1
Технология монтажа стальных конструкций.
Стальные конструкции металлокаркасов зданий (колонны, фермы, балки, связи) устанавливают россыпью, отдельными конструкциями или блоками конструкций.
Перед началом монтажа элементов каркаса проверяют правильность установки фундаментов и анкерных болтов. Положение фундаментов выверяют геодезическими инструментами, проводят проверку отметки поверхности фундаментов, опорных листов и их положение в плане относительно поперечных и продольных осей, отметки и положение в плане анкерных болтов, длину их нарезки. Реальное положение фундаментов и анкерных болтов фиксируется на исполнительном чертеже и сверяется с проектными размерами.
Отклонения при проверке осей фундаментов под стальные колонны не должны быть больше указанных в СНиП. Особенно тщательно проверяют положение фрезерованных поверхностей плит, уложенных на фундаменты для безвыверочной установки колонн.
Если отклонения превышают допустимые, фундамент надо исправить.
Стальные колонны обычно устанавливают целиком, а тяжелые собирают из двух-трех элементов. Процесс установки колонны в проектное положение состоит из операций ее захвата, подъема, наводки на опоры или встык, выверки и закрепления. Колонну захватывают стропами или полуавтоматическими захватными приспособлениями. Под стропы, в местах соприкосновения со стальными элементами колонн, кладут подкладки (деревянные или из труб, разрезанных вдоль пополам). Перед подъемом на колонну навешивают лестницу для последующего снятия стропов.
Подъем колонн производят поворотом или скольжением.
Точность установки колонн зависит от характера опирания их башмаков на фундаменты. Различают следующие способы опирания башмаков.
без последующей подливки цементным раствором непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки.
на подлитые цементным раствором стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью, плиты предварительно устанавливаются и выверяются.
на заранее установленные опорные детали балки, рельсы или на бетонные ребра, опорная поверхность которых выверена, с последующей подливкой башмаков колонн цементным раствором.
На практике применяют и более упрощенный метод опирания башмаков на поверхности фундаментов, на 2 - З см не доведенных до проектной отметки. В этом случае башмаки устанавливают на две-три металлические подкладки, которые сваривают между собой и приваривают к башмаку. Количество подкладок и их расположение определяют, когда выверяют колонны. После установки и закрепления колонн, их башмаки подливают цементным раствором.
При стыковании элементов колонн по вертикали верхний элемент поднимают и на весу наводят встык с подмостей, укрепленных на нижней ветви колонн. Выверяют колонны геодезическими инструментами и отвесами. При этом проверяют положение колонн в плане, их вертикальность и отметки опорных поверхностей для конструкций, устанавливаемых на колонны. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускаемых. Колонны, как правило, закрепляют анкерными болтами.
Колонны высотой до 15 м с узкими башмаками закрепляют на фундаментах двумя или четырьмя болтами и дополнительно в плоскости наименьшей устойчивости расчалками, которые крепят к фундаментам или переносным якорям и снимают после окончательного закрепления колонн. Колонны высотой более 15 м и шарнирно опертые в дополнение к анкерным болтам закрепляют способами, специально разработанными для каждого случая (четырьмя расчалками, подкосами, распорками и др.
Для придания колоннам устойчивости рекомендуется вслед за установкой очередной колонны монтировать связи о подкрановые балки. Если первая пара колонн установлена без постоянных связей, надо сразу закрепить их временными связями.
Процесс установки балок так же, как и колонн, включает операции захвата, подъема, установки на опоры или заводки встык, выверки и закрепления. Стальные балки захватывают стропами или клещами. Под стропы укладывают защитные прокладки. Легкие балки, ригели и т.п. можно поднимать группами в обойме, что дает возможность лучше использовать грузоподъемность крана. Балки поднимают и на весу опускают на опоры. Наводят балки на опоры рабочие, находящиеся на подмостях, установленных на колоннах. Тяжелые балки (например, подкрановые в мартеновских цехах и др.) монтируют из отдельных элементов, соответствующих грузоподъемности монтажного крана. Для опирания частей балок до их окончательного закрепления в местах их стыковки в пролете устанавливают временные монтажные опоры.
Тяжелые балки можно также поднимать целиком двумя кранами большой грузоподъемности. Экономичность выбранного способа должна быть проверена расчетами.
Балки перекрытий и подкрановые балки выверяют в процессе их установки до снятия крюка крана. Подкрановые пути, требующие повышенной точности установки, выверяют участками (между температурными швами) после того, как выверены и закреплены конструкции основного каркаса здания (колонны, фермы, связи, балки.
Выверка подкрановых балок геодезическими инструментами, уровнем и стальной лентой включает проверку их положения в плане, отметок верхних поверхностей, вертикальности стенок, расстояния между двумя параллельными балками, разности уровней балок в стыках, смещения в стыках. Положение балок исправляют ломиками, металлическими подкладками и домкратами. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускаемых СНиП.
Балки закрепляют заклепками, болтами (высокопрочными, нормальной и повышенной точности) и сваркой. Для временного закрепления балок, стыкуемых на заклепках и болтах, надо заполнить не менее 40% отверстий, в том числе 10% пробками и 30% болтами. Сварные стыки временно прихватывают. Количество, размеры и длину прихваток, воспринимающих монтажные нагрузки, определяют расчетом и указывают на чертежах.
