Монтаж стальных конструкций - Зюлко Е., Орлик Г.

Автор: Зюлко Е. Орлик Г.

Теги: каменная кладка и подобные строительные работы строительство строительное проектирование стальные конструкции переводная литература стройиздат

Год: 1984

Похожие

Монтаж стальных и железобетонных конструкций

Стальные башни (проектирование и монтаж)

Теория и методы зимнего бетонирования

Методы зимнего бетонирования

Текст

Е. Зюлко, Г. Орлик
Монтаж
стальных
конструкций
I

I
i
Е. Зюлко, Г. Орлик
Монтаж
стальных
конструкций
Перевод с польского
М.Л. Мозгалевой
Под редакцией
канд. техн, наук М. В. Предтеченского
Ц 34/03
Москва Стройиздат 1984
УДК 693814 057
Зюлко Е., Орлик Г. Монтаж стальных конструкций/ Пер. с
пол. М.Л. Мозгалевой; Под ред. М.В. Предтеченского. — М.:
Стройиздат, 1984. — 284 с., ил. — Перевод изд.: Montaz konstruk—
cji stalowych/J. ZioJko, G. Orlik. — 1980.
В книге польских авторов на опыте возведения различных объектов в
ПНР и за рубежом рассмотрены современные методы монтажа стальных
строительных конструкций. Приведены способы монтажа промышленных
цехов, зрелищных и спортивных запое, высотных зданий, цилиндрических
вертикальных и шаровых резервуаров, магистральных трубопроводов, ан-
гаров, башен, труб, мдаг линий высокого напряжения и водонапорных
бешен.
Для научных и инженерно-технических работников научно-исследова-
тельских организаций.
Табл. 8, ил. 333. список лит.: 175 назв.
Рекомендовано к изданию Центральным научно-исследовательским и
проектным институтом строительных металлоконструкций им, Н.П. Мель-
никова.
3204000000220
3wrrair-w—105-84
© Arkady, Warszawa, 1980
© Предисловие к русскому изданию.
Перевод на русский язык, Строй-
издат, 1984
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
В связи с огромными объемами промышленного, гражданского и специального
(транспортного, энергетического и пр.) строительства в нашей стране в последнее
время особенно остро стоит вопрос об эффективности капитальных вложений. В
решениях. ХХ1У, ХХУ и ХХУ1 съездов КПСС четко указаны пути наиболее эф-
фективного повышения технического уровня отечественного строительства, предус-
матривающие, в частности, сокращение сроков строительства, повышение уровня
индустриализации строительных работ, увеличение степени заводской готовности
строительных конструкций и деталей, расширение объема применения облегчен-
ных (в том числе металлических) конструкций, повышение оснащенности стро-
ительства высокопроизводительными машинами, монтажным оборудованием,
транспортными средствами и пр.
Одним из важных рычагов повышения эффективности капитального строитель-
ства в нашей стране является систематическое изучение передового зарубежного
опыта и оперативное использование его в многообразной отечественной практике.
В предлагаемой советскому читателю книге польских авторов Е. Зюпко и Г. Орлика
приведены многочисленные примеры эффективного монтажа металлических конст-
рукций зданий и сооружений различного назначения, почерпнутые из опыта ПНР,
ряда европейских стран и США.
Следует отметить, что в польском издании настоящей книги достаточно широко
освещен и советский опыт монтажа металлоконструкций, относящийся к 60—70-м
годам и описанный главным образом на основе публикаций в журнале "Монтажные
и специальные работы в строительстве": цех завода Атоммаш, концертный зап и
21-этажное здание в Киеве, мостовые переходы нефтепровода "Дружба" и др. По-
скольку настоящая книга издается в СССР дпн ознакомления советских специалис-
тов с передовым зарубежным опытом, представилось целесообразным описание
отечественных достижений в области монтажа металлоконструкций исключить из
русского издания во избежание ненужных повторений.
В книге подробно изложены особенности конструктивных решений и обуслов-
ленные ими, равно как и другими причинами, методы монтажа производственных
зданий различных отраслей промышленности, спортивно-зрелищных и других
общественных зданий, ангаров, водонапорных башен, дымовых труб, опор ЛЭП, ос-
ветительных мачт, высотных зданий, цилиндрических и шаровых резервуаров, ма-
гистральных трубопроводов. Транспортерных галерей, опорных конструкций техно-
логических трубопроводов и др.
В связи с интенсивным строительством магистральных трубопроводов в северных
районах СССР особый интерес представляет подробное описание трансаляскинского
нефтепровода, подготовленное авторами специально для русского издания.
Использование на отечественных авиалиниях гигантских аэробусов ИЛ-86 несом-
ненно ставит задачу создания ангаров соответствующих размеров для их ремонта.
Описание методов монтажа больших ангаров в ряде городов США и Европы дает
ясное представление об их особенностях как конструктивного, так и технологи-
ческого характера.
Определенный интерес прадставпяет технология монтажа самого высокого в на-
стоящее время в мире здания Сирс Тауэр в Чикаго и других высотных зданий в США
и Канаде.
Анализ материала книги убедительно показывает, что наибольший эффект дости-
гается в тех случаях, когда монтажные требования — простота, удобство, высокая
скорость и безопасность монтажа, обеспечивающие беспрепятственный подъем и
установку в проектное положение, выверку и закрепление монтажных элементов —
тщательно проработаны и учтены еще на стадии проектирования.
5
Книга, естественно, не содержит технико-экономического анализа эффективности
тех или иных методов монтажа применительно к тем или иным зданиям и сооруже-
ниям. Это объясняется как различными социально-экономическими условиями в
разных странах, так и различными техническими возможностями организаций и
фирм, осуществля тщих монтаж конструкций. Однеко и без этого книга, на наш
взгляд, выполняет свою главную задачу — дает достаточно обширную информацию
о современных методах монтажа металлоконструкций и будит инженерную фанта-
зию, ибо монтаж каждого сложного, а тем более уникального объекта представляет
собой оригинальную инженерную задачу, требующую поистине творческого подхода
и осмысления всего накопленного опыта.
Книга представляет интерес для специалистов монтажных, проектных и научно-
исследовательских организаций, а такжа для преподавателей и студентов строитель-
ных вузов.
Канд. техн, наук М.В. Предтеченский
ВВЕДЕНИЕ
Монтаж конструкций, представляющий одну из последних стадий строительства
здания или сооружения, является одновременно проверкой предпосылок и решений,
принятых ввтореми проекта. Цель, стоящая перед всеми специалистами, которые
участвуют в проектировании объекта, включая специалистов в области расчета конст-
рукций, их монтажа, инженерного оборудования, сварки, организации работ и тл.,
заключается в разработке простой с точки зрения монтажа конструкции, которую
обычно называют "технологичной". Для этого необходимо, чтобы метод монтажа
конструкции был выбран на стедии технического проекта, т.е. еще до разработки
детальных конструктивных решений. При определении методов монтажа конструк-
ции, безусловно, полезно обратиться к опыту строительства объектов со сходными
характеристиками. С этой целью и неписана настоящая монография, в которой ис-
пользован опыт строительства объектов резличного назначения в Польше и других
странах за последние двадцать лет. В этот период в Польше был построен ряд зданий
и сооружений, монтаж которых свидетельствует о большой творческой находчиво-
сти, высоком техническом уровне, а также о смелости проектировщиков и монтаж-
ников.
Эти весьма поучительные примеры не всегда достаточно известны широким кру-
гам инженеров-строителей, а вадь они должны быть источником творческого вдох-
новения.
Монтаж конструкций представляет собой многофакторную проблему, в связи
с чем рассматривать и оценивать его можно с самых различных точек зрения. Можно
обратить особое внимание на статические задачи монтвже, можно выдвинуть на пер-
вый план вопросы организации и экономической эффективности производства ра-
бот, а можно детально рессматривать монтажное оборудование или приспособления,
ибо каждый из этих аспектов оказывает определенное влияние на технологию стро-
ительства. Однако все указанные вопросы достаточно полно освещены в различных
публикациях, а также в каталогах фирм, выпускающих строительное оборудование.
Поэтому в настоящей книге было решено представить особенности различных мето-
дов монтажа на основании возможно большего числа примеров. Наиболее важное
место отведено промышленным зданиям и залам различного назначения, где при-
менение стальных конструкций получило самое широкое распространение.
Авторы старались представить наиболее интересные примеры и решения. В соот-
ветствии с целью книги внимание в ней сконцентрировено на технических аспектах
методов монтажа. Авторы не проводили оценки экономической эффективности
монтажа, поскольку она зависит не только от принятого метода возведения объек-
та. Тем не менее представленные в книге примеры при правильной организации
ребот создают возможности получания соизмеримых экономических показателей.
Трудоемкость монтажа как один из критериев его оценки была указано лишь в не-
многих источниках. Кроме того, оценка экономической эффективности приводимых
в книге методов монтажа осложнялась тем, что рассматриваемые примеры отно-
сятся к разным странам и охватывают почти двадцатилетний период, в течение
которого неоднократно изменялись соотношения основных слагаемых затрат в
строительстве.
В книге -в основном предстввлены фотографии и схемы конструкций, а чертежи
конструктивных элементов даны только в тех случаях, когда они необходимы для
характеристики метода монтажа. Отсутствует также описание монтажного оборудо-
вания, технические характеристики которого можно найти в соответствующих пу-
бликациях и каталогах (непример, в сборнике "Строительные машины", Варшава,
Аркады, 1974). Болае подробно описаны лишь методы монтажа конструкций с
применением вертолетов, так как большинство инженеров-строителей мало знакомы
7
с этим методом. Также достаточно подробно описано монтажное оборудование, зе-
проектированное исключительно для возвадения уникельных объектов, непример
для мачты Центральной радиостанции в Гомбине.
Авторы старались подобрать примеры таким образом,чтобы они отражали совре-
менные тенденции монтажа. В целом эти тенденции сводятся к монтажу максималь-
но укрупненных элементов, а также к индустриализации как укрупнительной сбор-
ки конструкций, так и самого процесса монтажа. Несмотря на то что в современных
условиях монтаж характеризуется значительной насыщенностью строительной пло-
щадки высокопроизводительным оборудованием, в некоторых случаях описан мон-
таж конструкций, выполненный при использовании простого и даже устаревшего
оборудования. Включение этих примеров в книгу было обусловлено оригинальными
и тщательно продуманными методами монтажа. Подбор приведенных в книге приме-
ров был необычайно труден. В Польше и за рубежом насчитывается много объектов,
сооруженных весьма интересными способеми. Поэтому авторы старались прадста-
вить наиболее типичные объекты, которые могут явиться примером для возможно
большего числа сооружений. Нельзя было твкже не описать такие уникальные объек-
ты, как универсальный зал в Катовице или телевизионная башня в Торонто. Однако
в некоторых случаях пришлось отказаться от описания интересного с точки зрения
технологии монтажа объекта из-за отсутствия достаточно точных данных, харак-
теризующих основные принципы и методы возведения этого объекта.
Номенклатура и классификация методов монтажа также вызывали некоторые
трудности. Например, метод, которым сооружались цеха заводов малолитражных
автомобилей в городах Бельско-Бяла и Тыхы, имает в технической литературе три
названия: конвейерный, поточный и конвейерно-ритмичный. Однако все эти опре-
деления касаются лишь метода монтажа покрытия и инженерного оборудования,
поскольку другие несущие элементы цеха —колонны, подкрановые белки—монтиро-
вались из отдельных элементов, а стеновые ограждения — блочным Методом. Этот
пример показывает, насколько трудно иногда дать краткое однозначное определение
методе монтажа.
Основное внимание авторы книги старались сконцентрировать на сути анализиру-
емых методов монтажа: давая им те или иные названия, авторы стремились к тому,
чтобы они были краткими, по возможности широко распространенными и, прежде
всего, точно отражали смысл метода.
1. МОНТАЖ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ,
ЗРЕЛИЩНЫХ И СПОРТИВНЫХ ЗАЛОВ
Различное назначение зданий зального типа обусловливает широкое
разнообразие их конструктивных решений, что, в свою очередь, оказывает
влияние на особенности методов возведения этих объектов [ 3 L
Из применяемых в настоящее время методов монтажа зданий зального
типа можно выделить четыре, которые отвечают современным требова-
ниям монтажа.
Поэлементный монтаж. В этом случае отдельными элементами являют-
ся балки, колонны, фермы, арки или другие несущие элементы. Данный
метод чаще всего применяется при возведении зданий зального типа, вы-
полняемых по индивидуальным проектам. К подобным зданиям обычно
предъявляются особые архитектурные и эксплуатационные требования.
Такими объектами общественного назначения являются зрительные и
спортивные залы, вокзалы, а также некоторые промышленные здания.
С учетом особенностей их конструктивных решений метод монтажа из
отдельных элементов зачастую является единственным возможным и
рациональным методом. Однако следует стремиться к монтажу элемен-
тов, укрупненных на земле, причем степень укрупнения должна быть мак-
симальной. В качестве примера можно привести монтаж колонн цеха на
сталелитейном заводе металлургического комбината "Катовице". Для
укрупнительной сборки колонн (выполнения монтажных стыков) был
создан стационарный монтажный стенд (рис. 1.1) t6l]. Масса одной
колонны, монтируемой в собранном виде, составляла около 77 т (рис.
1.2).
Монтаж блочным методом. Определение "блочный метод" охватывает
весьма различные понятия и методы монтажа и часто относится даже к
Рис.1.1. Монтажный стенд для укрупнительной сборки колонн [61]
1 — переносной козырек из пленки; 2 — стационарный защитный навес для
сварки; 3 — подвижная часть кровли для установки базы колонны; 4 — монтаж-
ная тележка для верхней части колонны; 5 - монтажная тележка для средней
части колонны; 6 — опорное устройство под базу колонны; 7 - монтажные стыки
9
Рис. 1.2. Подъем собранной колонны
Рнс.1.3. Монтаж укрупненного блока покрытия [5]
10
Рис. 1.4. Блочный монтаж покрытия
небольшим элементам, монтируемым в собранном виде. С точки зрения
современного монтажа эти случаи не представляют особого интереса, при-
чем им неправильно приписывается название блочного монтажа.
Конструктивные элементы, соединенные монтажными стыками, не пред-
ставляют собой монтажного блока, а являются лишь одиночными укруп-
ненными конструктивными элементами. Под названием блочный монтаж
мы понимаем такой монтаж, при котором несколько отдельных конст-
руктивных элементов объединяются в жесткий пространственный мон-
тажный блок, поднимаемый и монтируемый в целом виде (рис. 1.3).
В случае зданий зального типа монтажными блоками являются, напри-
мер, конструкция покрытия, собранная из двух ферм, прогонов, связей
и кровли; стеновое ограждение, собранное из ригелей, стоек и заполне-
ния; две колонны, соединенные ригелем, балкой перекрытия или про-
дольными связями.
В то же время нельзя отнести к монтажному блоку, например, строи-
тельную ферму, монтируемую целиком, несмотря на то что она была
собрана на строительной площадке из нескольких отправочных элементов.
Не масса или число монтажных стыков, а наличие конструктивных бло-
11
Рис. 1.5. Расположение стенда для укрупнительной
сборки блоков покрытия
ков, состоящих из различных элементов, определяет блочный характер
монтажа. Этот метод пригоден прежде всего для возведения многопролет-
ных промышленных зданий с площадью застройки примерно до 30 000 м2,
а также частично для строительства крупных уникальных объектов типа
спортивных залов, выставочных павильонов, ангаров и пр. Весьма су-
щественным здесь является соответствующее приспособление конструк-
ции здания к монтажу блочным методом, разделение ее на укрупненные
монтажные элементы, устройство монтажных связей и выбор соответст-
вующих соединений.
Примером правильно запроектированной конструкции, предназначен-
ной для монтажа блочным методом, является покрытие одного из цехов
металлургического комбината "Катовице" (рис. 1.4). Конструкция
покрытия исключает наличие спаренных ферм. В результате вывода ферм
из вертикальной плоскости и соответствующего расположения монтажных
12
Рис-Мь Блочный мздтаж структурного покрытая с орямеяеюем вспомога-
тельных моптааагых саму»
1 - структурное пякдаытие; 2 — вспомогательные монтажные опоры; 3 - тросы
лебедок
стыков прогонов достигнуто значительное упрощение работ за счет воз-
можности соединения элементов конструкции покрытия в монтажные
блоки.
Вследствие применения тяжелого монтажного оборудования и, в част-
ности, кранов блочный монтаж требует хорошей организации и обеспече-
ния своевременны* (поставок материалов, чтобы сократить до минимума
простои тяжелого оборудования. Весьма важно также правильно выбрать
место для сборки «инггажных блоков. При этом весьма существенно, что-
бы расстояние от «иста сборки блока до места его установки было как
можно короче. Пришьное размещение площадки для сборки монтажных
блоков показано на{рнс. 1.5.
Сборку элементов покрытия в монтажные блоки можно вести на зем-
ле в соответствующем пролете непосредственно в месте подъема (особен-
но при монтаже структурных покрытий). При этом применяют два спо-
соба подъема монтажных блоков. Первый из них — так называемый ме-
тод подъема плиты,, который заключается в подъеме блока покрытия с ис-
пользованием ранеУ смонтированных несущих колонн или специально
установленных монтажных опор (рис. 1.6). Второе решение заключается
в сборке блока покрытия в положении, повернутом на небольшой угол
относительно колонн. После подъема блок поворачивается до проектного
положения установки и опускается на колонны (рис. 1.7).
Блочный метр4 особенно рационален при монтаже промышленных зда-
ний с шедовью фкрытием; это связано с безопасностью работ, а также
' 13
Рис.1.7. Укрупненный блок в повернутом положении [136]
1 - блок покрытия в монтажном положении; 2 - дистанция надвиж-
ки опоры
с сегментным характером конструкции покрытия. При возведении шедо-
вых покрытий из одиночных элементов вследствие неправильно выбран-
ного направления монтажа происходили аварии [6—7] в результате поте-
ри устойчивости верхнего пояса прогона, который ei этот период оставался
нераскрепленным. Блочный метод полностью исключает эту опасность.
Применяется также метод, представляющий собой комбинацию поэле-
ментного монтажа и блочного метода. В качестве Примеров можно при-
вести монтаж покрытия универсального зала в Катовице или монтаж ку-
пола зала в Ополе.
Монтаж методом надвижки. Монтаж покрытий методом надвижки
заключается в укрупнительной сборке несущего элемента покрытия за
пределами места установки и надвижке его в проектное, положение по
специально подготовленному пути. Надвигаться могут одиночные конст-
руктивные элементы (например, одна ферма покрытия), а также укруп-
ненные и раскрепленные связями монтажные блоки (рис. 1.8).
Метод надвижки применяется чаще всего в тех случаях, когда строи-
тельная площадка имеет ограниченные размеры, в связки с чем-с помощью
i
14
Рис. 1.8. Надвижка блока ферм покрытия искусственного катка в Гданьске
других методов монтажа нельзя обеспечить скорость и высокое качество
работ. Это ограничение может заключаться либо в отсутствии доступа
внутрь объекта, либо в наличии слишком малой территории вокруг соо-
ружаемого объекта.
Ограничение доступа внутрь объекта может наблюдаться, например,
при строительстве вокзалов, крытых катков, плавательных бассейнов
и других объектов, возведение которых предусматривает одновременный
монтаж несущей конструкции и различного оборудования внутри объекта.
Размещение объектов в условиях города часто связано с тем, что краны
могут быть установлены только с одной стороны, что при ограниченной
длине стрелы диктует необходимость применения метода надвижки как
единственно возможного.
Надвижка покрытий применяется также в случае предварительного
напряжения несущих элементов покрытия на земле [431 или при замене
покрытия [130 3. В последнем случае монтаж может быть выполнен быст-
ро с минимальными остановками работы внутри перестраиваемого
объекта.
Монтаж поточным методом. Этот метод удобен при строительстве мно-
гопролетных зданий площадью более 30 000 м2, поскольку производст-
венные процессы при их возведении приближаются к промышленным
высокоиндустриальным процессам производства на сборочных линиях.
Поточный метод монтажа предусматривает организацию линии, по ко-
торой перед стационарно размещенным оборудованием и бригадами пе-
редвигаются с определенной цикличностью тележки со сблокированными
сегментами, например конструкции покрытия (рис. 1.9). Полностью гото-
15
Рис. 1.9. Монтажная линия при укрупнительной сборке блоков покрытия
вые сегменты покрытия перегружаются затем на транспортную башню,
с помощью которой сегмент устанавливается на заранее установленных
колоннах.
Поточный метод монтажа можно применять при наличии следующих
условий:
площадь здания составляет не менее 30 000 м2;
сегментная конструкция здания позволяет делить покрытие на отдель-
ные монтажные блоки;
имеется возможность выделить территорию для организации монтаж-
ной линии и складов материалов;
подрядные организации обеспечены необходимым монтажным обору-
дованием и инструментом;
обеспечена непрерывность поставки конструкций и материалов.
Возможность применения поточного метода тесно связана с конструк-
тивным решением покрытия. Это выражается прежде всего в сегментном
решении конструкции покрытия, соответствующей конструкции опирания
на колонны, а также в применении вертикальных и горизонтальных связей
вне плоскости покрытия. Необходимо принять во внимание, что короткий
(несколько часов) цикл полной сборки сегмента требует ряда конструк-
тивных и технологических решений, без которых невозможно сохранить
высокий темп работ. К ним, в частности, относятся: применение болтовых
соединений, крепление листов кровли с помощью высокоэффективных
крепежных элементов типа "Хилти" или им подобных, окраска конструк-
ции быстросохнущими красками.
Кроме того, необходима соответствующая подготовка строительной
площадки, которая предусматривает:
устройство бетонных площадок в местах укрупнительной сборки;
прокладку дорог для подвоза конструкций на линии укрупнительной
сборки и для возврата монтажных тележек;
16
Рис. 1.10. Схема конструкции универсального зала в Катовице [56 ]
1 - тросовые фермы; 2 стальной ребристый купол; 3 - кольцо наружного
контура; 4 — кольцо жесткости; 5 - консоли ребер; 6 - решетчатые ребра; 7 -
железобетонное предварительно напряженное кольцо фундамента; 8 - стойки;
9 — нижнее кольцо
подготовку основания в виде бетонных полос в каждом пролете для
обеспечения подхода транспортной башни к соответствующей зоне;
укладку путей для движения тележек и транспортных башен;
<5подготовку требуемого по проекту монтажа числа тележек и транспорт-
х башен.
Этот метод дает возможность получить ряд несомненных преимуществ:
<41' повышение производительности труда примерно на 30%;
'J5’ выполнение почти 90% работ на уровне земли, в том.числе и работ по
установке инженерного и прочего оборудования;
создание эффективной системы организации работы отдельных бригад;
ограничение вертикального перемещения на 10% по сравнению с тради-
ционным методом монтажа из одиночных элементов;
повышение безопасности и гигиены труда, главным образом за счет ис-
ключения высотных работ;
повышение качества работ вследствие улучшения как условий труда,
так и возможностей технического контроля.
1.1. ПОЭЛЕМЕНТНЫЙ МОНТАЖ
Монтаж конструкций из одиночных несущих элементов применяется в
настоящее время только при возведении малых объектов или уникальных
конструкций. В последнем случае, несмотря на значительный расход стали
на такие конструкции, монтаж можно выполнять только традиционным
методом из одиночных элементов в силу как большого разнообразия фор-
мы различных элементов, так и неповторяемости их размеров. Лишь
некоторые элементы могут быть собраны в крупные монтажные блоки.
Например, в универсальном зале в Катовице собранный в блок купол
составлял всего лишь около 10% общей массы конструкции покрытия.
1-1.1. Универсальный зал в Катовице Г10, 18, 19, 56, 129 Д . Зал запро-
ектирован в форме перевернутого конуса, рассеченного косой плоско-
стью. Конструкция конуса (рис. 1.10) состоит из 120 плоских решетчатых
ребер 5 f установленных в радиальном направлени^'ГКгпериметру. Они
Рис. 1.11. Монтаж консолей ребер
1 - монтажные колонны с регулировочными болтами
опираются на главное железобетонное предварительно напряженное коль-
цо, которое установлено на 120 стойках, опертых, в свою очередь, на ниж-
нее кольцо. В общей сложности запроектировано пять типов ребер, отли-
чающихся сечениями стержней и размерами. Ребра раскреплены решет-
чатыми связями, расположенными на наружной и внутренней поверхно-
стях конуса. В верхней части зала ребра снабжены.консолями 5 переменной
длины, что обусловлено разницей между диаметром окружности и длиной
оси эллипса в плоскости сечения конуса. Двухпоясная плоская крыта
над ареной увенчана ребристым куполом 2 , подвешенным на 120 пред-
варительно напряженных комбинированных фермах 1 (пояса ферм вы-
полнены из пучков тросов, натянутых на вертикальные стойки высотой
4 м) .С внутренней стороны фермы закреплены в кольце жесткости 4 ко-
робчатого сечения, а с внешней стороны — в кольце 3 наружного кон-
тура диаметром 100 м. На внутреннее кольцо 4 опирается ребристый
купол диаметром 32 м и высотой 16 м. Купол в проектном положении
наклонен под углом 9° к горизонтальной плоскости. На верхние пояса
18
Рис. 1.12. Собранный купол зала
тросовых ферм опирается кровля, а к нижней крепится потолок зала.
Пространство между поясами представляет собой технический этаж, в
котором размещено вентиляционное, осветительное и электрическое обо-
рудование. Площадь сооружения в плане составляет почти 20 тыс. м2.
По своей конструкции и размерам несущих элементов и пролета зал
представляет, собой уникальный и весьма интересный объект. Это оказало
существенное влияние на выбор метода монтажа, который был подобран
очень удачно с учетом специфических особенностей конструкции. Приня-
тый метод монтажа учитывал как разнообразие отдельных конструктив-
ных элементов, так и возможности блочного монтажа.
Монтажные работы были разделены на два этапа: этап I — монтаж опор-
ной конструкции (ребра и решетчатые консоли, связи и кольцо наружного
контура), этап 11 — монтаж конструкции покрытия (фермы и купол).
Собранные на земле решетчатые ребра (вместе с консолями) монти-
ровались с помощью башенного крана, расположенного с внешней сторо-
ны зала. В местах, где из-за наличия поблизости других сооружений (ка-
ток, спортивный зал) подходы снаружи оказались невозможными, для
монтажа ребер был применен гусеничный кран; установленный внутри
19
Рис. 1.13. Схема монтажа купола [129]. План и попе-
речные сечения
/ - собранный купол; 2 — опорные элементы покры-
тия; 3 - мачты; 4 — электролебедки; 5 - ручные лебед-
ки; 6 - направляющие ролики; 7 - выдвижные платфор-
мы; S - стол для эапасовки кабелей; 9 — площадка для
сборки тросовых ферм; 10 — тросы, расчаливающие
мачты
объекта. Некоторые типы ребер вследствие значительного вылета консо-
лей монтировались из двух элементов, т.е. ребро и консоль монтировались
по отдельности. Регулировка установки ребра выполнялась во время
монтажа ребер. Поскольку ребра после установки в проектное положе-
ние не обладали достаточной устойчивостью, до окончания монтажа коль-
ца Л были применены монтажные опоры. Для этой цели использовали
трубы, снабженные регулировочными винтами. После окончания монта-
жа связей между ребрами регулировочные винты были использованы
для рихтовки ребер (рис. 1.11). Кольцо 3 наружного контура (см. рис.
1.10) монтировалось с помощью крана изнутри зала.
Второй этап предусматривал сборку купола и подвеску его к тросовым
фермам. Эти работы оказались самым трудным этапом монтажа,
поскольку предстояло поднять на мачтах купол массой около 300 т (рис.
1.12), установить и напрячь тросовые фермы, а также демонтировать
мачты.
Общий план организации монтажа купола приведен на рис. 1.13. Мон-
таж купола проводили в четыре этапа: сборка купола внутри зала; наклон
20
Рис. 1.14. Купол, поднятый на мачтах
купола под углом 9° к горизонтальной плоскости; подъем купола с по-
мощью мачт; подвеска купола к тросовым фермам.
Купол был собран внутри зала на высоте 0,5 м над уровнем земли на
опорах из деревянных шпал. Перед тем как приступить собственно к мон-
тажу, провели пробный подъем с помощью трех гидравлических домкра-
тов, расположенных по окружности кольца.
Для подъема купола были предусмотрены три портальные мачты высо-
той около 29 м. Грузоподъемность одной пары мачт составляла 110 т.
Мачты были оборудованы шестью электролебедками грузоподъемностью
Ют каждая и шестью обоймами блоков грузоподъемностью 60 т каждая
(рис. 1.14). Мачты были расчалены в двух уровнях тросами, прикреплен-
ными к наружному кольцу зала (см. рис. 1.13). Они были оснащены тра-
версой для подъема купола и двумя консолями для опирания траверсы
на время натяжения ферм (рис. 1.15).
Подъем купола осложнялся тем, что предварительно его надо было на-
клонить на угол 9° к горизонтальной плоскости и сохранить этот наклон
в течение всей стадии подъема. При этом происходило смещение центра
тяжести поднимаемого элемента, что могло повлечь за собой его раскачи-
вание. Во избежание раскачивания купола при подъеме были предусмот-
рены три страховочные лебедки 5 (см. рис. 1.13). Подъем купола продол-
жался 15 мин и, если не считать легкого раскачивания в начале операции,
происходил спокойно.
Оперев поднимающие купол траверсы на консоли мачт, можно было
приступить к монтажу тросовых ферм. Сборка ферм производилась на
специальном стенде, после чего они перемещались внутри объекта с по-
мощью передвижных кондукторов (рис. 1.16). Монтаж производился
21
Рис. 1.15. Опирание купола иа консоли мачт

