последовательности и порядка наложений швов. В случае усиления конструкций увеличением сечения вначале накладывают расчетные швы по концам детали в направлении от ее торца к середине, а затем выполняют приварку по всей длине усиливаемого элемента от середины к краям. При усилении балок и ферм с применением сварки сначала усиливают нижние пояса, а затем верхние при том же порядке наложения швов. Для элементов из уголков наложение швов начинают со стороны пера уголка — от края фасонки, после этого переходят к наложению шва второго парного уголка с обратной стороны той же фасонки, затем накладывают швы по перу уголков с противоположного конца элемента у второй фасонки, а затем переходят к наложению швов по обушку уголков в той же последовательности.  Ребра жесткости приваривают одновременно с двух сторон два сварщика, при этом продольные ребра приваривают к поперечным ребрам, а затем к стенке балки.

При усилении длинномерных элементов сварку выполняют от середины элемента к краям обратноступенчатым способом (длина ступени 0,1—0,4 м), при этом ступень выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки. Длина ступени зависит от толщины свариваемого металла — чем толще прокат, тем меньше длина ступени. Если швы накладываются за несколько проходов, то общее направление в последующем проходе меняется на противоположное. Окончания ступеней в этом случае в смежных слоях не должны совпадать.

Вертикальные швы выполняют в направлении снизу вверх. При необходимости ведения вертикальной сварки сверху вниз электрод ставят сначала в положение, а после образования капли опускают ниже в положение //, образуя следующий кратер и удерживая возможно более короткой дугой каплю металла от стекания вниз. Вертикальные швы сваривают электродом диаметром более 4 мм на несколько пониженном токе (160А) для получения не слишком большого объема жидкого металла в кратере шва.

При выполнении стыковых соединений между усиливающими и усиливаемыми элементами допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва, а также сварка на остающейся стальной подкладке. При усилении конструкций, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки, швы выполняют с плавным переходом к основному металлу, лобовые швы устраивают с отношением катетов 1:1,5, а фланговые - 1:1, валик шва выполняют с вогнутой поверхностью, концы фланговых и лобовых швов механически обрабатывают.

Созданию предварительного напряжения на усиливаемые конструкции  предшествует установка деталей  крепления анкерных и натяжных устройств, монтаж связей, диафрагм, фиксаторов, обеспечивающих устойчивость конструкций при усилении. В условиях действующего предприятия предпочтение следует отдавать механическим способам создания предварительного напряжения, так как они наиболее просты, обеспечивают достаточную точность и могут применяться без ограничений при любых технологических условиях действующего промышленного производства.

Для создания предварительного напряжения механическим способом применяют установки с гидравлическими домкратами, динамометрические ключи, винтовые распорки и стяжки, натяжные параллелограммы, полиспасты, тали, тяжи, талрепы, кроме того, используют пригруз и распорные устройства. Выбор средств натяжения обосновывается величиной требуемого усилия натяжения, особенностями конструкции затяжки и производственными возможностями. При создании больших усилий применяют натяжные устройства с толкающими гидравлическими домкратами, при небольших усилиях — тали, тяжи, стяжки, тянущие домкраты

Натяжение рекомендуется осуществлять одним из следующих способов: натяжением затяжек с упором на жесткую часть конструкции; стягиванием затяжек или шпренгелей; оттягиванием затяжки в поперечном направлении.

Затяжки можно натягивать с одной стороны. Если в опорных узлах нет места для установки домкратов, то натяжение выполняют вторым или третьим способом. При этом применение третьего способа позволяет значительно уменьшить тяговое усилие натяжного устройства. После натяжения положение затяжки фиксируют диафрагмами, ребрами, упорными столиками, накладками и т.д.

Напряжение контролируют по величине усилия в домкратах, определяемого по показаниям манометров и по удлинению канатов, регистриуемому прогибомерами. Отклонения показаний манометров и прогибомеров от теоретических значений не должны превышать 3%, а расхождения в значениях усилия напряжения, вычисленных двумя различными способами, не должны отличаться более чем на 6%. После натяжения, контроля и фиксации положения затяжки допускается снимать натяжное устройство.

Дополнительные опоры подводят под усиливаемую конструкцию с помощью стреловых кранов. Включение в работу установленных дополнительных опор, а также разгрузку усиливаемых конструкций выполняют одним из следующих способов: раздвижкой телескопической стойки домкратами; выжиманием опоры   с   помощью   винтовых  приспособлений;   подклиниванием опоры; стягиванием ветвей опоры, выполненных с переломом; установкой специального распорного устройства.

Раздвижку телескопической стойки выполняют домкратами, установленными между упорами на внешней и внутренней трубах. После раздвижки стойки и контроля ее удлинения фиксируют положение опоры приваркой направляющих ребер к внутренней трубе. Винтовые приспособления устанавливают в нижней части опоры. После выжимания опоры производят обварку гаек и обетонирование башмаков. Опоры подклинивают специальной установкой, которая вдавливает клинья в зоне опорной плиты башмака колонны между фундаментом и наклонными направляющими. После выжимания колонны клинья приваривают и под башмак подливают бетон. Стягивание ветвей опор, выполненных с переломом, производят винтовыми стяжными муфтами, устанавливаемыми в зоне уширения после монтажа конструкций усиления. После стягивания ветвей (когда оси всех элементов составят прямую линию) в местах переломов наваривают накладки, а винтовые стяжные муфты удаляют, заменяя их горизонтальными планками.

Специальное распорное устройство удерживают в сжатом состоянии под усиливаемой конструкцией с помощью фиксаторов, причем пружину сжимают на несколько большую величину, чем расстояние между опорой и усиливаемым элементом. После установки устройства регулирующие гайки на стяжных болтах откручиваются для передачи пружиной расчетного усилия распора на усиливаемую конструкцию. После закрепления деталей усиления распорное устройство демонтируют, выполняя операции в обратном порядке.

Дополнительные балочные конструкции включают в работу с помощью домкратов или винтовых приспособлений в такой последовательности: на нижнюю полку балки усиления, прикрепленной к усиливаемой балке хомутами, навешивают захватно-натяжное устройство, снабженное гидродомкратом, и фиксируют в требуемом положении упорами. После этого между усиливаемой и усиливающей балками гидродомкратом создают распор и в образовавшийся зазор вставляют прокладки. При усилении легких балочных конструкций (типа прогонов) включение в работу балок усиления следует выполнять с помощью выжимного устройства, представляющего собой гайку, упирающуюся в столик, и винт, который упирается в полку усиливаемой конструкции.

 ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

 ПРОЕКТЫ. Составление проекта производства работ

 Строительные нормы и правила (СНиП) являются сводом основных ...

 Проектирование работ и организация труда

 ПОЛОЖЕНИЕ О ПРАВАХ МАСТЕРА НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОБЩИЕ ПРАВИЛА

 ОХРАНА ТРУДА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. Нормы и правила техники безопасности ...

 Монтаж сборных конструкций. Сварочные работы при монтаже

 ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ...

 Сдача в эксплуатацию

 профсоюз. Профессиональные союзы осуществляют общественный ...