Фермы и связи.
Фермы и связи устанавливают только после выверка и окончательного закрепления колонн и связей по ним. В большинстве случаев грузоподъемность монтажных кранов допускает монтаж укрупненных блоков, состоящих из двух ферм, рам фонарей и связей. Такие блоки собирают в зоне действия монтажного крана.
В панелях, где между двумя соседними фермами связи для придания блоку достаточной жесткости проектом не предусмотрены, устанавливают временные горизонтальные и диагональные связи, образующие гибкий блок. Жесткие блоки, в которых фермы соединены постоянными горизонтальными и вертикальными связями, обладают достаточной устойчивостью во время подъема и после завершения установки в проектное положение.
Фермы, спаренные в монтажные блоки, захватывают не менее чем за четыре точки. Для их подъема используют стропы и траверсы, оборудованные захватами дистанционного управления. Для лучшего распределения усилий при подъеме блока траверсы располагают перпендикулярно к верхним поясам ферм, что способствует передаче на их элементы только вертикальных сил.
Конструктивные и конструктивно-технологические блоки покрытий, состоящие из подстропильных и стропильных ферм, фонарей, связей, прогонов, несущего настила покрытия, утепления, кровли, остекления фонарей, трубопроводов и электропроводок, собранные на конвейерной установке, устанавливают в проектное положение кранами грузоподъемностью 5060 т непосредственно с тележек, поступающих с конвейерной линии.
Если фермы монтируют по одной, их захватывают за узлы верхнего пояса не менее чем в двух точках, для чего используют стропы или траверсы с захватами дистанционного управления. При подъеме фермы за две точки в ее поясах могут возникнуть усилия, противоположные расчетным. В таком случае верхний пояс будет растянут, нижний сжат. При недостаточной жесткости поясов они могут изогнуться из плоскости ферм. Чтобы избежать такой деформации, следует захватывать фермы за узлы, расстояние между которыми примерно равно 0,67L (L – длина фермы), или захватывать фермы за четыре точки.
Если эти меры по расчету не обеспечивают достаточной устойчивости поясов ферм, их нужно усилить брусьями или пластинами, которые закрепляют с двух сторон болтами или хомутами. Для предотвращения раскачивания блоков или ферм при подъеме к их концам должны быть прикреплены две пеньковые оттяжки, которые монтажники придерживают и направляют фермы. Блоки и фермы поднимают на высоту выше отметки опоры на 0,5 - 1 м. затем опускают, наводя их монтажными ломиками на опорные болты, и сразу же закрепляют.
Когда фермы монтируют по одной, начинают всегда со связевой панели. Первую ферму раскрепляют не менее чем четырьмя временными расчалками, и сразу же после установки второй фермы монтируют постоянные связи. Каждую последующую ферму до снятия стропов крепят к установленным постоянным или временным связям.
Фермы выверяют сразу после их установки. Отметки опорных узлов ферм проверяют нивелирами или переносят отметки с нижнего уровня на верхний, вертикальность ферм — отвесом, их прогиб из плоскости — натягиваемой проволокой, а расстояние между верхними поясами ферм — стальными лентами или шаблонами. Отклонения от проектных размеров возможны только в пределах, допускаемых СНиП.
Для установки ферм на смонтированные колонны навешивают подмости, а на фермы перед установкой временных или постоянных связей надо навешивать подмости вдоль нижнего пояса по всей его длине. При работе на верхнем поясе пользуются переносными люльками. Кроме того, до подъема ферм на каждой из них закрепляют трос для безопасного перемещения монтажников по нижнему поясу. После установки, выверки и последующего закрепления очередного блока или фермы на них укладывают плиты покрытия симметрично относительно середины пролета (от середины к краям). При наличии фонарей, укладка плит выполняется симметрично от фонаря к краям по обе стороны от него, далее - по фонарю от края к краю.
Обработка стыков колонн, балок и ферм.
Стыки стальных колонн, балок, ферм закрепляют болтами нормальной и повышенной точности, высокопрочными болтами и электрической сваркой. Сборку узлов конструкций стальных каркасов на заклепках применяют редко, главным образом в цехах с тяжелым температурным режимом и большими крановыми нагрузками (сталеплавильных, прокатных и др.), а также в мостовых конструкциях.
Установка болтов нормальной и повышенной точности - несложный процесс. Под головки болтов и под гайки подкладывают шайбы. Гайки завертывают пневматическими или электрическими гайковертами или ручными ключами. После затяжки гаек для их закрепления устанавливают контргайки, прихватывают их электросваркой или на нарезке делают насечки.
Высокопрочные болты отличаются от обычных тем, что обеспечивают такое плотное сжатие, при котором силы трения, возникающие между соприкасающимися элементами пакета, передают расчетные усилия, действующие на стык или узел. Чтобы избежать смятия металла под головкой и гайкой болта, под них подкладывают шайбы, изготовленные также из высокопрочной стали.