Рис. 1.16. Транспортировка тросовых ферм
22
Рис. 1.17. Монтаж фермы
с подвижных площадок. Были установлены три площадки длиной 35 м,
которые опирались на верхнее кольцо купола и на кольцо наружного
контура (рис. 1.17). На площадке было установлено четыре лебедки для
подъема ферм. После закрепления в кольцах купола и наружного конту-
ра тросы ферм натягивались одновременно с обеих сторон на трех постах,
расположенных под углом 120° друг относительно друга. После натяже-
ния и анкеровки ферм можно было снять передвижной кондуктор. Когда
установили все фермы, купол подняли на мачтах примерно на 5 см, а за-
тем после удаления консолей опустили и подвесили на фермах.
1.1.2. Универсальный зал в Ополе [24, 51]. В качестве покрытия
круглого в плане зала был принят сетчатый купол 1 подкосно-кольце-
вого типа радиусом 69,97 и высотой 16,5 м, разделенный на пять концен-
трических поясов (рис. 1.18). Основными сегментами сетки купола
были треугольные элементы, расположенные по контуру и образующие
пояса. Нижний пояс через 32 гнезда и опорное кольцо 2 опирается на 32
железобетонные колонны J. Самый верхний пояс использован как фо-
нарь верхнего света радиусом около 22 м. Соединение монтажных элемен-
тов в узлах выполнено на болтах. Оболочка покрыта легкими трехслой-
ными плитами с наружным слоем из рубероида. Общая масса стальной
конструкции купола составляет около 185 т.
Основной монтаж стальной конструкции был выполнен с помощью кра-
нов и решетчатых подмостей, при этом отправочные элементы последова-
тельно соединялись в отдельные пояса.
Сетка купола была поделена на отправочные элементы таким образом,
что самый большой из них имел массу около 2,5 т. Деление купола на
отправочные элементы и монтажные пояса, а также положение подмостей
во время монтажа представлены на рис. 1.19. Для большей ясности на
рисунке не представлены второстепенные элементы решетки. После уста-
23
Рис. 1,18 Схема конструкции зала в
Ополе [51] план и поперечный разрез
1 - сетка купола; 2 - опорное коль-
цо; 3 — железобетонные колонны
Рис. 1.19. Сектор купола с делением на отправочные
элементы
1 — 5 - пояса
новки опорного кольца был выполнен первый пояс при положении под-
мостей Ъ, затем подмости можно было демонтировать и установить их в
положение а, при котором выполнялся монтаж второго и третьего поя-
сов. Остальные части конструкции купола, т.е. четвертый и пятый пояса,
были собраны на земле и подняты в проектное положение с помощью
ручных лебедок и монтажной мачты, расположенной в центре зала.
Принятый метод монтажа купола представляет собой сочетание блоч-
ного и поэлементного методов. Монтаж трех первых поясов был выпол-
нен с помощью двух самоходных кранов, размеры которых не позволили
использовать их при монтаже двух остальных поясов и при размещении
24
Рис. 1.20. Схема конструкции ’’Зала цве-
тов” в Хожуве [51]. План и поперечный разрез
1 - параболические хребтовые арки; 2 -
круговые контурные арки; 3 - связи между
хребтовыми арками; 4 - несущие тросы; 5 -
стабилизирующие тросы; 6 - фундаментные
блоки; 7 — самонесущие стеновые ограждения
этих кранов за пределами объекта. Установить кран внутри и продолжать
монтаж было трудно с учетом уже смонтированных трех первых поясов,
а также необходимости повторной установки подмостей. Поэтому пред-
ставляется, что принятый способ монтажа стальной конструкции купола
был оптимальным.
1.1.3. "Зал цветов" в Хожуве ПО, 51 ] . Зал с круговым очертанием в
плане был запроектирован в виде висячего покрытия диаметром 54 м.
Основными несущими элементами покрытия являются четыре арки.
Зал перекрыт двумя "хребтовыми" параболическими трехшарнир-
ными арками коробчатого сечения пролетом 54 м и стрелой подъема
17 м; наклон арок к горизонтальной плоскости составляет 68°. Расстоя-
ние между опорами арок равно 14 м.
Контурные арки запроектированы двухшарнирными пролетами 54 м и
стрелой 19,6 м с наклоном 22° к горизонтальной плоскости. Контурные
арки были подвешены тросами к центральным аркам; тросы восприни-
мают вес кровли и собственный вес арок (рис. 1.20).
Висячую систему составляют несущие продольные и стабилизирующие
поперечные тросы, образующие сетку с ячейками 0,7х0,6 м. Эффект
самонапряжения тросовой сетки достигнут в результате подвески контур-
ных арок. Центральные арки дополнительно соединены решеткой. Кровля
выполнена из легких трехслойных плит. Выставочная площадь зала состав-
ляет 2300 м2.
Процесс монтажа несущей конструкции объекта можно разделить на
три основных этапа: укрупнительная сборка и установка хребтовых арок;
укрупнительная сборка и установка контурных арок; монтаж тросов и
подвеска к ним контурных арок.
Укрупнительная сборка хребтовых арок происходила на земле двумя
отдельными частями, соединенными в замковом шарнире. Монтаж хреб-
товых арок выполнен с помощью крана, которым поднимался каждый
элемент по отдельности с последующим опиранием в пятах на земле и
на монтажной колонне в замковом шарнире. Соединение частей каждой
из хребтовых арок в замковом шарнире проводилось в результате опус-
25
Рис-1.21. Хребтовые арки
1 — хребтовые арки коробчатого сечения опорного козла; 2 — собран-
ные контурные арки (на земле); 3 — связи между хребтовыми арками
Рис. 1.22. ’’Зал цветов” в Хожуве
кания монтажной колонны, на которую опирались обе части арок. После
соединения полуарок монтажная колонна удалялась. Вследствие устойчи-
вого положения хребтовых арок на этом этапе не требовалось никаких до-
полнительных монтажных связей (рис. 1.21).
Контурные арки также собирались на земле. После подъема они были
оперты на временные монтажные опоры, которые оставались до момента
навески тросов. Требуемую кривизну покрытия (тросов) получили путем
точного расчета длины отдельных тросов. Точно нарезанные и подвешен-
ные тросы были отрегулированы до проектного положения с помощью
стяжных муфт (римских гаек). В результате напряжения сетки тросов
отмечался незначительный поворот контурных арок относительно непод-
26
Рис. 1.23. Зал в Кошалине [53 J
вижных опор. Следствием этого были отрыв арок от монтажных опор и
их разгрузка, а также включение в работу всех несущих элементов
конструкции.
Конечным этапом сооружения объекта было устройство кровли и сте-
нового ограждения С учетом самонапряженного характера системы арок
система деформационных швов в стеновых ограждениях была выполнена
как для самонесущих конструктивных элементов (рис. 1.22).
1.1.4. Покрытие зала в Кошалине [52, 53]. Висячее покрытие зала
площадью 4460 м2 запроектировано в виде гиперболического параболои-
да (рис. 1.23). Несущей конструкцией являются две плоские двухшарнир-
ны стальные арки, наклоненные к горизонтальной плоскости под угло№>
около 28°. Между арками, выполненными из труб наружным диаметром
894 мм, натянуты несущие и стабилизирующие элементы. По стабилизи-
рующим элементам, выполненным из прокатных двутавров, уложена кров-
ля из волнистых оцинкованных листов, прикрепленных болтами "хилти"
(рис. 1.24). В проектном положении покрытие удерживается с помощью
шести пар оттяжек (по три пары с каждой стороны).
Монтаж покрытия необходимо было провести так, чтобы в минималь-
ной степени повредить уже построенные трибуны и другое оборудование
открытого зала. Дополнительным фактором, повлиявшим на выбор мето-
да монтажа, были сжатые сроки возведения покрытия. Монтаж арок вы-
полнялся таким же способом, как и для описанного выше зала в Хожуве.
Иным, однако, был способ напряжения конструкции, заключающийся
в жестком повороте арок относительно оси, проходящей через шарниры.
Поворот арок происходил под действием частично собственного веса и
частично — предварительного натяжения оттяжек.
Основные этапы монтажа конструкции: укрупнительная сборка арок
в два монтажных элемента; подъем арок до плоскости проектного поло-
жения; прикрепление к аркам несущих и стабилизирующих элементов;
предварительное напряжение конструкции; устройство кровли из волнис-
тых листов.
Несущие арки были укрупнены в монтажные элементы из 14 отправоч-
ных элементов длиной около 17 м. На каждой арке было выполнено
шесть сварных монтажных стыков. Укрупнительная сборка арок проис-
ходила на подмостях в горизонтальном положении. Укрупненные арки
27
Рис. 1.24. Конструкция покрытия^вид изиутри)[53]
Рис. 1.25. Укрупнительная сборка арок на подмостях [53]
28
Рис. 1.26. Арки перед напряжением оттяжек [53]
массой около 28 т были подняты до проектного положения с помощью
двух самоходных кранов "Гроув-75'' и подперты решетчатыми монтажны-
ми колоннами (рис. 1.25). После закрепления системы несущих тросов
и стабилизирующих элементов (рис. 1.26) арки сняли с помощью крана
с монтажных колонн и в соответствующей последовательности произвели
натяжение оттяжек. Таким образом было достигнуто предварительное
напряжение конструкции. Точное проектное положение арок установили
путем соответствующего натяжения оттяжек. После снятия первой арки
с подмостей вторая была разгружена таким образом, что для ее подъема
оказалась достаточной сила около 50 Н. После натяжения оттяжек со
стороны разгруженной арки вторая арка вследствие жесткого поворота
на шарнире установилась почти в проектном положении. Натяжение от-
тяжек на противоположной стороне привело арки в окончательное по-
ложение.
Такой метод монтажа предварительно напряженных тросовых систем
весьма привлекателен, ибо исключает трудоемкий процесс натяжения
отдельных тросов. Дополнительным фактором, упрощающим монтаж,
было применение дистанционных шайб, которые позволяют регулировать
длину тросов.
1.1.5. Выставочный зал в Лейпциге Г119 J. Конструкция выставочного
зала общей площадью 12 312 м? запроектирована как система защемлен-
ных рам, связанных в продольном направлении промежуточными фер-
мами, а также портальной связью. Колонны и ригели главных рам решет-
чатые. Пролет рам составляет 72 м, а высота колонн — 20,25 м. Принятый
шаг рам в продольном направлении равен 24 м.
29
Рис. 1.27. Стенды укрупнительиой сборки монтажных элементов ри-
гелей [119]
Рис. 1.28. Монтаж крайнего сегмента ригеля [119]
Монтаж конструкции зала в связи со значительной массой отдельных
составных частей рам и недостатком тяжелого монтажного оборудования
выполняли поэлементным методом. Масса решетчатых колонн составила
25 т, а решетчатых ригелей — 45 т. Общая масса конструкции равна 1473 т.
Монтаж конструкции зала выполняли в следующем порядке: установка
30
Рис. 1.29. Монтаж среднего сегмента ригеля [119]
1 - главная колонна; 2 — крайний сегмент; 3 - средний сегмент;
4 — монтажная опора; 5 - гидравлические домкраты
главных колонн; монтаж ригелей, соединенных на коньке и опирающихся
на прогоны, которые поддерживаются несущими стропилами; монтаж
связей; монтаж ригелей рам; монтаж стальных элементов.
Монтаж колонн был начат с центрального поля; их устанавливали
поочередно в направлении крайних полей. Такая очередность была про-
диктована наличием в центральном поле связей по линии колонн, а также
связей покрытия, придающих каркасу жесткость в продольном направле-
нии. В результате одновременного проведения монтажа колонн и ригелей,
соединенных на коньке и опирающихся на прогоны, поддерживаемые
несущими фермами, была обеспечена жесткость конструкции в продоль-
ном направлении без необходимости применения специальных связей во
время монтажа. Главные колонны в собранном виде монтировались
автомобильным краном "Либхерр".
На первом этапе монтажа верхнюю часть колонны поднимали на стропе,
а нижнюю часть подкатывали на специальной тележке. Затем после пово-
рота стрела крана устанавливала колонну в фундаментном башмаке.
Главные фермы укрупнялись в горизонтальном положении (рис. 1.27)
на территории возводимого каркаса. В связи с большой массой и габари-
тами фермы (длина 64 м, высота 5 м) ее монтаж происходил тремя
частями длиной соответственно 20, 24 и 20 м. Масса каждого монтажного
элемента (сегмента) составляла около 15 т.
Монтаж начинали с крайних сегментов ригеля, которые опирались с
одной стороны на колонны, а с другой — на специально сконструирован-
ные башенные монтажные опоры (рис. 1.28). Затем устанавливали цент-
ральный сегмент ригеля, и после регулировки положения его монтажных
стыков с помощью гидравлических домкратов монтажные опоры убирали
(рис. 1.29).
31
Рис. 1.30. Подвесные подмос-
ти с подвеской на тележке, пере-
мещающейся в горизонтальном
направлении [119]
а - вид сбоку; б - план; 1 -
главные фермы; 2 - ригели; 3 -
рабочая платформа; 4 - опущен-
ная часть стойки лесов; 5 - плат-
форма в исходном положении
Интересный способ был применен при подвешивании проводов к верх-
ним и нижним поясам решетчатых ферм, а также при окраске конструк-
ции. С этой целью были изготовлены специальные подвесные подмости с
выдвижной платформой, позволяющей проводить работы на разной высо-
те. Положение платформы изменяли с помощью ручных лебедок грузо-
подъемностью 3 т. Подмости перемещались поперек пролета между двумя
рамами. При переходе на другую захватку платформа опускалась, а затем
самые высокие элементы подмостей опускались на платформу (рис.
1.30). Традиционное решение с применением переставных подмостей
оказалось в этом случае нерентабельным, главным образом из-за большой
площади зала.
1.2. МОНТАЖ БЛОЧНЫМ СПОСОБОМ
В Польше блочный метод широко применялся при монтаже покрытия
и стен прокатного цеха в Заверце, строительстве объектов металлурги-
ческого комбината "Катовице" и монтаже пространственных структурных
покрытий [ 5, 139]. Этот метод распространен во всех развитых странах.
Он успешно был использован в СССР при строительстве Волжского
автозавода в г. Тольятти, где производственная площадь главного корпуса
составляет 518 000 м2, а площадь прессового цеха — 204 000 м2 [94].
Блочный метод часто является основным методом монтажа стальных
конструкций, так как он обеспечивает значительное увеличение произво-
дительности труда, а также возможность расширения фронта работ. Поточ-
32
Рис. 1.31. Фрагмент продольного
сечения цеха в Заверце [31]
1 - предварительно напряжен-
ные фермы; 2 - верхние прогоны;
3 - подвески; 4 — нижний прогон;
Т — направление перемещения бло-
ка; 11 — направление монтажа
ный метод, как и метод надвижки, представляет собой развитие блочного
метода.
Интересным примером блочного монтажа конструкции служит монтаж
колонн кислородно-конверторного цеха на металлургическом комбинате
"Катовице" [61 ]. Монтаж предусматривал укрупнительную сборку двух
колонн с ригелем в горизонтальном положении и подъем конструкции
одним краном "Скай Хоре" путем поворота на шарнирах, выполненных
в местах опирания колонн в фундаментных башмаках.
Блочный монтаж покрытия одного из цехов завода Атоммаш в Волго-
донске подробно описан в работе [98].
1.2.1. Здание цеха прокетки заготовок в Заверце [31,121]. Многопро-
летное здание размером в плане 504x132 м и производственной площадью
более 66 000 м2 запроектировано в видерамной системы. Цех имеет три
пролета по 36 м и один пролет шириной 24 м. Шаг колонн в продольном
направлении составляет 18 м.
Конструкция ригеля представляет собой фермы с консолями длиной
3 м. К концам консолей подвешиваются нижние фермы пролетом 12 м
(рис. 1.31). Фермы пролетом 36 м предварительно напряжены по нижнему
поясу с помощью троса. Кровля выполнена из профилированных листов.
Сегментная несущая конструкция покрытия была предусмотрена уже на
начальной стадии проектирования объекта при заранее принятом принци-
пе блочного монтажа покрытия.
Технологию монтажа, а также организацию работ разработало Силез-
ское бюро по проектированию стальных конструкций и промышленного
строительства в Забже. Блочный монтаж покрытия был начат после завер-
шения нулевого цикла. Колонны, балки и связи монтировали обычным
Рис.1.32. Схематический план орга-
низации монтажа.цеха [31]
1 - железнодорожные пути для
подвоза тяжелой конструкции; 2 -
автомобильные дороги для подвозки
легкой конструкции; 3 — подкрано-
вые пути; 4 - склад конструкций
33
методом. Подвоз тяжелых элементов конструкции со склада на строй-
площадку производился по железной дороге (на платформах) и затем
на автомобилях. На рис. 1.32 представлены пути подвоза конструкций
к местам укрупнительной сборки блоков покрытия, а также пути монтаж-
ных кранов, предусмотренных для транспортировки этих блоков.
Укрупнительную сборку блоков покрытия производили внутри цеха на
специальных монтажных опорах, установленных и закрепленных в фун-
даментах колонн в неперекрытой части цеха. Отсюда блоки перевозили
к месту установки. В связи с принятым монтажным циклом колонны
устанавливались в фундаментах только после перемещения площадок
укрупнительной сборки сегментов на следующее место.
Работы по укрупнительной сборке блока покрытия на монтажной
площадке выполняли в следующем порядке:
установка монтажных опор на фундаментах четырех колонн в монти-
руемом пролете;
регулировка установки опор;
установка двух стропильных ферм на монтажных опорах;
монтаж верхних ферм;
монтаж связей покрытия;
монтаж кровельных плит;
предварительное напряжение стропильных ферм.
Масса блока покрытия размером 36x24 м составляла около 60 т, а бло-
ка размером 24x24 м в пролете С — D — около30т (см.рис. 1.35) .Эти
элементы являются одними из крупнейших в Польше серийных индустри-
альных блоков покрытия промышленных зданий (рис. 1.33). Собранный
таким способом блок покрытия поднимался двумя кранами выше верха
колонн и переносился на расстояние около 150 м (рис. 1.34). После опус-
кания и установки двух очередных блоков к ним подвешивались нижние
Рис. 1.33. Блок покрытия, подготовленный к подъему
34
Рис. 1.34. Монтаж блоков покрытия
1 - поднимаемый блок; 2 - подвески нижних прогонов; 3 - верхние прогоны;
4 — монтажные опоры
(7) (в) (9) @ @ ty @ (g) @ @ @ (Я? @ 23 @ @ ©
Рис.1.35. Размещение монтажных стендов [31]
1 - установленные блоки; 2 - блоки после укрупнительной сборки; 3 - блоки
во время укрупнительной сборки; 4 — железнодорожные пути; 5 — подкрановые
пути; 6 - перекрытая часть цеха
35
Рис. 1.36. Монтаж световых фонарей промышленного здания краном ’’Скай
Хоре”
фермы. Блок размером 24x24 м (в пролете С-В} вследствие значительно
меньшей массы поднимался и перевозился с помощью одного крана.
Примерное размещение монтажных площадок во время сборки бло-
ков, устанавливаемых по осям 12—13 и 14—15, показано на рис. 1.35.
Монтаж собранных кровельных сегментов производился в следующем
порядке:
после сборки блоков покрытия на площадках 2 и 3 монтировали на
• колоннах по осям 12—13;
собранные во вторую очередь блоки монтировали на колоннах по осям
14—15;
на площадках 2 и 3 вновь собирали блоки, которые устанавливали по
осям 16—17;
монтажные опоры переносили на следующие площадки в соответствии
с направлением монтажа, после чего повторяли указанные выше операции.
Монтажные работы при строительстве цеха были разделены на два эта-
па. На первом этапе в связи с необходимостью быстрой подготовки фрон-
та работ для монтажа оборудования был выполнен монтаж покрытия в
пролетах В - С, С - В и D-Е. На втором этапе после устройства пути для
крана "Тур 600" вдоль стены S было смонтировано покрытие пролета
X- В.
36
Рис. 1.37. Схематический план организации блоч-
ного монтажа стеновых ограждений промышленно-
го здания
Г — стенды для укрупнительной сборки стено-
вых. блоков; 2 - установленное стеновое ограж-
дение; 3 - монтажный кран; Т — направление дви-
жения крана с блоком
На рис. 1.36 представлен монтаж фонарей верхнего света в виде блоков
в здании электросталеплавильного цеха металлургического завода в За-
верце.
1.2.2. Фахверковые стены цехов автозавода в г. Тыхы [301. Монтаж
фахверковых ограждающих стен был выполнен блочным методом путем
сборки в монтажный блок фахверка вместе с одним слоем профилирован-
ного стального листа и окнами. Стены были запроектированы как система
основных и промежуточных стоек и ригелей, образующая раму с прикреп-
ляемым к ней профилированным листом и встроенными окнами. Несущие
элементы легкого ограждения крепились к основным колоннам, шаг ко-
торых составлял 12 м. Высота стеновых блоков ограждения равнялась
8—10 м в зависимости от места установки. Масса стенового блока разме-
ром 10x12 м составляла 2,9 т.
Схематический план монтажа стенового ограждения одного из цехов
приведен на рис. 1.37. Укрупнение стенового блока производилось с
помощью автомобильного крана. Для облегчения монтажа крайние стой-
ки и один ригель каркаса стенового блока монтировались заранее обыч-
ным методом (рис. 1.38).
Монтажные работы производились в следующем порядке:
монтаж крайних стоек и ригеля стенового ограждения обычным мето-
дом с помощью крана;
сборка остальных стоек и ригелей на монтажном стенде, монтаж окон,
обшивка несущего каркаса профилированным стальным листом;
подъем укрупненного блока с земли и транспортировка краном до
места установки (от 6 до 50 м);
опускание блока на место установки;
выполнение стыков с помощью специальных подмостей;
укрепление на стене теплоизоляции и профилированного стального
листа со специальных подмостей.
Монтаж стеновых ограждений в месте изменения высоты смежных
пролетов выполняется несколько иначе. В таких случаях в связи с необ-
ходимостью подъезда крана к месту монтажа стен нужно предусмотреть
соответствующее опережение работ, связанных с монтажом блоков
37

Рис. 1.38. Блоки стенового ограждения
~ монтажная траверса; 2 — стеновой блок во время монтажа; 3 — ус-
тановленный стеновой блок
Рис.1.39. Схематический план организации блочного монтажа
стен при разновысоких пролетах промышленного здания
1 — более высокий пролет; 2 - более низкий пролет; 3 - гори-
зонтальные балки; 4 - монтажный кран; 5 — последовательные
стенды укрупнитёльной сборки; 6 — бетонное основание; 7 — под-
вижные подмости
покрытия (рис. 1.39). Как видно из этого рисунка, монтажу ограждения
на осях К — К' должен предшествовать монтаж покрытия в пролетах
K'—L и L~M.
Для выполнения стыков в каркасе фахверковой стены, а также для
закрепления теплоизоляции и второго профилированного листа были
использованы подмости типа "Варшава". Они перемещались по пути,
уложенному по верхнему поясу подстропильных ферм (рис. 1.40).
Порядок проведения монтажных работ был следующий:
38
Рис. 1.40. Блоки стенового
ограждения
а — вид спереди; б — попе-
речный разрез; 1 - более вы-
сокий пролет; 2 — более низ-
кий пролет; 3 - горизонталь-
ные балки; 4 - монтажный
кран; 5 - стенд укрупнитель-
ной сборки; 6 - бетонное ос-
нование; 7 — подвижные под-
мости; 8 — стеновой блок во
время монтажа; 9 - монтаж-
ная траверса; 10 — ездовое
полотно подмостей; 11 —
подмости
сборка бл^ка стенового ограждения на стенде (монтаж промежуточных
и одной крайней стойки, ригелей и профилированного листа) ;
подъем блока и перемещение к месту установки;
соединение стоек с верхним поясом фермы, а также ригелей со стойкой
ранее установленного блока стенового ограждения с помощью подмостей
типа "Варшава";
крепление блока к колоннам более высокого пролета;
монтаж теплоизоляции и наружного профилированного листа.
1.2.3. Промышленное здание системы "Мостосталь" с шедовым покры-
тием [137 ]. Технология блочного монтажа промышленных зданий систе-
мы "Мостосталь" детально разработана для разных пролетов и изложена
в "Инструкциях по технологии и организации монтажа" [135—138]. В на-
стоящей работе блочный монтаж промышленных сооружений по системе
"Мостосталь" представлен на примере монтажа трехпролетного здания
с пролетами по 12 м и высотой 8,4 м. Масса блока, включая профилиро-
ванный стальной лист, утеплитель из минеральной ваты и гидроизоляцию
(рубероид), составляет 15 т. Блок покрытия монтируется на четырех
39
Рис. 1.41. Монтаж колонн и первого блока покрытия [137]
а - монтаж колонн в осях I и 2 ; б - монтаж первого блока покрытия; I —
колонна, подготовленная к подъему; 2 - блок покрытия во время подъема; 3 -
блок покрытия после установки; Т - направление монтажа
колоннах, которые устанавливаютсяпоследовательнопо мере продвижения
монтажных работ. Сборку блоков следует начинать от последних отсеков
пролета В -С, продвигаясь в направлении оси 1 (рис. 1.41). Сборка про-
изводится на четырех клетках из железнодорожных шпал внутри здания.
Способ размещения собранных блоков покрытия на плане здания приве-
ден на рис. 1.42 и 1.43. Первый монтируемый блок должен быть собран
на расстоянии примерно 5 м от оси 2 и 1 м от ряда В. Расстояния меж-
ду блоками составляют около 1 м. Монтаж начинается с установки колонн
по осям 1 и 2 . Для этой цели можно использовать кран, который слу-
жит для сборки блоков покрытия.
40
Рис. 1.42. Монтаж последу-
ющих колонн и блоков по-
крытия [137]
1 - монтируемый блок;
2 — ранее установленный
блок; 3 - монтируемая ко-
лонна; Т — направление мон-
тажа
После установки колонн монтируются блоки покрытия, причем мон-
таж начинается от ряда В и ведется в направлении ряда Е (рис. 1.43).
Для установки блоков покрытия требуется кран со стрелой длиной 32 м,
грузоподъемностью до 16 т при вылете стрелы 12 м. При применении
менее мощных кранов можно уменьшить массу блока путем частичного
или полного отказа от укладки кровли. Кровля имеет довольно значи-
тельную массу (около 9 т); поскольку общая масса полностью готового
блока равна 15 т, то таким образом достигается уменьшение массы почти
на 60%.
После установки блоков в отсек 1—2 между рядами В~Е можно при-
ступить к монтажу колонн по оси J с помощью крана, применяемого
Для монтажа блоков покрытия. Затем устанавливают блоки покрытия
41
Рис. 1.43. Размещение
укрупненных блоков по-
крытия [137]
в отсеках 2 ~ 3 в направлении ряда £.Таким же образом проводят
монтаж в следующих отсеках.
Блочный монтаж покрытий применяют также и для других типов
зданий системы "Мостосталь''. На рис. 1.44 показан блочный монтаж по-
крытия промышленного здания этой системы.
1.2.4. Промышленное здание системы "Мостосталь" со структурным
покрытием [13, 14, 84, 135, 136]. Метод блочного монтажа применим
для промышленных зданий со структурными покрытиями вследствие их
многостержневой пространственной конструкции. Практически не сущест-
вует другого равноценного и столь же эффективного метода монтажа
таких зданий. В отдельных случаях возведения промышленных зданий
могут отличаться только способы сборки блоков по отдельности или на
поточной монтажной линии и их подъема. Для подъема блоков можно
применять следующие способы: подъем двумя кранами, четырьмя кра-
нами, с помощью гидравлических домкратов, ленточной талью, с по-
мощью наращиваемых элементов, а также подъем с помощью вертолета.
42
сИХмы’’Мо^о°сХ“ МОНТаЖ ПОКРЫТИЯ ^°МЬ™"ОГ° зда»и*
На выбор одного из этих способов существенное влияние оказывают
такие факторы, как время монтажа, а также имеющееся оборудование.
Сборка конструкций с подмостей на высоте из одиночных стержней или
пространственных треугольных элементов обоснована лишь в исключи-
тельных случаях. Например, она может быть вызвана необходимостью
одновременного производства земляных работ, когда ощущается недоста-
ток места для сборки блоков вне пределов здания.
В настоящей работе в качестве примера описан монтаж структурного
покрытия с диагональной сеткой промышленного здания с размером бло-
ков 24x24 м при сборке блоков на земле; монтаж ведется двумя крана-
ми. Блок представляет собой пространственную решетку высотой 1,5 м,
опирающуюся на четыре угловые колонны и контурные балки. Он сос-
тоит из пирамид, изготовляемых серийно на заводе и собранных на
площадке в положении основаниями вверх (рис. 1.45). Последователь-
ность работ при монтаже здания: укрупнительная сборка конструкции
покрытия в кондукторе-шаблоне; монтаж колонн; подъем блока покры-
тия; опускание и крепление блока к оголовкам колонн.
43
2940
Рис. 1.45. Сборный простран-
ственный элемент структурно-
го покрытия промышленного
здания системы "Мостосталь"
До установки кондуктора, в котором происходит укрупнительная
сборка покрытия, рекомендуется выполнить бетонный пол здания, что
значительно облегчеет монтаж блоков. Стойки кондуктора следует уста-
новить так, чтобы их расположение соответствовало нижней сетке блока
(рис. 1.46). Расположение стоек кондуктора между несущими колоннами
здания должно предусматривать монтажный поворот блока на небольшой
угол относительно окончательного положения (см.рис. 1.7). Последова-
тельность укрупнительной сборки пирамид подробно описана в работах
[135-136].
После сборки блока и закрепления вдоль контурных балок двух тра-
верс можно приступить к его подъему (рис. 1.47 и 1.48). Подъем следует
производить медленно, следя за тем, чтобы положение блока в каждой
фазе подъема было строго горизонтальным. Для контроля хода подъема
может служить устройство, показанное на рис. 1.49. После подъема блока
примерно на 100 мм выше оголовков колонн его надо повернуть до
окончательного положения и опустить на колонны.
На рис. 1.50 показан способ подъема покрытия с помощью наращиваю-
щих элементов и гидравлических домкратов типа "Бюггинг".
При монтаже покрытий из большого числа блоков, сборка которых
производится в одном кондукторе,существенным фактором, значитель-
но ускоряющим монтаж, является последовательность сборки и монтажа
отдельных блоков покрытия. Пример решения для двухпролетного про-
мышленного здания с 20 блоками покрытия представлен на рис. 1.51.
44
Рис. 1-46. Укрупнительная сборка
сборных элементов на кондукторе-
шаблоне
Рис.1.47. Укрупненный блок покрытия [153]
I — стойки монтажного кондуктора-шаблона
45
Рис. 1.48. Схема подъема блока покрытия кранами
1 - монтажная траверса
Рис. 1.49. Схема устройства для контроля подъема
блока 1135]
1 — закрепление троса; 2 — ролик диаметром 60 мм;
3 - тросик диаметром 2 мм; 4 — штатив; 5 — контроль-
ная панель; 6 — ролик; 7 - груз; I — уровень земли
50^4*2500*10000.
Рис. 1.50. Схема подъема блока покры-
тия гидравлическими домкратами типа
’’Бюггинг” [135]
1 — наращивающий элемент; 2 — плечо
наращивающего элемента; 3 — стержень
домкрата; 4 — гидравлический домкрат
типа "Бюггинг”; 5 — блок покрытия; I —
уровень земли
46
T|[7]|JII4II5IIg II71Га II
1b ~!5 77 p? [F|pJ | # || 711| 2g|p/~
a
Рис. 1.51. Очередность монтажа
при большом числе блоков [135]
покрытия промышленного здания
£1)
Рис.1.52. Схема конструкции искусственного катка в Дрездене [16]
а - поперечный разрез; б - план; в - схема трибун; 1 - арена катка;
2 — трибуны; 3 — покрытие; 4 - несущие колонны
47
Рис. 1.53. Подъем блока покрытия
Г — ТУ - стадии подъема
Рис. 1.54. Опорный узел покрытия
[16]
Рис. 1.55. Установленные стальные фермы трибун [ 1б]
1.2.5. Покрытие искусственного катка в Дрездене С 8, 16 1. Крыша
катка запроектирована как структурное покрытие размером 58x72 м, сос-
тоящее из половинок четырнадцатигранников и восьмигранников.
Стержневая конструкция выполнена из труб, соединяемых в узлах на бол-
тах. На рис. 1.52 даны поперечный разрез и план катка, а также схема
трибун. Длина стержней решетки составляет 3,4 и 4,8 м, высота покры-
тия — 3,4 м. Этапы монтажа конструкции представлены на рис. 1.53. На
первом этапе на уровне бетонного пола была собрана вся конструкция
покрытия в один блок массой около 153 т. Одновременно со сборкой
покрытия смонтировали колонны и связи. Для подъема покрытия исполь-
зованы колонны, а также самоподнимающие устройства грузоподъем-
ностью по 4 т с гидравлическим приводом. Для закрепления поднимаю-
48
Рис. 1.56. Демонтаж подъемного обо-
рудования [16]
щих элементов опорные шаровые узлы покрытия были заменены сталь-
ными фланцами (рис. 1.54), а края нижней сетки — прокатными швел-
лерами. На колоннах установили монтажные балки, к которым крепи-
лись самоподнимающие устройства. Нагрузка от собственного веса
поднимаемой конструкции передавалась через монтажные балки на несу-
щие колонны.
На втором этапе монтажа конструкция кровли была наклонена на
угол 7,5° к горизонтальной плоскости (см. рис. 1.53). После перестанов-
ки монтажных балок на третьем этапе конструкцию подняли на высоту
3,7 м, а затем установили стальные фермы трибун (рис. 1.55). Эти фермы
должны были обеспечить жесткость несущей конструкции на последнем
этапе подъема. После вторичной перестановки монтажных балок (четвер-
тый этап) конструкция покрытия была поднята еще на 3,7 м и оперта на
несущие колонны. При перестановке монтажных балок на более высо-
кий уровень поднимаемая конструкция опиралась на клинья и шплинты.
С этой целью в колоннах были выполнены отверстия, которые видны
на рис. 1.54. Демонтаж балок и подъемных устройств показан на рис.
1.56. Горизонтальные усилия, возникавшие во время подъема конструк-
ции, передавались через раму со стороны оси X) (см. рис. 1.53), а также
через связи в углах здания.
1.3. МОНТАЖ МЕТОДОМ НАДВИЖКИ
Для иллюстрации метода надвижки здесь рассматриваются несколько
примеров. Эти примеры, в частности монтаж покрытия искусственного
катка "Торвар", свидетельствуют о том, что детально продуманная
технология монтажа может дать очень хорошие результаты даже при при-
менении далеко не самого современного оборудования. Другая очень
интересная технология монтажа с изменением направления надвижки
49
Рис. 1.57. Схема конструкции искусственного катка в
Сосковце
конструкции была применена при возведении покрытия Центрального
вокзала в Варшаве.
Не менее интересный пример монтажа покрытия концертного зала
в Киеве приведен в работе [91 ].
1.3.1. Покрытие искусственного катка в Сосковце [10, 51, 68,127 ] .
Конструкция покрытия была запроектирована как цилиндрический свод
пролетом 53,6 м и стрелой подъема 7,68 м (рис. 1.57), состоящий из про-
странственных решетчатых элементов ромбического очертания. После
полной сборки конструкции покрытия была получена система перекре-
щивающихся решетчатых арок, расположенных с шагом 3 м. Распор
воспринимался затяжками из двух прокатных швеллеров, подвешенных
к узлам решетчатого свода. Опорную конструкцию покрытия образовали
стальные колонны с шагом 3 м, связанные в продольном направлении
двумя фермами (рис. 1.58). Монтажные работы были начаты после
сооружения трибун и площадки катка, что сделало невозможным установ-
ку монтажного оборудования внутри здания (рис. 1.59). Для правильного
последующего соединения укрупняемых элементов покрытия они должны
были иметь одинаковую стрелку подъема. Этого можно было достигнуть
только при сборке арок на весь пролет на специальных монтажных под-
мостях. Принимая во внимание указанные ограничения, единственно
возможным методом монтажа оказалась надвижка укрупненных элемен-
тов.
50
Рис. 1.58. Опорная конструкция покрытия
Рис. 1.59. Вид арены катка
51
Рис. 1.60. Схема монтажа покрытия искусственного катка
1 — ось установленных колонн и прогонов; 2 — элемент 1, установлен-
ный на колоннах; 3 — элемент после перемещения; 4 — кран "Коулз"
34 т; 5 — траверса; 6 - подмости для укрупнительной сборки; 7 —
склад; 8 - кран "Татра" для укрупнительной сборки; 9 — укрупнитель-
ная сборка монтажного элемента; 10 - направление надвижки; 11 - кран
"Коулз" 27 т
Рис. 1.61. Подъем укрупненного блока
52
A-A
Рис. 1.62. Схема покрытия катка "Торвар” в Варшаве [76 ]
1 — консольная часть существующей конструкции покрытия; 2 — оголовок
колонны с опорной частью; 3 - стальная колонна (два швеллера № 50); 4 -
железобетонное основание; 5 — стальные хомуты; 6 - железобетонная диафрагма
Схема монтажа покрытия катка приведена на рис. 1.60. У торцевой сте-
ны здания были сделаны подмости, на которых собирались секции свода
шириной Оми пролетом 53,6 м. Затем с помощью двух кранов типа
"Коулз" каждую секцию поднимали на опорную конструкцию и ручными
лебедками перемещали по специальным направляющим к месту установ-
ки. На рис. 1.61 показан подъем элемента свода с подмостей. В качестве
полотна для перемещения монтажных секций свода была использована
опорная конструкция покрытия, т.е. опорные колонны, а также решетки
продольной связи (см.рис. 1.59).
Последующие монтажные секции свода соединялись с опорной конст-
рукцией на болтах. Всего было надвинуто девять монтажных секций,
в том числе две крайние со стальными обвязочными балками.
1.3.2. Покрытие искусственного катка "Торвар" в Варшаве СЮ, 76,
133]. "Торвар" был построен как открытый каток с частичным покры-
тием трибун. Конструкцию покрытия трибун представляли консольные
предварительно напряженные железобетонные фермы с вылетом 12 м. Не-
сколько лет спустя с целью круглогодичного пользования катком было
решено перекрыть его металлическим покрытием (рис. 1.62). Конструк-
цию покрытия образуют решетчатые фермы пролетом 59 м, каждая из
которых в средней части между существующими предварительно напря-
женными фермами усилена двумя арками, наклоненными к горизонталь-
ной плоскости под углом 520. Плоские фермы в районе ранее покрытых
трибун раздваиваются, передавая нагрузку на две стоящие рядом колон-
ны с шагом 3,6 м. Это обеспечивает равномерную загрузку всех сущест-
вующих железобетонных рам при расположении стальных ферм с шагом
7,2 м. Стальные фермы опираются на стальные стойки, прикрепленные
хомутами к внутренним железобетонным колоннам (см. рис. 1.62).
При выборе метода монтажа пришлось принять во внимание ряд небла-
гоприятных и затрудняющих монтаж факторов. Раздвоенные части решет-
чатых ферм, помещенные под существующим покрытием, делали невоз-
53
Рис.1.63. Путь для переме-
щения конструкции [76
1 - мостовые подмости;
2 — рельсовая тележка; 3 —
рельс S42; 4 -уголок жест-
кости (80*80*8) у каждой
колонны; 5 - трос диамет-
ром 8 мм; А - ось стационар-
ной опоры
можным монтаж традиционным методом с помощью крана. Арена катка
с холодильными установками не позволяла установить там монтажное
оборудование или уложить рельсовый путь для крана. Конструкция раз-
двоенной на концах фермы, усиленной двумя наклонными арками, пред-
ставляла собой сложную систему для монтажа, а тем более для переме-
щения краном. В этих условиях был принят монтаж методом надвижки.
Укрупнительная сборка стальных ферм происходила на специальном мон-
тажном помосте, построенном у торцевой стены внутри здания. Элементы
подавались на помост с помощью крана, где собирались в блок по две
фермы вместе и перемещались к месту установки. Сборка стальных ферм
выполнялась с помощью легкого самоходного крана, который переме-
щался вдоль монтажного помоста снаружи здания. Полотно для переме-
щения блоков опиралось на деревянные леса, установленные на трибунах
катка (рис. 1.63). По рельсам перемещались тележки с подмостями для
передвижения монтажного блока. Общая масса фермы составляла почти
12 т, а общая масса перемещаемого блока — около 30 т (две фермы и
связи). Всего было выполнено шесть циклов передвижения монтажных
блоков. Крайняя ферма монтировалась непосредственно на месте уста-
новки.
Отдельные этапы монтажа покрытия представлены на рис. 1.64. Все
монтажные операции, включая устройство кровли, были проведены
менее чем за 5 мес. Этот срок, учитывая специфические трудности
работ, можно считать исключительно коротким.
1.3.3. Покрытие здания Центрального вокзала в Варшаве 128, 77 1.
Зал Центрального вокзала, предназначенный для отъезжающих пасса-
жиров, имеет площадь около 12 000 м2 при ширине 84 и длине 130 м.
Несущей конструкцией зала являются двухэтажные железобетонные рамы
со стальными двухконсольными ригелями; стальные ригели опираются
на колонны, расстояние между которыми составляет 42 м в поперечном
направлении и 10 м — в продольном (рис. 1.65).
54
Рис. 1.64. Стадии монтажа покрытия катка [76 ]
а — Г и П стадии; б - III стадия; в - ГУ и У стадии; г — УТ стадия; д —
УН стадия; е — У1'1 стадия; 1 — ось подвески; 2. — монтажные связи; 3 -
ручная лебедка
Рис. 1.65. Схема конструкции Централь-
ного вокзала в Варшаве
Стальные ригели рам были запроектированы в виде решетчатых ферм
треугольного сечения. Прямолинейный верхний пояс имеет коробчатое
открытое сечение, а нижние пояса параболического очертания выполне-
ны из сварных тавров. Кровля предусмотрена из профилированного
стального листа, включаемого в работу покрытия.
Стеновые ограждения запроектированы в виде экрана, подвешенного
к конструкции покрытия, с возможностью перемещения понизу.
На примере конструкции ригелей можно показать взаимозависимость
проектных решений и методов монтажа. Ферма покрытия имеет две кон-
соли вылетом 21 м каждая, в связи с чем ее нижний пояс сжат по всей
длине (см. рис. 1.65). Это обусловило необходимость применения разви-
того по ширине двухветвевого пояса. Мощное поперечное сечение нижне-
го пояса с устройством двух ветвей (максимально до 2 м) позволило
получить вполне устойчивую ферму, а это, в свою очередь, дало возмож-
ность безопасно и относительно просто, без дополнительного подкреп-
ления, транспортировать ее к месту установки.
55
Рис. 1.66. Общий вид строительной площадки вокзала
Рис. 1.6 7. Схематический план организации монтажа ферм покрытия вокзала
1 - площадка укрупнительной сборки ферм; 2 — ферма на стенде укрупни-
тельной сборки; 3 — кран; 4 - эстакада; 5 — ферма после поворота тележек;
6 - пути надвижки вдоль оси вокзала; 7 - ось Ерозолимских аллей; 8 -
направление надвижки
130.00
56
Рис. 1.68. Перемещение фермы перпендикулярно оси вокзала
Фермы доставлялись на площадку в пяти отправочных элементах.
После сборки масса фермы составляла около 40 т, вследствие чего исклю-
чалась возможность ее подъема с помощью кранов, устанавливаемых на
перекрытии подземной части вокзала. Поэтому было принято решение
выполнять монтаж методом надвижки. Выбор метода был продиктован
еще отсутствием места для монтажа и складирования конструкций непо-
средственно на строительной площадке (рис. 1.66) .Укрупнительная сбор-
ка ферм производилась на площадке, отделенной от вокзала одной из
центральных улиц города — Ерозолимскими аллеями.
План организации монтажа ферм схематически представлен на рис.
1.67. Укрупнительную сборку ферм производили на специальной эстакаде,
выполненной из элементов разборного моста. Отправочные элементы
ферм подавали на эстакаду с помощью крана. После сборки фермы пере-
возили над Ерозолимскими аллеями на двух плоских двухосных тележ-
ках по пути, расположенному на эстакаде (рис. 1.68). Транспортировка
осуществлялась с помощью двух ручных лебедок грузоподъемностью
3 т. Для надвижки фермы на ось здания необходимо было изменить
направление движения на 90°. Дальнейшее перемещение происходило
вдоль оси вокзала до места установки по пути (рис. 1.69), опорной конст-
рукцией которого являлись решетчатые монтажные колонны, установлен-
ные попарно у каждой железобетонной колонны. Фермы перевозили на
четырех тележках — по две тележки под каждую опору фермы (рис.
1.70).
Направление передвижения изменяли следующим образом:
останавливали одну из тележек, установленных на эстакаде;
поднимали ферму над второй тележкой;
57
Рис. 1.69. Перемещение фермы вдоль оси вокзала
Рис. 1.70. Фрагмент опирания фермы на тележках
после поворота тележки на угол 90° ее помещали на путь вдоль оси
вокзала;
устанавливали вторую тележку;
ферму опускали на подготовленные тележки;
перечисленные выше операции повторяли у второй опоры фермы.
Как и при перемещении ферм над Ерозолимскими аллеями, при их
перемещении вдоль здания использовались ручные лебедки.
Работы, связанные с изготовлением и монтажом 14 ферм конструкции
покрытия, были выполнены за 4,5 месяца.
58
1.4. МОНТАЖ ПОТОЧНЫМ МЕТОДОМ
В Польше поточный метод монтажа покрытий промышленных зданий
впервые был применен при строительстве цехов завода малолитражных
автомобилей в г. Бельско-Бяла в 1971 г. Технология монтажа, разработан-
ная Силезским отделением "Мостостали" в Забже, успешно применялась
потом при сооружении ряда других объектов и, в частности, автозавода
в г. Тыхы, цехов металлургического комбината "Катовице", завода цвет-
ных металлов в Шопеницах, прядильной фабрики "Пшиязнь" в Заверце,
завода сельскохозяйственных машин в г. Стшельце-Опольске и др. Не-
большие различия на отдельных строительных площадках заключались
только в применении различных способов перегрузки собранных сегмен-
тов на транспортное оборудование (транспортные башни), а также в кон-
структивных решениях самих транспортных башен. Эти различия иллю-
стрируют четыре примера. В пятом примере представлен модернизирован-
ный поточный метод, называемый крановым методом, который был при-
менен при. строительстве здания прокатного цеха металлургического
комбината "Катовице".
Способ монтажа заключается в использовании в качестве системы
транспорта укрупненных блоков покрытия мостовых кранов, предназ-
наченных для применения в технологических процессах прокатки.
Это очень существенное усовершенствование, которое позволяет сокра-
тить цикл монтажа по сравнению с применявшимся ранее методом поточ-
ного монтажа, а также исключить транспортную башню вместе с соответ-
ствующим рельсовым путем, которые служат для транспортировки бло-
ков покрытия вдоль оси цеха. Кроме того, при этом снижается стоимость
монтажного оборудования. Сокращение цикла монтажа достигается
главным образом в результате того, что за счет исключения рельсового
пути транспортной башни возникает возможность производства сопутст-
вующих работ в застраиваемом пролете на уровне пола цеха. Для тран-
спортировки блоков покрытия можно использовать один или два мосто-
вых крана в зависимости от того, сколько их предусмотрено для об-
служивания технологического процесса.
При применении одного мостового крана транспортная система созда-
ется путем устройства специальной эстакады. Расстояние между мосто-
выми кранами, образующими транспортную систему, или краном и эста-
кадой зависит от размеров блоков покрытия. Транспортная система
имеет специальные подвижные опоры, которые позволяют перевезти блок
покрытия над оголовками колонн цеха. Транспортировка производится
по ранее установленному крановому пути. При этом требуется смонти-
ровать все продольные связи, особенно в плоскости колонн. Во время
проектирования цеха, где предусматривается монтаж данным методом,
может оказаться необходимым применение дополнительных монтажных
связей и усиливающих элементов. Этот вопрос следует решать каждый
раз перед тем, как приступить к монтажу, особенно потому, что конст-
рукция цеха на данном этапе работает как эстакада.
1.4.1. Покрытие цеха автозавода в г. Бельско-Бяла Г29, 74, 112]. Этот
цех имеет шедовое покрытие. В цехе девять пролетов по 24 м при шаге