Для обеспечения требуемой по расчету величины коэффициента трения все соприкасающиеся поверхности элементов стыков и узлов, стягиваемые высокопрочными болтами, должны быть до их сборки тщательно очищены пескоструйными аппаратами, металлическим порошком, обжигом или иным способом. Гайки высокопрочных болтов закручивают до получения расчетной величины крутящего момента сначала пневматическими гайковертами, затем докручивают специальными тарированными ключами.
Электросварка стыков — самый распространенный вид монтажных соединений большинства стальных конструкций. Применяют ручную и автоматическую сварку.
Наиболее распространена на монтажных работах ручная электродуговая сварка, позволяющая выполнять швы в любом пространственном положении: нижнем, вертикальном, горизонтальном на вертикальной поверхности и потолочном. Для ручной сварки применяют электроды со специальным покрытием. Их диаметр зависит от толщины свариваемого металла. На монтажных работах применяют в основном электроды типов Э42,42А, Э46,46А, Э50,50А, Э55 и пр. Число обозначает величину временного сопротивления наплавленного металла, а буква А — повышенное значение относительного удлинения и ударной вязкости.
Свариваемые при монтаже элементы можно соединять стыками различных типов: без скоса кромок; с Y и Х-образными швами со скосом одной или двух кромок; угловыми без скоса или со скосом одной кромки; тавровыми без скоса, с одним или двумя скосами одной кромки и нахлесточными швами. Сварка при любом из этих типов стыковых соединений может быть односторонняя или двусторонняя.
Швы большой протяженности вручную сваривают участками длиной 300 - 400 мм. Направление сварки каждого участка противоположно направлению сварки всего шва. Этот метод, называемый обратноступенчатым, обеспечивает минимальные остаточные напряжения.
При толщине металла более 8 мм сварной шов образуют в несколько слоев одним из распространенных способов: секционным или горкой.
Автоматическую сварку под слоем флюса применяют только для швов, расположенных горизонтально, так как в наклонном и вертикальном положении флюс удержать трудно.
Швы металлических конструкций толщиной 16 мм и более в наклонном и вертикальном положении соединяют электрошлаковой автоматической сваркой.
Качество сварных швов стальных конструкций проверяют внешним осмотром, магнитографическим методом, ультразвуком, химической реакцией, керосином и вакуум-методом. Швы законченных сборкой резервуаров проверяют также гидравлическим способом (водой) или пневматическими испытаниями. Внешним осмотром через лупу 5 или 10-кратного увеличения или невооруженным глазом определяют наружные дефекты сварных швов. Перед осмотром швы очищают от ржавчины, грязи и заусенцев. Обнаруженные дефекты отмечают мелом для исправления.
Просвечивание основано на способности рентгеновских или гаммалучей проникать через толщу материала. С одной стороны на магнитных держателях закрепляют аппараты для просвечивания, а с обратной стороны — чувствительную фотопленку. В местах шва, где имеются поры или шлаковые включения, на пленке образуются более темные пятна. Просвечиванием, согласно СНиП, проверяют только часть швов. При обнаружении дефекта количество проверяемых швов удваивают.
Магнитографическим контролем швов обнаруживают поля рассеяния, которые образуются в местах дефектов при намагничивании контролируемых конструкций и фиксируются на эластичной магнитной ленте.
Ультразвук дает возможность обнаружить дефекты вследствие различного отражения направленного пучка высокочастотных звуковых колебаний от металла (сплошного сварного шва) и пустот в шве. Места контроля обильно покрывают маслом для обеспечения акустического контакта.
Химическая реакция воздействия аммиака на 4%-ный раствор фенолфталеина или 5%-ный раствор нитрата ртути используется при испытании швов, открытых только с одной стороны, например в днищах резервуаров. Для этого под днище в нескольких местах вставляют трубки, через которые подают аммиак. Чтобы последний из под днища не просачивался, днище вдоль кромки обмазывают глиной так, чтобы между ним и основанием, на котором оно лежит, не оставалось зазоров. Швы днища смазывают водно-спиртовым раствором фенолфталеина или накладывают полосы марли, смоченные в растворе нитрата ртути. Если в швах есть поры, аммиак, проникая сквозь них, вступает в химическое взаимодействие с реагентами, которыми обмазаны сверху швы днища, окрашивая фенолфталеин в бурый цвет, а нитрат ртути — в зависимости от того, окисная она или закисная,— в белый или черный цвет. Нитрат ртути дает более четкие показания, чем фенолфталеин, на который может повлиять некачественная очистка швов.
Керосином испытывают на плотность швы резервуаров, труб и др. листовых конструкций. Используя его высокие проникающие свойства, можно обнаружить мельчайшие капиллярные отверстия. Для этого шов с одной стороны смазывают керосином, а с другой — наблюдают за ним. Если через 4—8 ч на поверхности не будет обнаружено керосиновых пятен, значит, шов достаточно плотен. Чтобы легче было обнаружить пятна керосина, рекомендуется сторону, не смазанную им, обмазать разведенным в воде мелом или каолином. Керосин образует на обмазке после ее высыхания желтые пятна в местах не провара.
Читайте также.
*