колонн 12 м. Общая производственная площадь составляет около
50 000 м2. Всего было изготовлено 163 блока покрытия размером 12х
х24 м и массой около 20 т каждый. Время сборки одного блока составля-
ло 4 ч.
59
93 « 12000 = 276000
Рис.1.71. Схематический план организа-
ции монтажа цеха автозавода в г. Бельско-
Бяла
/ - места складирования конструкций;
2 - путь подвоза конструкций; 3 - стенды
монтажной линии; 4 — путь монтажных те-
лежек; 5 — обратный путь тележек; 6 —
бетонная плита шириной 10 м; 7 - монтаж-
ный блок размером 12x24 м; 8 - кран для
погрузки блоков на башню; 9 — транспорт-
ная башня; 10 - путь транспортной башни;
11 - направление монтажа
Рис. 1.72. Стенды укрупнительной сборки блоков покрытия
60
Рис.1.73. Установка блока покрытия на транспортную башню
Схематический план цеха с размещением монтажных стендов и обору-
дования представлен на рис. 1.71. На линии сборки блоков покрытия бы-
ло предусмотрено семь стендов, а объем выполняемых на них операций
был следующий:
стенд I — установка двух прогонов на опорах, монтаж двух ферм, мон-
таж решетки;
стенд II — монтаж прогонов, фахверка и частично связей;
стенд III — монтаж остальных связей;
стенд 1У — монтаж окон;
стенд У — укладка профилированного металлического листа, малярные
работы;
стенд У1 — укладка утеплителя, монтаж водоприемных воронок в
кровле;
стенд У11 — покрытие кровли рубероидом и остекление окон.
На рис. 1.72 показаны этапы работ на монтажной линии при укрупни-
тельной сборке конструкции покрытия. В глубине виден путь тележки с
готовым блоком.
После выполнения работ на последнем стенде тележка с блоком покры-
тия перемещалась в район перегрузки блока на транспортную башню (мес-
то пересечения оси монтируемого в данный момент пролета с осью пути
тележек). Перегрузка на транспортную башню производилась с помощью
самоходного гусеничного крана (рис. 1.73); эта башня была выполнена
из портала козлового крана "Бочан" (рис. 1.74). Транспортная башня
была оборудована платформой, опертой на четыре гидравлических дом-
61
Рис. 1.74. Транспортная башня
крата, а также системой роликов, обеспечивающей горизонтальное пере-
мещение в обоих направлениях в целях облегчения наводки блока на мон-
тажные стыки колонн. Повернутый на 90° и закрепленный на транспорт-
ной башне блок покрытия подводился к месту его установки (над ним)
на расстоянии около 15 см над оголовками колонн (рис. 1.75). После
опускания домкратов и посадки блока на колонны транспортная башня
возвращалась за следующим блоком. В целях беспрепятственного воз-
врата монтажной тележки на первый стенд линии сборки блоков был
выделен специальный путь, показанный на рис. 1.71.
1.4.2. Покрытия цехов автозевода в г. Тыхы [30, 74, 112]. Поточный
метод монтажа был применен при сооружении главного корпуса, включа-
ющего производственные и вспомогательные цеха завода. Было выпол-
нено 538 блоков покрытия массой около 25 т каждый. На рис. 1.76
представлен поточный монтаж цехов главного корпуса. Ввиду взаимно
перпендикулярного расположения пролетов транспортировка блоков
производилась по путям, установленным перпендикулярно друг к другу.
В связи с этим потребовалась организация дополнительного пункта пере-
грузки сегментов с тележки на тележку, для чего был использован кран
"Деррик" грузоподъемностью 25 т. На площадке были организованы
монтажные линии из 10 стендов. Объем работ на отдельных стендах
был аналогичен рассмотренному в предыдущем примере и зависел от
вида и конструкции блоков покрытия.
На рис. 1.77 представлены различные типы блоков покрытия. Монти-
ровались шедовые блоки, для которых цикл сборки составлял 3 ч, а
также блоки с трапецеидальными фонарями верхнего света, для которых
этот цикл продолжался около 5 ч.
В связи с неоднородной конструкцией покрытия, а также разными
высотами монтируемых цехов были применены две транспортные башни:
одна высотой 7,2 м для монтажа шедовых блоков, а вторая высотой
15,60 м для монтажа блоков с трапецеидальными фонарями. Для пере-
грузки сблокированных сегментов на транспортную башню использовали
62
Рис. 1.75. Перемещение транспортной башни
кран "Коулз Центурион" грузоподъемностью 100 т. На рис. 1.78 показана
погрузка блока на транспортную башню в одном из пролетов цеха.
Способ опирания блока на башне во время транспортировки предста'в-
лен на рис. 1.79; на рис. 1.79, б видны ролики, служащие для регулирова-
ния положения блока во время посадки его на колонны цеха.
На рис. 1.80 и 1.81 представлена одна из фаз перемещения транспортной
башни с сегментами покрытия в зданиях сварочного и прессового цехов.
В последнем случае в связи с открытой конструкцией подземного этажа
были установлены дополнительные стойки, обеспечивающие перемещение
башни вдоль пролета.
1.4.3. Покрытия цехов металлургического завода в г. Шопеницы [ 74,
1121. С применением поточного метода монтажа был сооружен объект
общей производственной площадью около 52 000 м2. На монтажной линии
было собрано 143 блока покрытия, в том числе 50 блоков размером 12х
х24 м и 93 блока размером 12x30 м.
Монтажная площадка схематически показана на рис. 1.82. Монтаж про-
63
Рис.1.76. Схематический план организации монтажа цехов автозавода в г. Тыхы
[74]
1 - склад конструкций; 2 - путь монтажных тележек; 3 - обратный путь те-
лежек; 4 — путь башни; 5 - транспортная башня; 6 — кран "Коулз Центурион",
Q = 700 т; 7 - бетонная плита; 8 — направление монтажа; 9 - сборочное отделе-
ние; 10 — отделение горячего цинкования; 11 — техническая база; 12 - лакокра-
сочное отделение; 13 - сварочный цех; 14 - склад штампованных заготовок;
15 - прессовый цех; 16 - отделение резки; 17 - склад листового металла; 18-
очистка фильтров; 19 — склад материалов; 20 — склад покрышек; 21 — прием
материалов и отправка автомобилей; 22 — фасовочное отделение; 23 - малярное
отделение
64
Рис. 1.77. Типы монтируе-
мых блоков покрытий
а - шедовое покрытие;
б, в - покрытия с трапецеи-
дальными фонарями верхнего
света; 1 — монтажная тележ-
ка; 2 — башмак тележки;
3 - блок покрытия
Рис. 1.78. Установка блока покрытия на транспортную башню
65
Рис. 1.79. Способ опирания блока покрытия на транспортной
башне
а — общий вид; б - детали; 1 — транспортная башня; 2 -
площадка транспортной башни; 3 - главная балка площадки;
4 - ролик площадки; 5 — смонтированный пролет; 6 — пере-
мещение блока во время транспортировки /~150мм); 7 — за-
зор между нижним поясом блока и оголовком колонны во
время транспортировки (450 мм)
лета длиной 12 м был выполнен традиционным методом из одиночных
элементов с помощью башенного крана "Мостосталь 120/160". Для пере-
грузки блоков с тележки на транспортную башню, в отличие от преды-
дущих примеров, применили портальную конструкцию (рис. 1.83 и 1.84),
которая заменила обычно применяемые для этой цели краны. Для подъе-
ма блока на транспортную башню были использованы четыре гидравли-
ческих домкрата "Бюггинг", "карабкающихся" по стержням квадратного
сечения 50x50 мм. Эти стержни с резьбовыми соединениями могут иметь
произвольную длину. В комплект входят гидравлические насосы с рабо-
чим давлением до 16,5 МПа. Масса одного домкрата составляет 125 кг,
а шаг подъема — 100 мм. Эти домкраты были закреплены'на опорах пор-
тальной конструкции.
Коэффициент использования времени работы монтажного крана на
месте перегрузки блока с тележки на транспортную башню составляет
66
Рис. 1.80. Перемещение башни с шедовым блоком
Рис. 1.81. Перемещение бащии с трапецеидальным блоком
67
Рис. 1.82. Схематический план организации монтажа промышленного здания в
Шопеницах [74]
I — склад конструкций; 2 - краны у монтажной линии; 3 - обратный путь
монтажных тележек; 4 — портал; 5 - транспортная башня; 6 — путь транспорт-
ной башни; 7 - кран, монтирующий пролет обычным методом; 8 - кран для мон-
тажа колонн; 9 — кран для монтажа подкрановых балок; 10 - кран для монтажа
наружных стен; 11 — существующее здание; 12 — направление монтажа
обычно не более 20%, поэтому весьма целесообразна его замена другим,
более легким и дешевым оборудованием.
В качестве других примеров, где также было исключено применение
кранов на местах перегрузки, можно назвать стоечно-лебедочное устрой-
ство, представленное на рис. 1.85 и использованное при строительстве
прядильной фабрики "Пшиязнь” в Заверце, а также четырехопорную пор-
тальную конструкцию с гидравлическими домкратами типа "Бюггинг";
примененную на строительстве завода сельскохозяйственных машин в
Стшельце-Опольске. Последняя конструкция была выполнена из элемен-
тов мостовых подмостей (рис. 1.86).
1.4.4. Покрытия цехов завода искусственной кожи "Корфан" вПёнках
[ 32 }. Цех завода "Корфан" запроектирован как шестипролетное здание
со структурным покрытием типа "Берлин". Блок покрытия этого типа
представлен на рис. 1.87; конструкция представляет собой пространствен-
ную стержневую систему из стальных труб, соединенных в запатентован-
ных узлах. Элементы конструкции покрытия были выполнены на автома-
тизированных линиях, а на площадку их доставляли в виде пакетов
стержней и собирали в блоки размером -18x12 м и массой около Ют.
Поперечный разрез цеха показан на рис. 1.88. Общая производствен-
68
Рис.1.83. Портальная конструкция для подъема покрытия
ная площадь составляла около 21 000 м2. Конструктивная система
"Берлин" предусматривает блочный монтаж. Для покрытий этого
типа, как и для всех структурных покрытий, не рекомендуется монтаж,
заключающийся в сборке одиночных стержней с подмостей на уровне
проектной отметки покрытия. При таком способе монтажа теряются
основные качества структурных покрытий — простота и скорость мон-
тажа.
Для цеха в Пенках применили поточный метод монтажа, несмотря на
сравнительно малую площадь застройки. Метод оказался подходящим,
так как в конструкциях тележек и транспортных башен использовались
дешевые типовые элементы. Ритм работы на монтажной линии также был
несколько изменен. Схематический план организации монтажа промыш-
ленного здания представлен- на рис. 1.89. Поскольку высота в пролете
Е ~ D* отличалась от высоты остальных пролетов, блоки покрытия были
посажены на колонны краном "Коулз Гаргантюа". Это позволило избе-
69
Рис. 1.84. Установка блоков покрытия на транспортную башню
Рис. 1.85. Перегрузка сегмента покрытия с помощью стоечно-лебедоч-
ного устройства [112]
70
Рис.1.86. Портальная конструкция с гидравлическими
домкратами типа’’Бюггинг” [112]
Рис. 1.87.
Берлин”
Рис. 1.88. Схема конструкции промышленного здания в Пёнках
71
102900
Рис. 1.89. Схематический
план организации монтажа
цеха
1 — склад конструкций;
2 — путь подвозки конст-
рукций; 3 — стенды укруп-
нительной сборки блоков;
4 — путь монтажных теле-
жек; 5 — краны КУ-1206; 6 —
транспортная башня; 7 -
путь транспортной башни;
8 - путь подвозки блоков к
пролетам DE и CD; 9 — кран
"Коулз Гаргантюа"
Рис. 1.90. Погрузка блока покрытия на транспортную башню
72
Рис.1.91. Перемещение транспортной башни с блоком покрытия
16.50 J012 JO JO
4 5
Рис. 1-92. Схематический план монтажа цеха [156]
I — стенды укрупнительной сборки блоков покрытия; 2 — склад конструкций;
3 — краны; 4 — транспортная установка; 5 — блок покрытия; 6 — направление
монтажа; 7 — направление транспортировки
73
Рис. 1.93. Установка блока покрытия на транспортную систему/
1 — блок покрытия; 2 - траверса; 3 — подвижные опоры; 4 —
решетчатая эстакада со сквозным проездом; 5 — подкрановая бал-
ка; 6 — блоки покрытия в районе монтажного конвейера
жать перестройки транспортной башни, которая в связи с небольшим чис-
лом блоков была нерентабельна.
Блоки доставляли на транспортной башне в пролет С - D. откуда их
краном устанавливали в пролете f - j?1 в проектное положение. %
На этом объекте была предусмотрена несколько иная технология на
линии укрупнитепьной сборки конструкции. Стенды сборки блоков по-
крытия были размещены симметрично по обеим сторонам пути движения
транспортной башни. Последовательность работ при сборке одного сегмен-
та предусматривала перемещение операций на полфазы. При 12-часовом
цикле укрупнитепьной сборки блока, включая покрытие профилирован-
ным настилом, это давало возможность монтажа двух блоков в день.
74
Рис. 1.94. Блок покрытия во время транспортировки вдоль застраиваемого
пролета
1 — блок покрытия; 2 — траверса; 3 — подвижные опоры; 4 — эстакада со
сквозным проездом; 5 — мостовой кран
После окончания сборки блока тележка перемещалась на место погруз-
ки на транспортную башню. Блок грузился на транспортную башню дву-
мя кранами типа КУ-1206 (рис. 1.90). Затем башня вместе с блоком пере-
мещалась с помощью колесного тягача к месту установки блока (рис.
1.91). В это время на место перегрузки подъезжала тележка с блоком с
другой стороны оси движения транспортной башни. Такая технология
при относительно небольшой площади застройки имеет следующие досто-
инства:
исключается необходимость создания отдельного пути возврата тележ-
ки на место сборки, а также перемещения тележки;
становится возможным использование при сборке блоков кранов,
предназначенных для их погрузки на транспортную башню.
Четырехопорная транспортная башня была выполнена из элементов
мостовых подмостей на четырех типовых тележках-платформах с шири-
ной колеи 600 мм. Конструкция башни благодаря использованию типо-
вых элементов оказалась дешевой; однако такую башню можно приме-
нять исключительно для монтажа легких блоков покрытия.
1.4.5. Монтаж прокатного цеха металлургического комбината "Катови-
це" [ 156 1. Смонтированное крановым методом здание прокатного цеха
площадью около 145 тыс. м2 и с шагом колонн 18 м имеет пролеты: 36,
30, 18 и 12 м (рис. 1.92), в связи с чем блоки покрытия имели различные
размеры и массу. Самый большой блок имел размер 36x18 м и массу
около 37,7 т, а самый малый — размер 12x18 м и массу около 10,8 т.
75
Конструкция промышленного здания отличалась от зданий, при соо-
ружении которых применялся поточный метод, тем, что в качестве несу-
щих элементов покрытия использовались плоские фермы. Это создавало
определенные затруднения при монтаже, так как требовало применения
специальной монтажной траверсы 2. которая видна на рис. 1.93. Монтаж
покрытия в виде крупных блоков весьма рационален для зданий с шедо-
вым покрытием или зданий с подвесными ригелями (см. рис. 1.31 и 1.34),
а в случае рамной системы для создания монтажного блока необходимо
применение траверсы.
После транспортировки блока покрытия на место установки и опуска-
ния подвижных опор J , которые мы видим на рис. 1.93 и 1.94, траверса
демонтировалась и перевозилась в район монтажного конвейера.
На рис. 1.94 показано перемещение блока покрытия вдоль пролета.
Монтаж цеха проводился поочередно пролетами с одним общим монтаж-
ным конвейером сборки блоков покрытия. В результате применения
кранового метода монтажный цикл был сокращен примерно на 30%. Об-
щее время сооружения цеха составило 21 мес.
2. МОНТАЖ АНГАРОВ
Большие размеры современных пассажирских самолетов обусловлива-
ют необходимость строительства ремонтных ангаров площадью 8000—
10 000 м2 без промежуточных опор. Высота этих ангаров находится в пре-
делах 20—30 м, а ширина ворот превышает 100 м. Размеры и специфика
конструкции таких ангаров являются причиной затруднений при их
монтаже. Главные фермы, применяемые в конструкциях покрытия
ангаров, должны иметь при указанных пролетах большие црчения, а сле-
довательно, и большую массу.
Монтаж несущей конструкции покрытия ангара, который ведется
на подмостях, сложен и неэкономичен главным образом в связи с необ-
ходимостью применения тяжелого монтажного оборудования и высоких
подмостей и усиления основания под подмостями.
В последнее время наблюдается тенденция к укрупнительной сборке
всей конструкции покрытия ангара на земле с последующим ее подъе-
мом гидравлическими домкратами на проектную отметку. Один из наибо-
лее интересных примеров — подъем конструкции покрытия ангара в Цю-
рихе (ее масса составляла около 5300 т). В целом виде поднималась
также -конструкция покрытия в лондонском аэропорту Хитроу (масса
около 2700 т), а также в аэропорту Окенче в Варшаве (масса около
900 т). Последнее сооружение заслуживает особого внимания, так как во
время подъема конструкции был также изменен угол наклона — частично
повернут весь блок покрытия.
Если подъем конструкций покрытия целиком невозможен, то монтаж
производится укрупненными блоками. Именно так решена проблема мон-
тажа однотипных ангаров в Сан-Франциско и Лос-Анджелесе. Естественно,
поэлементный монтаж конструкций ангаров остается и. будет оставаться
в будущем единственно возможным методом монтажа несущих конструк-
ций определенных типов при наличии определенного монтажного оборудо-
вания у предприятия, осуществляющего строительство. В качестве приме-
ров применения таких решений можно указать ангар с вантовой конст-
рукцией покрытия в аэропорту в Мюнхене, а также ангары рамного типа
в аэропортах Стокгольма и Копенгагена. Копенгагенский ангар особенно
76
интересен в том отношении, что он наглядно иллюстрирует зависимость
метода монтажа от принятого проектного решения. Оригинальное мон-
тажное соединение ригеля рамы с колоннами позволило осуществить
подъем рам с помощью простого монтажного оборудования.
2.1. МОНТАЖ СПОСОБОМ ПОДЪЕМА КОНСТРУКЦИИ
ПОКРЫТИЯ, СОБРАННОЙ НА ЗЕМЛЕ
2.1.1. Ангар в аэропорту Клотен в Цюрихе [9]. Вертикальный разрез и
план ангара представлены на рис. 2.1. и 2.2. Конструкция покрытия опира-
ется на четыре железобетонные колонны сечением 3x5 м в стене X? и на
колонны сечением 5x5 м в стене В . Толщина стенок колонн составляет
40—80 см; внутреннее пространство в колоннах использовано для транс-
портных целей. Конструкция покрытия ангара запроектирована в виде
перекрестной решетки, в которой фермы высотой около 9 м расположены
под углом 45° к стенам ангара.
По контуру покрытия предусмотрены краевые несущие балки. К кон-
струкции покрытия подвешены пути для трех мостовых кранов грузо-
подъемностью по Ют. Конструкцию покрытия собрали на земле, покрыли
легкой обшивкой, оборудовали всеми устройствами, подвесили пути мос-
товых кранов, установили мостовые краны, и только после этого блок
массой около 5300 т был поднят на четырех гидравлических домкратах.
Эти домкраты имели грузоподъемность по 1400 т каждый, работали при
давлении масла около 70 МПа и имели ход поршня 45 см. Домкраты были
расположены между нижними поясами краевых несущих балок конструк-
ции покрытия и горизонтальными рамами, включающими железобетонные
колонны. Домкраты прикреплялись болтами как к указанным рамам,
так и к поясам балок плиты покрытия. Во время подъема покрытия ра-
мы, подпирающие гидравлические домкраты, опирались с помощью шты-
рей диаметром 17 см на два перфорированных стальных стержня, при-
крепленных к каждой из четырехжелезобетонных колонн (рис. 2.3).
После использования полного хода поршней домкратов конструкцию
покрытия подвешивали на этих перфорированных стержнях (также с
помощью штырей, расположенных под нижними поясами балок). Затем
поршни домкратов опускали, и рамы, подпирающие поршни, переставля-
12800________
1 — железобетонные колонны; 2 — раздвижные ворота; 3 — коридор;
4 — пристройка; 5 - ангар; 6 — решетка покрытия; 7 - краевые балки;
8 — вентиляционные трубы; 9 — тоннель для инженерных систем; 10 —
соединительный эЛемент; 11 - пути перемещения подвесных кран-балок
77
Рис.2.2. План ангара [9]
а —план конструкции покрытия; б - план здания ниже конструкции
покрытия; 1 — железобетонные колонны; 2 — раздвижные ворота; 3 —
коридор; 4 — панель обрешетки крыши; 5 — краевые балки; 6 — соеди-
нительный элемент
ли в новое положение. После 14 циклов подъема перфорированные стерж-
ни следовало переместить к верху железобетонной колонны. С этой целью
подводился отсек стальной колонны, на оголовок которой опирались
перфорированные стержни (рис. 2.4). Подъем плиты покрытия ангара на.
высоту 26 м (рис. 2.5) продолжался 20 дней.
Конструкция покрытия пролетом 128 м после подъема с монтажных
опор прогнулась от собственного веса, что, в свою очередь, вызвало гори-
зонтальный сдвиг (около 13 см) нижнего края несущих балок покрытия.
Последующие горизонтальные сдвиги конструкции покрытия (примерно
на + 3,5 см) были вызваны изменениями температуры и давлением ветра,
который в период монтажа достигал скорости 40 м/с. Поскольку гидрав-
78
Рис.2.3. Начальный этап подъема покрытия ангара [9]
лические домкраты были соединены как с опорными рамами, так и с кон-
струкцией поднимаемого покрытия, при проводке рам по железобетон-
ным колоннам следовало учесть горизонтальные сдвиги плиты покрытия.
Система проводки этих рам показана на рис. 2.6.
2.1.2. Ангар в аэропорту Хитроу (Лондон) [123, 131 3. Этот ангар
вмещает два реактивных лайнера типа "Боинг-747". Конструкция здания
состоит из двух частей (рис.2.7): более высокой, которая предназначена
для хвостовых частей самолетов и имеет полезную высоту около 28 м,
и более низкой высотой около 16 м, в которой помимо размещаемых са-
молетов располагаются четыре этажа технических помещений. Повышен-
ная часть в плане представляет собой прямоугольник размером около
79
Рис.2.4. Конечный этап подъема покрытия ангара [9]
1 — стальная колонна, подпирающая перфорированный стержень; 2 — стальной
перфорированный стержень; 3 - рама, охватывающая железобетонные колонны,
на которую опираются гидравлические домкраты; 4 - нижний пояс краевой бал-
ки покрытия
170x26 м, а более низкая часть, также прямоугольная, имеет размеры
около 138x55 м.
Большая площадь ангара перекрыта пространственной стержневой сис-
темой с диагональным расположением поясов относительно наружных
стен. Покрытие повышенной части ангара опиралось на два решетчатых
прогона, причем каждый из них лежал на двух колоннах. Один прогон
находится в плоскости ворот, а второй — в месте перепада высот ангара.
Второй опорой покрытия низкой части является трехпролетная балка,
расположенная в плоскости стены, отделяющей ангар от многоэтажных
технических секций. Размеры конструкции покрытия лучше всего
характеризует решетчатый прогон, расположенный между повышенной
и низкой частью ангара'. Расстояние между осями его поясов составляет
8,23 м. Нижний пояс выполнен из двух труб диаметром 457 мм, находя-
щихся на расстоянии 3,35 м друг от друга. Раскосы выполнены из труб
диаметром 356 мм.
80
Рис.2.5. Конструкция покрытия ангара после окончания подъема [9]
Рис. 2.6.- Система проводки
покрытия ангара во время
подъема [9]
а — стальные салазки; в —
направляющие гнезда; с - на-
правление возможного пере-
мещения конструкции по-
крытия; е/ — регулирование
перемещений конструкции
81
Рис.2.7. Ангар в аэропорту
Хитроу в Лондоне [131]
а - план; б - разрез
1-1
42,00 42,00 42,00 । 42,00
J68.00
2-2
у 50,00 j
Рис. 2.8. Схема конструкции ангара в аэропорту
Окенче в Варшаве [62]
1 прогоны; 2 — подпрогоны; 3 — главные
фермы; 4 — связь в плоскости покрытия; 5 - фер-
ма покрытия; 6 — вертикальная связь; 7 — плос-
кость ворот
82
Конструкция покрытия была доставлена в виде сегментов длиной по
несколько метров и собрана на земле. Подъем полностью смонтирован-
ного покрытия выполнен с помощью двенадцати гидравлических дом-
кратов грузоподъемностью по 600 т каждый. Домкраты размещались
по два на концах обоих прогонов, расположенных в плоскостях ворот
и в месте перепада высот покрытия, и четыре — по длине прогона у
многоэтажной секции, где находится материально-техническая база
ангара. Масса конструкции составила 2700 т.
2.1.3. Ангар в аэропорту Окенче в Варшаве [62 J . Схематически кон-
струкция ангара представлена на рис. 2.8; его покрытие площадью
8400 м^ опирается на три главные фермы и на боковые стены. Главные
фермы имеют консоли по 50 м и с одной стороны опираются шарнирно
на фундаменты, а с другой имеют упругое опирание на продольной фер-
ме, предварительно напряженной затяжкой, которая закреплена в углах
боковых и задней стен. Вначале выполнение монтажа конструкции
предусматривалось на высоких подмостях кранами "Коулз Валиант" и
"Коулз Гаргантюа". Такая технология работ требовала не только усиле-
ния слабых грунтов основания, но и более раннего возведения железо-
бетонных стен ангара, что значительно удлиняло сроки его строительст-
ва. Поэтому было решено собрать конструкцию покрытия целиком на
земле и поднять ее после устройства кровли и Остановки отопительных
и электрических систем (рис. 2.9).
Масса конструкции составляла около 900 т. Антикоррозионная
защита конструкции также была выполнена на земле.
Сборку покрытия производили при укладке нижних поясов главных
ферм параллельно уровню земли, что при переменной высоте ферм
требовало на первой стадии поворота конструкции покрытия на угол
2 оС (рис. 2.10), после чего ее поднимали вертикально. Подъемное
оборудование располагалось в шести точках, и, кроме того, в целях обес-
печения равномерного подъема конструкции покрытия у боковых
стен ангара были применены противовесы, что требовало подкрепления
колонн этих стен подкосами (рис. 2.11 и 2.12).
Рис.2.9. Конструкция покрытия ангара, собранная на земле
83
±0,00
i 24 00
2400

Рис. 2.10. Положения глав-
ной фермы во время подъема
покрытия [62]
1 — связь, подкрепляющая
нижний пояс фермы до мо-
'-150мм мента установки конструк-
г- ...... г. ---- задней
ции верхней части
стены
|. 12,00
Рис.2.11. Размещение опор с подъемными устройствами >2]
1 - подъемные устройства a - f', 2 — временные связи и консоли,
подпирающие нижние пояса главных ферм; 3 — вертикальные связи;
4 - противовесы; 5 — подкосы
Способ опирания конструкции покрытия в точках а — с должен
был обеспечить ее горизонтальное перемещение в результате производи-
мого поворота (см. рис. 2.10, А ), поэтому на указанных опорах были
применены подвижные опорные части, в то время как на опорах cZ - f
использовались неподвижные опорные части с шарнирными валиками.
Подъемное устройство показано на рис. 2.13. На защемленной в бетон-
ном фундаменте стальной раме закреплено четыре колонны высотой
2,28 м, состоящие из двух ветвей, выполненных из двутавра № 260. Ко-
лонны размещались в углах прямоугольника, который в плане имел
размеры 1620x1100 мм. На оголовках колонн, между их ветвями, были
установлены гидравлические домкраты грузоподъемностью 50 т каждый
с ходом поршня 500 мм. Этими домкратами прикладывалось усилие к
главным балкам (см. рис. 2.13, справа), к которым двумя болтами была
прикреплена подвижная горизонтальная рама, подпирающая монтажную
84
Рис.2.12. Противовесы у боковой стены ангара
опору, служащую для подъема конструкции покрытия. Болты М 40 про-
ходили через отверстия в консолях в оголовках колонн подъемного
устройства, и благодаря применению двух гаек (одной над главной бал-
кой, второй над консолью колонны) конструкцию покрытия можно было
подвешивать или на главных балках, или на консолях колонн. При этом
во втором случае можно было опускать поршни гидравлических домкра-
тов. Во время подъема конструкции покрытия нижние гайки на болтах
М 40 (находящиеся над консолями колонн) непрерывно подкручива-
лись во избежание внезапной передачи нагрузки на болты в случае аварии
домкрата. Учитывая назначение сооружаемого объекта, нельзя было
ограничиться только такой защитой подъемного оборудования. Поэтому
была применена вторая система болтов ( М 100) с размещением четырех
болтов на каждом подъемном устройстве, которые обеспечивали передачу
нагрузки от конструкции покрытия при повреждении гидравлических
домкратов или болтов М40.
85
Рис.2.13. Оборудование для подъема покрытия ангара (общий вид и
деталь)
1 — стальная рама, заанкеренная в фундаменте; 2 — колонна из двух
двутавров № 260; 3 - гидравлические домкраты; 4 — главные балки; 5 -
болты М40; 6 - передвижная рама, подпирающая монтажную колонну;
7 - кронштейны па колоннах подъемного устройства; 8 — стопорные бол-
ты Ml 00; 9 — составная монтажная опора, поддерживающая главную фер-
му конструкции покрытия
После трех циклов подъема на полный ход поршней домкратов следо-
вало удлинить монтажные колонны, на которые была оперта и поднима-
лась конструкция покрытия. Эти решетчатые колонны сечением 1100х
х1100 мм состояли из сегментов длиной 1,5 м; их продольные элементы
были выполнены из труб диаметром 108 мм и заканчивались фланцами,
которые делали возможным болтовое соединение сегментов. Во всех
плоскостях сегмента монтажной колонны были предусмотрены раскосы.
Для удлинения монтажной колонны требовалось передать реакцию с глав-
ных балок конструкции покрытия непосредственно на колонны подъем-
ного устройства. Это позволяло опустить горизонтальную раму, подвешен-
ную на болтах М 40, и установить на ней очередной сегмент монтажной
колонны, который вводился в подъемное устройство через его боковую
плоскость шириной 1620 мм. На время опускания горизонтальной рамы
монтажные колонны опирались на колонны подъемного устройства
посредством приставных плеч. Эти плечи должны быть слегка наклонены,
поэтому применялись затяжки для восприятия возникшего распора.
Геодезический контроль положения самых высоких элементов кон-
струкции проводился во время подъема покрытия через каждые 100 мм,
86
Рис.2.14. Конструкция покрытия ангара во время подъема
а в случае необходимости и чаще. Все обнаруженные отклонения
положения покрытия сразу же исправлялись.
Во время проведения работ по повороту и подъему покрытия ежеднев-
но после прерывания их на ночь прогоны временно соединялись с колон-
нами, чтобы обеспечить устойчивость покрытия в продольном направ-
лении.
В задней стене устойчивость конструкции во время продолжительных
перерывов в ее движении вверх обеспечивалась путем приварки части
главной балки к ветвям стальных колонн стены, охватывающих эту
балку (рис. 2.14). Кроме того, была выполнена проводка главной балки
в пределах ветвей колонны задней стены. При этом применялась система
роликов, прикрепленных к колонне и к балке, которые позволяли по-
крытию перемещаться как в направлении ворот, так и обратно, а также
обеспечивали вертикальное движение главной балки (рис. 2.15).
После подъема конструкции покрытия монтировались колонны задней
стены, выше ее железобетонной части, а также колонны главных балок.
Последней операцией при монтаже конструкции покрытия были сварка
и предварительное напряжение продольной фермы. Предварительное на-
пряжение выполнялось гидравлическими домкратами, установленными
на поясах главных ферм (рис. 2.16).
Проект этого ангара был выполнен научно-исследовательским и проект-
ным бюро "Мостосталь" в Варшаве, монтаж стальной конструкции — вар-
шавским филиалом объединения "Мостосталь".
2.2. БЛОЧНЫЙ МОНТАЖ
2.2.1. Ангары в аэропортах в Сан-Франциско и Лос-Анджелесе [165,
166, 167 ]. Оба ангара имеют сейсмостойкую конструкцию и выполнены
87
Рис.2.15. Перемещение главной фермы в районе
колонны задней стены
по одному проекту с небольшими различиями в конструкции фундамен-
тов, обшивке ворот и способах монтажа. Ангары имеют по два пролета
размером 137x70 м каждый, разделенных производственно-техническим
блоком, который размещен в опорной конструкции покрытия, образую-
щей ядро сооружения (рис. 2.17).
Несущая конструкция каждого из пролетов образована консольными
элементами, каждый из которых состоит из двух гиперболических пара-
болоидов (гипаров). Консоли с вылетом 70 м имеют А -образное сече-
ние с размерами, изменяющимися по линейному закону. Ширина консоли
составляет 17,13 м, а высота ее изменяется от 12,20 м в заделке (над
ядром) до 1,22 м на конце, т.е. над воротами ангара (рис. 2.18).
Консольный элемент покрытия состоит из сплошностенчатой конько-
вой балки, аналогичных балок нижнего пояса, кровли из стального профи-
лированного настила толщиной 2,3 мм, а также из тросов, напрягающих всю
конструкцию элемента.
88
Рис.2.16. Схема предварительного напряжения фер-
мы покрытия
1 - гидравлические домкраты
Рис.2.17. Схема конструкции ан-
гаров в Лос-Анджелесе и Сан-Фран
цнско [166]
Рис.2.18. Общий вид законченного ангара
89
30,5 м . 24,4 м 12,2м
Рис.2.19. Несущая конструкция
покрытия н ствол ангара (цифрами
1-5 обозначены перекрытия слу-
жебных помещений)
I — главные фермы; II - попе-
речные фермы

1Щ5\, 34,25 j 34,25 |, 54,25 fj25
Рнс.2.20. Монтаж опорных консолей ангара в Лос-Анд-
желесе
Коньковая балка и балки нижнего пояса имеют следующие сечения,
мм: в заделке над ядром — высота 610, толщина поясов 63,5, толщина
стенки 32; на конце консоли — высота 910, толщина поясов 12,7, толщи-
на стенки 9,5.
Ядро ангара образовано двумя главными продольными фермами высо-
той 12,2 м и 15 поперечными фермами пролетом 30,5 м, обеспечивающи-
ми жесткость главных ферм (рис. 2.19).
Эта система опирается на восемь сквозных колонн квадратного сече-
ния (со стороной 3,5 м). В пространстве между колоннами на пяти этажах
размещены производственно-технические и административные службы.
Непосредственно после завершения строительства ангара административ-
ные помещения находились в центральном отсеке (пять этажей) и в одном
из боковых отсеков (один самый высокий этаж). Перекрытия этих поме
90
Ги.,2,21. Монтаж спаренных опорных консолей ангара в Сан-Франциско
[167]
щений подвешены к главным балкам и могут опускаться, причем пере-
городки выполнены из сборно-разборных элементов. Демонтаж адми-
нистративных помещений может оказаться необходимым, если ангар бу-
дет предназначен для стоянки самолетов-гигантов (например, "Боинг-
747") , носовая часть которых займет при этом место между колоннами
ядра ангара.
В Лос-Анджелесе ангар располагается на грунте с весьма высокой несу-
щей способностью, в связи с чем оказалось возможным устройство
фундаментов мелкого заложения. На площадке в Сан-Франциско с очень
слабыми грунтами использовано более 2 тыс. буронабивных свай.
Консольные элементы покрытия укрупнялись непосредственно на пло-
щадке, причем в Лос-Анджелесе каждую консоль собирали отдельно,
а в Сан-Франциско их объединяли попарно.
В Лос-Анджелесе для подъема консолей использовали четыре самоход-
ных крана (рис. 2.20), что позволило производить монтаж одной консо-
ли примерно за 45 мин. Монтаж консолей выполняли попеременно с обе-
их сторон ядра, что обеспечивало относительно симметричное его загру-
жени?
В Сан-Франциско для подъема пары консолей массой 380 т использова-
ли восемь гидравлических домкратов, установленных на оголовнике
вспомогательной стальной конструкции и на главной ферме ядра ангара
(рис. 2.21). В этом случае также спаренные консоли монтировали пооче-
редно с обеих сторон ядра. Использовались сборно-разборные подмости,
причем цикл их демонтажа, перевозки на новое место, повторного мон-
тажа и подъема консоли составлял 10 дней.
91
Рис.2.22 Конструкция покрытия на монтажных опорах
В обоих случаях консоли после присоединения их к ядру поддержива-
лись вблизи свободного конца с помощью монтажных опор (рис. 2.22),
которые убирали только после завершения монтажа покрытия и натяже-
ния тросов.
2.3. ПОЭЛЕМЕНТНЫЙ МОНТАЖ
2.3.1. Ангар с вантовым покрытием на аэродроме в Мюнхене [168,
169]. В плане ангар имеет размер примерно 150x60 м, причем к его
задней стороне примыкают производственные и административные поме-
щения (рис. 2.23). Основным элементом несущей конструкции ангара
является пилон, соединенный с консолью. Пилон шарнирно опирается
на фундамент и с помощью оттяжки диаметром 110 мм, идущей от его
верха, соединен с анкерным блоком, расположенным в грунте вблизи
административно-производственной пристройки. Консоль подвешена
с помощью двух пар вант; две ванты диаметром 89 мм поддерживают
дальнюю часть консоли и две ванты диаметром 63 мм — ближнюю. Все
ванты выполнены из тросов закрытого сечения, проволока которых
обладает прочностью при растяжении 1400 МПа.
Пилон имеет коробчатое сечение с постоянной шириной поясов, рав-
ной 1200 мм, и линейно изменяющейся высотой стенок от 3600 мм
в месте крепления консоли до 1200 мм на обоих концах. Консоль
представляет собой сварную сплошностенчатую балку, высота стенки
которой изменяется от 2300 мм в месте крепления к пилону до
1000 мм на свободном конце. Толщина стенки составляет 15—20 мм.
Пояса имеют ширину 700 и толщину 15 мм, причем в месте крепления
к пилону толщина поясов увеличена до 25 мм.
Все стальные конструкции выполнены из обычной углеродистой
стали St 37, и лишь опорные части и оголовники пилонов отли-
ты из стали Gs 52. Консольные балки, образующие главные элементы
несущей конструкции покрытия, соединены между собой неразрезными
прогонами с шагом 10,5 м и системой связей (см. рис. 2.23,5). Кровля
опирается на вспомогательные поперечные прогоны, расположенные с
шагом 4,17 м, и выполнена из оцинкованного профилированного сталь-
ного настила толщиной 1 мм, на который наклеены жесткие плиты
толщиной 300 мм из вспененного материала, служащие утеплителем и
обклеенные, в свою очередь, с обеих сторон рубероидом. Затем плиты
дополнительно покрывались рубероидом с двойным слоем прессован-
92

Рис.2.25. Консоли конструкции покрытия, опертые на монтажные опоры
ного гравия. Таким образом была получена кровля с собственным весом
60 кгс/м2, обладающая хорошими теплоизоляционными свойствами.
Возведению ангара предшествовали детальные теоретические исследо-
вания и испытания на модели в масштабе 1:200, которые подтвердили, что
94
Рис.2.26. Монтаж оттяжек, поддерживающих консоли
конструкция устойчива к действию ветра как при открытых, так и при
закрытых воротах. Конструкция рассчитана также на аварийную нагруз-
ку, возникающую при обрыве одной из оттяжек пилона.
Конструкции пилонов доставляли на площадку в виде трех отправоч-
ных элементов. К среднему элементу была приварена часть консоли дли-
ной 5 м. После сборки пилоны устанавливали в вертикальное положение
с помощью мачтово-стрелового крана типа "Деррик". На площадке ис-
пользовали два таких крана, причем каждый из них поднимал один пилон.
Монтаж начинался с пилонов, располагающихся в средней части ангара.
Пилоны устанавливали путем поворота относительно монтажного шквор-
невого шарнира, расположенного в фундаменте (рис. 2.24), причем во
время подъема пилон предохранялся от закручивания с помощью боко-
вых оттяжек. После установки два соседних пилона соединялись связями
в своей плоскости, а также первым прогоном, который крепился к 5-мет-
ровым консольным участкам. Далее монтировали заднюю оттяжку пило-
на. Следующим этапом монтажа был подъем остальной консоли, ее опира-
ние на три монтажные колонны и соединение с 5-метровым отростком
консоли, приваренным к пилону в заводских условиях. После этого мон-
тировали остальные прогоны и связи (рис. 2.25). Перед установкой под-
держивающих вант консоли придавался обратный выгиб путем подъема
монтажных колонн, что вызывало временное ослабление задней оттяжки
(рис. 2.26). После монтажа кровли измеряли усилия в оттяжках пилонов
и в вантах, а также корректировали длину вант с помощью регулировоч-
ных муфт, расположенных в месте анкеровки каждой ванты.
2.3.2. Ангар рамного типа в аэропорту Арланда в Стокгольме Г17СЗ.
Ангар предназначен для стоянки и обслуживания либо двух больших лай-
неров типа "Боинг-747" или DC-Ю, либо нескольких самолетов меньших
размеров. Длина ангара 114 м, ширина 75 м (рис. 2.27). Ангар может сос-
тоять из двух одинаковых пролетов, опирающихся на общие колонны.
Обращает на себя внимание несущая конструкция покрытия, которую об-
95
Fhc.2.27. Схема ангара в Стокгольме
а — план; б — продольный разрез; в — поперечный разрез; 1 — колонна ко-
робчатого сечения; 2 - колонна двутаврового сечения
разуют сплошностенчатые сварные балки пролетом 75 м и высотой стенки
3300 мм. Они расположены параллельно плоскости ворот, что представля-
ет собой редко применяемое решение, поскольку ворота располагаются
на более короткой стороне ангара. Такой типа несущей конструкции при-
нят с учетом малой конструктивной высоты балок и простоты подвески
к ним мостовых кранов и рабочих площадок. В конструкции покрытия
не использованы какие-либо вертикальные связи между банками, а ее
жесткость достигается лишь с помощью прогонов. Стенки балок имеют
высоту 3300 и толщину 16 мм, а пояса — ширину 1000 и толщину
40—50 мм.
96
Рис.2.28. Балка покрытия, закрепленная от потери устойчивости ежа-.
того пояса
Стенки балок подкреплены односторонними вертикальными и горизон-
тальными ребрами жесткости (см. рис. 2.27, разрез по С - С). Колонны,
которые после пристройки второго пролета окажутся в среднем ряду,
имеют двутавровое сечение, а колонны наружного ряда — коробчатое.
Кровля выполнена из стального профилированного листа, утепленного
минеральной ватой, которая защищена тремя слоями гидроизоляции.
Почти 4% поверхности крыши занимают фонари оригинальной конструк-
ции. Часть из них открывается автоматически, когда начинает действовать
система пожаротушения, с целью отвода дыма из горящего ангара.
Основное затруднение при проведении монтажа состояло в установке
балок пролетом 75 м на колоннах высотой 25 м. На первой стадии сжатые
пояса балок не были развязаны. Балки доставлялись на площадку в виде
трех отправочных элементов. После соединения балку поднимали на
колонны двумя стационарными кранами грузоподъемностью 60 т. Во
избежание потери устойчивости балки после установки на опорах ее под-
крепляли двумя трубчатыми А -образными опорами, установленными в
третях пролета (рис. 2.28). Эти опоры подпирали нижний пояс балки и
поддерживали верхний пояс с обеих сторон с помощью специальной рамки
(рис. 2.29). Прогоны и кровля монтировались самоходными кранами.
2.3.3. Ангар в аэропорту Каструп в Копенгагене [60]. Ангар предназ-
начен для обслуживания и ремонта самолетов типа "Боинг-747”. Попереч-
ный разрез ангара представлен на рис. 2.30; главной несущей конструкци-
ей являются пять двухшарнирных металлических рам, расположенных
с шагом 22 м. Высота стоек рам изменяется в соответствии с уклоном
4-464
97
Рис.2.29. Деталь крепления связи к балке покрытия
Рнс.2.30. Разрез ангара в аэропорту Каструп в Копенгагене [60]
крыши. Между рамами в первом и третьем отсеках от ворот установлены
мостовые краны.
Монтаж конструкции покрытия выполнен традиционным методом
путем поочередной установки отдельных рам, соединенных затем главными
и вспомогательными прогонами, на которые укладывалась кровля.
Для подъема главных рам использовались две портальные мачты. Риге-
ли рам без обоих крайних сегментов были собраны на земле по оси уста-
новки рамы. Крайние сегменты ригеля соединены со стойками рамы и
затем с помощью шарниров — со средней частью ригеля. Башмаки колонн
были оперты на тележках. При вертикальном подъеме ригеля башмаки
98
Рис.2.31. Главная рама ангара во время подъема [60]
колонн перемещались по временному пути и при полном подъеме рамы
оседали на фундаментах (рис. 2.31). После этого можно было заварить
монтажный стык ригеля и демонтировать шарниры, соединяющие на вре-
мя подъема ригель с колоннами.
Описанный пример особенно интересен, так как уже на стадии проекти-
рования были разработаны такие конструктивные решения, которые соот-
ветствовали принятому методу монтажа.
3. МОНТАЖ МАЧТ, БАШЕН, ДЫМОВЫХ ТРУБ, ОПОР
ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ И ВОДОНАПОРНЫХ БАШЕН
Перечисленные в названии главы сооружения, хотя и весьма различны
с точки зрения как конструкции, так и назначения, имеют также и общие
характерные черты, а именно значительную высоту и небольшое по срав-
нению с высотой поперечное сечение. Монтаж этих объектов, называемых
обычно высотными сооружениями, ведется различными методами в зависи-
мости от типа конструкции, вида оборудования, которое имеется в распо-
ряжении исполнителя, местоположения объектов и рельефа местности в
районе строительной площадки. Общей тенденцией при монтаже высот-
ных сооружений является стремление к выполнению максимального числа
работ на уровне земли. В связи с этим часто применяется метод монтажа,
который заключается в повороте у фундамента конструкции, собран-
ной в горизонтальном положении. Так монтируются типовые освети-
тельные башни высотой до 30 м, противопожарные вышки для лесной
службы, мачты высоковольтных линий или водонапорные башни типа
"Гидроглобус". Конечно, этот метод монтажа предусматривает много
вариантов — осветительные башни на крупных промышленных предприя-
99
тиях монтируются чаще всего методом поворота с помощью автомобиль-
ных кранов типа "Коулз", а при монтаже противопожарных вышек ана-
логичной конструкции для лесной службы применяют в основном так
называемую "падающую" стрелу, поскольку.подъезд крана по лесным до-
рогам, не имеющим твердого покрытия, чеще всего невозможен. Достоинст-
во последнего способа монтажа заключается в том, что требуемое для него
оборудование ограничивается стрелой и ручной или электрической
лебедкой, а к несомненным недостаткам этого метода следует отнести
необходимость выделения большой строительной площадки. Если падаю-
щую стрелу заменить портальной стрелой, которая в исходном положении
наклонена в направлении фундамента, а поворот поднимаемой конструк-
ции происходит путем притяжения основания стрелы к фундаментам,
то размер монтажной площадки можно значительно ограничить. Безус-
ловно, метод поворота можно применять не для каждого типа конструк-
ции и не при любой высоте.
Другим методом, часто используемым при строительстве высотных
сооружений, является их наращивание из сегментов, собираемых на зем-
ле. Масштабы применения этого метода зависят от кранового оборудо-
вания. Правда, на металлургическом комбинате "Катовице" двумя крана-
ми типа "Скай Хоре” путем наращивания сегментов была сооружена
водонапорная башня высотой около 85 м, два верхних элемента которой
имели массу 72 и 40 т, но не на каждой стройке имеются такие краны.
Поэтому многие высотные сооружения монтируются с помощью ползучих
кранов, которые перемещаются по возводимой конструкции по мере ее
наращивания.
В Польше ползучие краны были сконструированы для мачт с расстоя-
нием между стойками 3,2 м. Однако с помощью этих кранов было соору-
жено также несколько стальных труб, например на металлургическом
заводе им. Б.Берута в Ченстохове, а также телевизионная башня ссужаю-
щимся к вершине сечением. В обоих случаях надо было сделать направ-
ляющие, соответствующие размерам ползучего крана. Недавно с помощью
ползучего крана смонтировали радиомачту высотой около 640 м в Гомби-
не. В связи с масштабами этого сооружения пришлось создать, новый
ползучий кран, приспособленный к габаритам и массе монтажных эле-
ментов мачты.
В других случаях — при сооружении объектов меньшего значения—при-
меняют специальные методы монтажа, индивидуально разрабатываемые
для каждого объекта. Правда, эти методы трудно систематизировать из-за
их разнородности, однако на некоторых из них следует остановиться, что-
бы подчеркнуть удачные решения и находчивость их создателей. Специ-
альные методы используют чаще всего тогда, когда с помощью кранового
оборудования одного типа нельзя смонтировать целую конструкцию. На-
пример, при монтаже трубы в Щецине или опоры радиорелейной линии в
Донбассе метод наращивания применяли до тех пор, пока это позволяли
краны, имевшиеся в распоряжении строителей. Затем последние монтаж-
ные сегменты подвешивали шарнирно на верхушке уже смонтированной
конструкции и с помощью оригинального вспомогательного оборудова-
ния поворачивали на 180°. В других случаях, например при сооружении
башни на Шленже или трубы в Кнуруве, к нижней части конструкции,
смонтированной путем наращивания сегментов, подвешивали систему
полиспастов, с помощью которых были вытолкнуты верхние монтажные
сегменты. Стальные водонапорные башни можно монтировать путем
100
подъема на ранее выполненной поддерживающей конструкции резерву-
ара, собранного на земле. При сложных местных условиях часто един-
ственным подъемным устройством, позволяющим монтаж высотных
сооружений, являются вертолеты. Особенно пригодны для монтажных
работ тяжелые летающие краны, сконструированные таким образом,
что один из пилотов может вести наблюдение за монтируемой конструк-
цией. Точность работ, выполняемых с помощью этих машин, очень
велика, о чем свидетельствует перестройка телебашни в Минске с по-
мощью вертолета Ми-10К или монтаж антенны на телебашне в Торонто
(Канада) с использованием американского вертолета типа S-64. Применяе-
мые в Польше вертолеты типа Ми-6А подходят в основном для монтажа
конструкции путем поворота. Монтаж методом наращивания с помощью
вертолетов затруднен тем, что пилоты не видят места монтажа. Однако
при применении соответствующих наводящих устройств можно и с по-
мощью вертолетов монтировать конструкции высотой 40—50 М- Монтаж
более высоких объектов уже вызывает большие трудности, так как почти
полностью падает эффективность наведения монтируемых сегментов
направляющими тросами, обслуживаемыми монтажниками с земли.
3.1. МОНТАЖ СПОСОБОМ ПОВОРОТА У ФУНДАМЕНТА
3.1.1. Типовые осветительные башни высотой до 30 м [413. Типовые
осветительные башни имеют решетчатую конструкцию, сваренную из
уголков; наиболее часто применяемая высота башен составляет 18, 24 и
30 м, при этом их масса равна соответственно 3,3; 5,0 и 6,2 т. Эти башни
предусматривают сборку в горизонтальном положении и монтаж путем
поворота. Из многих возможных способов монтажа осветительных башен
выбраны три метода, которые можно считать характерными.
В настоящее время чаще всего применяют монтаж автомобильными
кранами "Коулз Гаргантюа" или другими с подобными характеристика-
ми. Эти краны особенно пригодны для монтажа башен на площадках с
твердым покрытием, зато они не годятся для установки башен, например,
на густо застроенных железнодорожных товарных станциях, так как рас-
ходы, связанные со строительством пути для крана, делают вообще
такую установку нерентабальной.
Достоинствами монтажа осветительных башен с помощью автомобиль-
ного крана являются относительно небольшая строительная площадка и
большая скорость выполнения работ. Башню собирают рядом с фунда-
ментом (рис. 3.1). При этом она опирается на козлы из железнодорожных
шпал, высота которых позволяет смонтировать на ее верхушке помост.
Автомобильный кран расположен параллельно оси башни в середине
ее длины. Крюк крепится к вершине конструкции. Кран поднимает башню
до вертикального положения и сажает ее на фундамент.
Другим способом монтажа осветительных башен, имеющим значение
особенно при расширении железнодорожных объектов, является установ-
ка башенной конструкции краном на рельсовом ходу, применяемом на
железнодорожном транспорте для ликвидации последствий аварий или
для путевых работ. Условием применения этого метода является наличие
железнодорожного пути в непосредственной близости от места установки
башни. Необходимо также выполнить несложную вспомогательную конст-
рукцию — два шарнира, относительно которых производится поворот баш-
ни в ходе подъема. Эти шарниры должны быть запроектированы таким
101
Рис.3.1. Монтаж осветительной
башни автомобильным краном
/ - фундамент башни; 2 - мон-
тажные козлы из железнодорожных
шпал; 3 - кран "Коулз Гаргантюа”
Положение 1
Рис.3.2. Монтаж осветительной башни железнодорожным краном
I — монтажные козлы; 2 — шарнир; 3 — железнодорожный путь; 4 —
монтажные опоры; 5 - кран "Унру Либиг ”; 6 - трос к тормозной лебед-
ке; 7 - трос к лебедке Q = 3 т; 8 - ось башни после ее установки; 9 -
ось поворота
102
Рис.3.3. Монтаж осветительной башни ’’падающей стрелой”
1 — монтажная мачта; 2 - монтажные козлы; 3 - шарнир; 4 — ниж-
няя обойма блоков; 5 — верхняя обойма блоков; 6 - трос к тормозной
лебедке; 7 - трос к вспомогательной лебедке; 8 — ось башни после ее
установки; 9 - подъемный трос; 10 - через полиспасты к главной ле-
бедке
образом, чтобы после выполнения поворота на 90° из горизонтального по-
ложения, в котором производилась сборка башни, в вертикальное положе-
ние после установки ее на фундаменте опорные стержни'ядра башни соеди-
нились встык с соответствующими выпусками стержней, забетонирован-
ных в фундаменте.
Башню собирают у фундамента путем соединения шарнирами двух ее
опорных стержней с выпусками, забетонированными в фундаменте. Затем
железнодорожный кран надо установить в монтажном положении (закре-
пить его на опорах), строп закрепить не ниже 1/3 высоты башни и поднять
башню на такую высоту, какую позволит стрела крана (рис. 3.2)., Даль-
нейший подъем башни производят с помощью электрической или ручной
лебедки грузоподъемностью 3 т. Необходимо применять также тормозную
лебедку, которая на последней стадии монтажа предохраняет от резкого
падения конструкции на фундамент; такое падение неоднократно вызыва-
ет повреждение опорных стержней башни.
Третий способ монтажа осветительных башен (рис. 3.3), называемый
"методом падающей стрелы", полностью исключает необходимость приме-
нения тяжелого монтажного оборудования, поэтому его целесообразно
применять при установке башен в местах, где затруднен доступ для авто-
мобильных или железнодорожных кранов. Недостатки этого способа мон-
тажа — необходимость наличия большой строительной площадки и продол-
жительные сроки монтажа.
При использовании этого способа кроме выполнения монтажного
шарнира, такого же, как при монтаже железнодорожным краном, требу-
ются также монтажная стрела специальной конструкции и хомуты для
жесткого соединения монтажной стрелы с поднимаемой башней. Высота
103
этой стрелы должна составлять приблизительно половину высоты башни
(при более низких стрелах грузоподъемный канат будет очень мало на-
клонен относительно конструкции башни, что вызовет в ней значительные
усилия). На конце монтажной стрелы следует поместить систему блоков,
через которую грузовой трос перейдет на нижнюю систему блоков, а затем
к лебедке. Необходимо выполнение соответствующих анкеров для
нижней системы блоков и лебедки. Нагрузку на лебедку можно снизить
путем применения двухроликовых или многороликовых систем блоков.
В этом случае, так же как при втором способе монтажа, необходимо
применение тормозной лебедки; используют также боковые расчалки,
предохраняющие конструкцию от отклонения из плоскости подъема.
Торможение самопроизвольного падения башни следует начинать уже при
угле ос = 60—70°, так как под действием сблокированной с башней
"падающей стрелы" центр тяжести поворачиваемой на шарнирах у фунда-
мента системы довольно рано переходит вертикальную плоскость, прохо-
дящую через шарниры, вокруг которых производится поворот.
3.1.2. Водонапорные башни типа "Гидроглобус" [111, 146 ] . Водона-
порные башни "Гидроглобус" производятся в Венгрии в нескольких
вариантах как для внутренних потребностей,так ина экспорт (табл. 3.1).
Резервуар для воды представляет собой сферическую оболочку из листо-
вой стали, которая в нижней части переходит в конус, опертый на несу-
щий ствол (рис. 3.4).
Наружная поверхность резервуара оклеена теплоизоляцией из пеноплас-
та и покрыта листовым алюминием. Несущий ствол представляет собой
стальную трубу, проходящую через резервуар до самого его верха. Ниж-
ний конец этой трубы опирается на фундамент посредством шарового
шарнира, а непосредственно под резервуаром находятся анкеры, к кото-
рым прикреплены оттяжки из оцинкованных стальных тросов, натянутые
в шести направлениях.
Сборку конструкции резервуара и ствола производят в горизонтальном
положении. После выполнения теплоизоляции резервуар поднимают с по-
мощью электролебедки и двух падающих стрел (рис. 3.5).
Такой способ монтажа возможен вследствие малой емкости резервуа-
ров, небольшой высоты опорной конструкции, а также применения в ос-
новании ствола шарового шарнира.
3.1.3. Опоры высоковольтных линий железнодорожной контактной
сети, монтируемые с помощью вертолетов [ 2, 47, 48, 73, 128, 147, 148].
Все более широкое применение вертолетов для монтажа опор высоко-
Таблица 3.1. Характеристики водонапорных башен
типа "Гидроглобус" [ 111 ]
Емкость резерву- ара, м3 Высота резерву- ара, м Внутренний диаметр резер- вуара, м Площадь территории, необходимая для монтажа, м^
50 1В,0 4,8 1030
50 23,0 4.В 2100
100 18,0 6,0 1030
100 23.0 6,0 2100
100 30,5 6,0 3600
200 23,0 7,4 2100
200 30,5 7,4 3600
104
Рис.3.4. Схема конструкции водона-
порной башни типа Тидроглобус”
1 - резервуар; 2 - несущий ствол;
3 - крепление оттяжки; 4 - оттяжка;
5 - шаровой шарнир
вольтных линий связано со специ-
фикой строительства этих линий —
отсутствием хороших подъездных
путей вдоль трассы и наличием ес-
тественных препятствий на трассе
(лесные или горные массивы, бо-
лота) .
Использование вертолетов на
строительстве высоковольтных ли-
ний имеет преимущества не только
в техническом аспекте (возмож-
ность сборки опор на полигонах,
более быстрые темпы строительст-
ва) , но и в социальном, так как по-
зволяет сохранить окружающую
среду. При монтаже линий высоко-
го напряжения традиционным спо-
собом неизбежно значительное унич-
тожение возделываемых земель и
лесов тяжелыми, чаще всего на гу-
сеничном ходу, тягачами и автомо-
бильными кранами, передвигающи-
мися вдоль трассы сооружаемой ли-
нии электропередачи.
При сооружении высоковольных
линий вертолеты применяются для
транспортировки сборных фунда-
ментных башмаков или бетона и
гравия для устройства фундамен-
тов, транспортировки опор, собран-
ных на полигонах, установки опор
на фундаментах, размотки и монта-
жа проводов.
Опоры высоковольтных линий чаще всего монтируются поворотным
способом (рис. 3.6). Большие расходы, связанные с эксплуатацией верто-
лета, обусловливают необходимость применять этот метод только при
большом числе монтируемых опор, иначе он будет нерентабельным.
Для обеспечения непрерывности работы вертолета следует заранее
подготовить не менее нескольких десятков фундаментов. Опоры, соб-
ранные на полигонах, транспортируют вертолетом и укладывают в гори-*
зонтальном положении рядом с фундаментами. Затем монтажные брига-
ды надвигают конструкцию мачты точно на фундамент и соединяют
шарнирными базами два стержня мачты с анкерными металлическими
листами, забетонированными в фундаментах. Вертолет поднимает мачту
с помощью стропа, закрепленного около оголовка мачты.
Грузоподъемность вертолета является переменной величиной, завися-
щей от атмосферных и местных условий, а также от воздействия воздуш-
105
ной подушки, образующейся при малых высотах зависания вертолета
[1471
На вертолет типа Ми-6А воздушная, подушка оказывает влияние толь-
ко при его работе на высоте ниже 35 м над уровнем земли (рис. 3.7). По-
этому при монтаже мачт высотой около 20 м рекомендуется применение
коротких стропов и короткого подъемного троса. Однако длина подъем-
ных тросов зависит также от высоты препятствий, находящихся рядом
с местом монтажа мачт (рис. 3.8). Инструкция по выполнению грузовых
полетов устанавливает минимальную высоту зависания вертолета 5 м над
препятствием высотой до 50 м. Длина применяемых тросов зависит
также от рельефа местности; если мачта монтируется, например, на
краю глубокого оврага или гравийного карьера, то плотность воздушной
подушки неодинакова, что вызывает дополнительную турбулентность,
затрудняющую точное управление вертолетом. В таких случаях следует
применять длинные тросы и длинные стропы.
Подводя итог сказанному выше, следует подчеркнуть, что возможность
использования влияния воздушной подушки можно рассматривать
только после детального изучения местных условий каждого монтажного
участка.
Грузоподъемность вертолета в большой степени зависит также от ско-
рости и направления ветра. Вертолет при зависании становится всегда
против ветра, благодаря чему увеличивается несущая способность винта
в соответствии с формулой
/= =с2з (1)
где — подъемная сила винта; С* — коэффициент подъемной силы; S —
несущая поверхность лопастей винта; fi — плотность воздуха; V — скорость вра-
щения винта'в воздушной среде.
106
Рис.3.6. Монтаж опоры высоковольтной линии спосо-
бом поворота
Поскольку величины Сг и S постоянны (не изменяются во время
полета или зависания вертолета), а плотность воздуха при малых высо-
тах зависания изменяется минимально, то подъемная сила винта зависит
от скорости его вращения, а также от скорости ветра. Однако ветер боль-
шой скорости может затруднить маневрирование вертолетом над местом
монтажа. Поэтому монтажные работы вертолетами ведутся исключитель-
но при скорости ветра до 6 м/с.
При подъеме опор большой массы существенное значение имеет такая
установка вертолета над конструкцией опоры, чтобы подъем ее произво-
дился при минимальной нагрузке на подъемный трос [148}.
Суммируя приведенные выше замечания относительно грузоподъем-
ности вертолета, следует сказать, что при благоприятных атмосферных
и местных условиях с помощью вертолета типа Ми-6А можно монтиро-
вать поворотным способом опоры массой до 14 т.
107
Рис.3.7. Номограммы для расчета стартовой массы вертолета Ми-6А при воздей-
ствии воздушной подушки (а) и без влияния воздушной подушки (б). Пример ис-
пользования номограммами
а: 1 — высота полета вертолета 250 м над уровнем моря, температура воздуха
40°С, стартовая масса 39,5 т; 2 — скорость ветра 6 м/с, уточненная стартовая масса
около 40,5 т; запас топлива при старте на 1 ч полета 2,5 т, масса экипажа 0,4 т, соб-
ственная масса вертолета 27,7 т; отсюда грузоподъемность вертолета при наруж-
ном захвате Q — 40,5 — (27,7 + 2,5 + 0,4) — 9,9 т; б — при аналогичных условиях
(3 и 4) грузоподъемность вертолета при наружном захвате Q- 4,9 т
6)
Рис.3.8. Подъем вертолетом опоры вблизи высоких препятствий
108
Рис.3.9. Схема организации монтажных работ при использовании вер-
толета
а - при установке одинаковых опор на трассе вез контурных препят-
ствий; 0 - при установке опар различной массы и наличии препятст-
вий; Г - вертолет; И - очередность монтажа опор; Ш - первый руково-
дитель полета, первая монтажная бригада; ТУ - второй руководитель
полета, вторая монтажная бригада; У - бригада, занимающаяся отделоч-
ными работами; УТ - трасса перемещения монтажных бригад; 1-6 - оче-
редность монтажа опор
При установке опор непосредственно с вертолетом обычно работают
две монтажные бригады из трех человек каждая, К каждой бригаде при-
креплены три работника авиапредприятия: руководитель полета, наво-
дящий вертолет по радио и руководящий им во время подъема опоры,
монтажник, подвешивающий строп к подъемному тросу вертолета, и
рабочий, оперирующий флажком; последний помогает пилоту определять
направление ветра на монтажном участке..
В задачу монтажной бригады входит предварительное соединение
стержней опоры с анкерными металлическими листами в фундаменте.
Темпы монтажных работ настолько велики, что бригады не имеют воз-
можности выполнять доводочные работы, так как они должны переехать
на вездеходе на следующий участок, чтобы обеспечить непрерывность
работы вертолета. Доводочные работы, которые заключаются в проч-
ном соединении опоры о фундаментом и снятии подъемного троса и стро-
па, ведет третья бригада, состоящая из трех или четырех монтажников.
109
Последовательность монтажа опор зависит от их массы, а также от
местных препятствий, имеющихся на трассе. При необходимости установ-
ки нескольких одинаковых опор и отсутствии препятствий на трассе по-
следовательность монтажа будет выглядеть так, как это показано на рис.
3.9, а . Если же во время одного полета вертолета надо установить не-
сколько легких опор и две тяжелые опоры (например, анкерные или уг-
ловые опоры), то тяжелые опоры нужно устанавливать последними,
когда вертолет израсходует значительную часть топлива и его собствен-
ная масса будет меньше, а следовательно, возрастет грузоподъемность
(рис. 3.9,б\.
Самый трудный момент монтажа — торможение самопроизвольного
падения мачты в последней фазе ее установки Г48 ] . Необходимо абсо-
лютно исключить резкий удар о фундамент стержней опоры, так как это
может повредить их. Торможение самопроизвольного падения опоры с
помощью, например, лебедки невозможно из-за высоких темпов монта-
жа, поэтому торможение должен выполнить летный экипаж, устанавлива-
ющий вертолет в соответствующем положении над опорой (рис. 3.10).
Более эффективен по сравнению с поворотным монтажом опор верти-
кальный монтаж. Этим способом целиком можно монтировать только
легкие опоры. При вертикальном монтаже опора устанавливается на фун-
даменте во время одного полета вертолета в противоположность пово-
ротному методу, при котором во время первого полета вертолета опора
укладывается около фундамента, а во время второго полета она уста-
навливается в вертикальное положение. Другие преимущества верти-
кального монтажа мачт заключаются
в том, что сельскохозяйственным
угодьям наносится значительно мень-
ший ущерб и монтаж опор можно
выполнять в условиях минимальной
строительной площадки (например,
установка опор железнодорожной
контактной сети при ненарушенном
движении поездов; рис.3.11, а).
При установке легких опор навод-
ка их баз на фундаментные анкерные
болты не представляет трудности;
в качестве наводящих элементов
можно, например, использовать
стальные трубки, насаженные на два
из четырех анкерных болта
(рис. 3.11, б).
При опорах большой массы необ-
ходимо предусмотреть специальные
наводящие устройства. Они играют
особенно большую роль при верти-
Рис.3.10. Вертолет в положении, обес-
печивающем торможение самопроиз-
вольного спуска опоры
ПО
Рис.З.11. Вертикальный монтаж опор
а,б - монтаж опор железнодорожной кон-
тактной сети вертолетом типа Ка-26 грузо-
подъемностью 0,3~0,5 т; в - сборка опоры
из монтажных сегментов вертолетом типа S-64
[75]
калькой сборке опор из монтажных сегментов (рис. 3.11, S ). Оптималь-
ным решением в этом случае является наводящее устройство, которое
исключает необходимость участия монтажников при соединении сегмен-
тов конструкции £73,147].
3.1.4. Дымовая труба высотой 150 м, смонтированная с помощью пор-
тальной мачты [125 ]. Труба встроена в несущую опору башенного типа
высотой 140 м. Башня выполнена из уголков и имеет квадратное сечение
с переменной длиной сторон — у фундамента 20x20 м, а у верхушки —
4x4 м. Эта башня поднята в целом виде путем поворота вокруг шарнира
111
у фундамента. Вместе с башней было поднято окончание дымовой трубы.
Остальные ее элементы смонтировали после установки башни на фунда-
менте.
Башню массой около 300 т собрали в горизонтальном положении,
два пояса были соединены с фундаментом с помощью шарниров. Для
подъема башни использовали портальную мачту, состоящую из решетча-
тых сегментов длиной 56 м и трубчатой траверсы. Пояса башни были
соединены с траверсой двойными стропами. Нижние концы опор пор-
тальной мачты были подвижно оперты на основание подкранового пути
и соединены с фундаментом башни тросовыми стягивающими системами.
При стягивании тросовых систем нижние концы опор мачты перемеща-
лись в направлении фундамента, что вызывало подъем башни (рис.3.12).
Для необходимого усиления стержней и монтажного оборудования
потребовалось немногим более 12 т стали, что составляет всего 4% массы
конструкции башни. Каждая из двух стягивающих тросовых систем
натягивалась двумя электролебедками грузоподъемностью по 10 т.
Подъем башни продолжался 5,5 ч.
3.2. МОНТАЖ СПОСОБОМ НАРАЩИВАНИЯ СЕГМЕНТОВ
3.2.1. Водонапорная башня на металлургическом комбинате "Катови-
це" [67]. Общая высота резервуара 84,5 м, а его емкость 1000 м3.
Диаметр ствола у основания составляет 10 м и сужается до 6 м под чашей,
т.е. на высоте 52,5 м. Диаметр резервуара равен 14 м. Ствол монтируется
112
Рис.ЗЛЗ. Схема монтажа
водонапорной башни на ме-
таллургическом комбинате
’’Катовице”
1 - кран "Скай Хоре";
2 - ствол водонапорной баш-
ни; 3 — собранная чаша водо-
напорной башни
К, 00
путем последовательной установки обечаек, выполненных на земле. По
мере возрастания высоты ствола для монтажа ее обечаек надо было при-
менять краны .со все большими стрелами. Монтаж ствола выполнялся поо-
чередно кранами "Гроув”, "Коулз Центурион" и "Скай Хоре".
Резервуар состоит из трех цилиндрических и двух конусных оболочек
и имеет массу 112 т, в связи с чем поднять его целиком было невозможно
даже с помощью двух таких кранов, как "Скай Хоре". Поэтому резервуар
был поделен на две части.
Нижняя часть резервуара состояла из двух цилиндрических оболочек и
конуса; она имела высоту 11 м и вес 72 т. Этот монтажный элемент был
собран у самого ствола резервуара и поднят на него с помощью двух кра-
нов "Скай Хоре" со стрелами длиной 91,44 м и мачтами длиной 45,72 м
' (рис. 3.13).
Для монтажа резервуара была запроектирована специальная траверса,
которая обеспечила одинаковую нагрузку обоих кранов при неизбежной
периодической разнице скорости подъема ими элементов резервуара (рис.
3.14). Такую возможность следовало учесть при высоте подъема около
88 м. Траверса имела длину 15 м и переменное коробчатое сечение с на-
ибольшими размерами 1200x2000 мм. В середине длины траверсы были
113
Рис.3.14. Нижняя часть резервуара, подготовленная к подъему
закреплены в поворотном узле стропы. Конструкция этого узла показа-
на на рис. 3.15 { 1 — траверса); он состоит из поперечной балки 2 с ши-
пами на концах, опертыми на подшипники качения 3 грузоподъемностью
около 500 кН каждый. Через отверстие в балке пропущена вертикальная
трубчатая тяга 4 , к которой на верхушке приварен стержень с винтовой
нарезкой. Гайка на этом стержне соединяет тягу с поперечной балкой.
В нижней части тяга заканчивается тремя размещенными через 120° непод-
вижными полукругами 3 диаметром 500 мм. Применение полукругов
114
Рис.3.15. Поворотный узел
траверсы [67]
вместо поворотных и полных кругов было вызвано соображениями
экономии, причем дополнительно учитывалось, что эти элементы исклю-
чительно выполняют роль выравнивающих кругов. Обоймы полукругов
были прикреплены к тяге с помощью шарниров, что позволяло полукру-
гам перемещаться в вертикальной плоскости. Внутри поднимаемого
монтажного сегмента резервуара на стыке цилиндрической и конусной
оболочек с помощью шарниров были прикреплены шесть идентичных
полукругов. Строп, оба конца которого прикреплялись к обойме полу-
круга 6 на тяге траверсы, соединял этот полукруг с двумя полукруга-
ми на оболочке резервуара (рис. 3.16). Благодаря такой системе подвеши-
вания резервуара достигалось полное уравнивание нагрузок на отдельные
стропы.
Подъем нижней части резервуара на высоту 77,5 м продолжался около
1 ч. Требования Техники безопасности при выполнении работ не позволяли
оперировать механизмом изменения вылета стрелы кранов. Установку
монтируемого сегмента на стволе можно осуществить только путем пово-
рота кранов, что создавало необходимость опережения движения одного
из кранов относительно другого. В синхронизации действий крановщиков,
а также людей, управляющих монтажом, неоценимую роль сыграла радио-
связь.
Для монтажа верхней части резервуара массой 40 т надо было удлинить
стрелы кранов до 97,54 м и мачты до 54,86 м. Подъем верхней части
резервуара на высоту 84,5 м продолжался около 40 мин (рис. 3.17).
115
Рис.3.16. Крепление стропов к оболочке резервуара и траверсы
3.2.2. Радиомачта высотой 646 м в Гомбине [37, 42, 64, 106, 120 ].
Мачта высотой 646 м имеет пять ярусов оттяжек, причем высота свобод-
ной части мачты над верхним ярусом оттяжек равна 50 м. Ствол мачты
имеет треугольное сечение со стороной 4,8 м. Ствол выполнен из стальных
труб марок R 35 и R 45. Опорные стержни имеют постоянный диаметр
245 мм и толщину стенки 8—34 мм. Постоянный наружный диаметр труб
116
Рис.3.17. Монтаж верхней части резервуара
значительно упростил сборку конструкции, а также облегчил установку
ползучего крана, с помощью которого монтировалась мачта. Оттяжки мач-
ты имеют диаметр 50 мм. Общая масса мачты составляет 577,2 т, в том
числе масса ствола — 451,2 т, масса оттяжек — 83,13 т. Ствол состоит из
85 сегментов высотой 7,5 м каждый и одного сегмента высотой 2,5 м.
Сегменты соединялись на фланцах с помощью болтов.
117
Рис.3.18. Разрез корпуса со стендами для укрупнитель-
ной сборки и сварки сегментов ствола радиомачты [120]
. 1 — тележка с вращающимся агрегатом; 2 - сварочный
пост II; 3 — мостовой кран Q = 5 т; 4 - сборочный пост Г;
5 - тележка укрупнительной сборки; 6 — сварочные агре-
гаты
В связи с ответственным характером данной конструкции при ее воз-
ведении предъявлялись повышенные требования. Однако габаритные раз-
меры монтажных сегментов не давали возможности изготовлять их на
заводе и транспортировать в готовом виде на строительную площадку.
Поэтому на месте монтажа была создана соответствующая материаль-
но-техническая база. Были построены два цеха размером 18x24 м. В од-
ном из них происходили сборка сегментов на специальных шаблонах и
их сварка в поворотном кондукторе (рис. 3.18). Во втором цехе нахо-
дилось отделение окраски. Конструкция мачты получила антикоррозион-
ную защиту примерно на 20 лет в результате металлизации и покраски.
Сегменты ствола мачты подвергались пробному монтажу в горизон-
тальном положении. Стенд пробного монтажа был приспособлен для про-
верки соосности пяти Последовательных монтажных сегментов ствола.
При смене партии сегментов на стенде оставались два элемента, которые
являлись контрольной базой для' следующих. Ответственные работы- за-
крепления захватных приспособлений на концах оттяжек производились
на специальном стенде.
Монтаж первых сегментов ствола мачты до отметки 26,78 м выполнял-
ся краном "Коулз Гаргантюа". С помощью этого крана был также
установлен на стволе мачты ползучий кран 2, Р-8 (специально сконстру-
ированный для монтажа этой мачты), который перемещался вверх после
установки каждого очередного сегмента мачты. Основные составные эле-
менты ползучего крана (рис. 3.19): оголовок с поворотной стрелой 1 с
переменным положением обоймы блоков; мачта крана ^.заканчиваю-
щаяся внизу балкой, на концах которой находятся главные захватные
118
Рис.3.19. Ползучий кран, прикрепленный к стволу
мачты
приспособления J , служащие для крепления крана к конструкции
мачты, а также системы блоков подъемного механизма мачты крана;
обойма 4 , состоящая из двух балок, соединенных трубчатой траверсой.
Обойма насажена на мачту крана. На верхней балке находятся главные
захватные приспособления для крепления крана к конструкции, а на
нижней балке в числе другого оборудования расположены опорные захва-
ты 7 и кабина 5, в которой во время непогоды может укрыться монтаж-
ная бригада.
Узлы ползучего крана, находящиеся на земле и заанкеренные в соот-
ветствующих фундаментах, включают: раму с направляющими блоками;
лебедку мощностью 17 кВт для подъема конструктивных элементов и
обоймы ползучего крана; лебедку для подъема мачты ползучего крана;
119
Рис.3.20. Монтаж очередного сегмента ствола
мачты ползучим краном
лебедку мощностью 10 кВт для затягивания стропов; кабину управле-
ния.
Кран подвешен на консолях, находящихся на верху каждого из мон-
тажных сегментов ствола мачты (рис. 3.20). После установки очеред-
ного сегмента ствола мачта крана соединяется с верхушками поясных
стержней мачты двумя вспомогательными захватными приспособления-
ми 6 (см.рис. 3.19); тогда можно освободить главные захватные при-
способления обоймы и поднять ее на 7,5 м (высота монтажного сегмен-
та) с помощью механизма подъема сегментов ствола мачты.
После установки в новом положении главных захватных приспособ-
лений обоймы закрепляют вспомогательные захватные приспособления
на ее нижней балке (они используются только при подъеме мачты крана);
тогда можно освободить главные захватные приспособления, находящи-
120
Рис.3.21. Схема устройства для пре-
дохранения поднимаемых монтажных
элементов мачты от раскачивания
1 - ползучий кран; 2 - барабан руч-
ной козловой лебедки

еся на балке оголовка мачты крана, и под-
нять ее на 7,5 м. Трос, служащий для подъе-
ма мачты крана и прикрепленный к ниж-
ней балке обоймы, проходит через канат-
ные блоки на балке мачты крана и верхней
балке обоймы, а затем идет к лебедке, рас-
положенной на земле.
Монтажные элементы мачты во время
подъема надо было предохранить от рас-
качки под воздействием ветра, поэтому
вдоль ствола мачты были применены на-
правляющие тросы диаметром 13 мм. Эти
тросы были прикреплены к обойме ползу-
чего крана, а внизу натянуты полиспастом,
соединенным с ручной лебедкой грузо-
подъемностью 1,5 т (рис.3.21). Направля-
ющие тросы крепились через каждые
50 м к поясным стержням мачты специаль-
ными гильзами, обеспечивающими свобод-
ное прохождение через них блоков, расположенных на верху поднимае-
мого сегмента.
Ползучий кран был использован также для подъема постоянных и
монтажных расчалок, с помощью которых обеспечивалась жесткость мач-
ты. Для выполнения этой операции блок перемещался на конец стрелы
ползучего крана, и грузоподъемность крана снижалась до 5,5 т.
Подъем расчалок мачты, прикрепляемых к ее поясным стержням I и
Л (рис. 3.22), можно было произвести исключительно с помощью ползу-
чего крана. К сожалению, вынос его стрелы был слишком мал, чтобы
подать расчалки к поясному стержню Ш , поэтому эти расчалки монти-
ровались в два этапа; сначала их поднимали ползучим краном, а затем
передавали на специально запроектированную поворотную консоль, за-
крепляемую на оголовке последнего из смонтированных сегментов
мачты.
Рис.3.22. Схема подъема оттяжек мачты
1 — поясной стержень мачты; 2 — поворотная кон-
соль; 3 — ползучий кран; 4 - место приема оттяжки
поворотной консолью
121
После окончания монтажа мачты ползучий кран опустился на землю
(циклично повторяющиеся операции, связанные со "сползанием" крана
вниз, были обратными действиями по отношению к выполняемым при
подъеме крана.вверх).
Основные параметры ползучего крана, использованного для монтажа
радиомачты в Гомбине:
грузоподъемность на стреле 2,2 м, номинальная................. 8 т
то же, максимальная..................................... 10,3 "
скорость подъема монтажного элемента ствола мачты....... 22 мм/с
скорость подъема мачты ползучего крана........................ 5 "
скорость стягивания групп блоков в обоймах................... 20 "
суммарная номинальная мощность.......................... 88,7 кВт
допустимая скорость ветра во время работы крана . . ....... 18 м/с
3.2.3. Дымовая труба высотой 61,88 м на металлургическом заводе им.
Б.Берута в Ченстохове [142 ] . Труба жестко заделана в фундаменте; у
основания она имеет диаметр 4 м, а на высоте около 13 м сужается до
диаметра 3 м и имеет такой диаметр до самого верха. Выше отметки
13 м труба была разделена на монтажные обечайки длиной от 4030 до
4050 мм. Разница этих размеров связана с изменением толщиной флан-
цев, примененных для соединения обечаек. Труба до высоты около 25 м
смонтирована из пяти сегментов автомобильным краном типа "Гроув”.
Обечайки трубы от отметки примерно 13 м оборудованы направляю-
щими для ползучего крана. Этот кран был подвешен .на направляющих на
отметке около 20 м. Установка ползучего крана на более низком уровне
была невозможной из-за переменного диаметра ствола трубы на нижнем
участке. С помощью крана было смонтировано девять обечаек трубы,
каждая массой около 4,2 т (рис. 3.23).
Обечайки поднимались вместе с прикрепленными к ним направляющи-
ми для ползучего крана и лестницами.
3.2.4. Труба высотой .40 м на заводе "Эльта" в Лодзи, смонтированная
с помощью вертолета [40, 140, 149 ]. Труба имеет диаметр 1 м, толщина
стенки 8 мм. Заводские стыки сварные, а монтажные — фланцевые на бол-
тах (по 32 болта в каждом стыке). На отметке 19 м труба укреплена тремя
сварными двутавровыми подкосами.
Монтаж трубы проводился в очень трудных условиях сплошной заст-
ройки — во дворе размером 40x25 м, ограниченном с двух сторон произ-
водственными зданиями (цехами), а с двух других сторон — двухэтаж-
ными зданиями, соединяющими зти цехи (рис. 3.24). Въездные ворота
на площадку имели настолько малую высоту, что было невозможно
ввести на монтажную территорию какой-либо автомобильный .кран. Мон-
таж элементов трубы с помощью крана, расположенного с внешней сто-
роны зданий, соединяющих цехи, также был невозможен из-за значитель-
ной ширины этих зданий. Заказчик не смог найти исполнителя для выпол-
нения монтажа трубы ползучим краном или методом выталкивания
элементов трубы, поэтому было решено монтировать трубу с помощью
вертолета типа Ми-6А. Однако зто требовало переработки документации
применительно к новым условиям монтажа. Новая технология требовала
соблюдения следующих условий:
элемент монтируемой конструкции должен быть устойчив непосредст-
венно после установки его на опорах; нельзя предполагать, что вертолет
122
Рис.3.23. Схема монтажа дымовой
трубы ползучим краном
7 — поворотная консоль; 2 — направ-
ляющее устройство крана; 3 — мачта
крана; 4 - обойма; 5 — главные зах-
ватные приспособления; 6 — вспомо-
гательное захватное приспособление;
7 - оснастка
2200 2200
4600 | 5400 \!500\ 4000 J 1550 \i850
17500
Рис.3.24. Монтаж дымовой
трубы вертолетом при сплош-
ной застройке
123
будет удерживать элемент в проектном положении до момента установки
связей;
монтажные стыки следует проектировать с учетом ударного характера
нагрузки при возможном резком опускании вертолетом монтируемого
элемента конструкции;
решения стыков должны исключать возможность заклинивания монти-
руемого элемента;
соединение монтажных элементов конструкции в стыке должно быть
выполнено сразу же (прихватка сваркой или соединение на нескольких
болтах исключается);
стыки должны иметь дополнительные устройства, наводящие монти-
руемый элемент в правильное положение.
Для удовлетворения этих требований надо было изменить размещение
монтажных стыков ствола трубы и лестниц, а также заменить некоторые
сварные стыки фланцевыми болтовыми стыками. Было запроектировано
деление ствола трубы на пять монтажных элементов, соответствующих
грузоподъемности вертолета; характеристика этих элементов дана в табл.
3.2. Нумерация элементов соответствует их расположению над фун-
даментом.
Наводящее устройство, которое обеспечило стыковку монтажных эле-
ментов с точностью, необходимой для установки болтов во фланцах, сос-
тояло из трех элементов (рис. 3.25): конуса внутри ствола трубы 1, ко-
торый был предназначен для центровки соединяемых элементов; малого
конуса снаружи ствола трубы 2; наружного кольца на монтируемом эле-
менте ствола трубы 3.
Это кольцо вместе с наружным конусом было присоединено к стволу
трубы во время пробного монтажа, что обеспечивало точное совпадение
болтовых отверстий во фланцах обоих соединяемых элементов.
Стыки монтажных элементов были оборудованы тремя пружинными
замками 4, размещенными по контуру через. 120°. Эти замки быстро
соединяли фланцы монтируемого и уже смонтированного элементов в
жесткое целое, что давало возможность отсоединить грузоподъемный
канат вертолета до установки болтов в стыке.
На рис. 3.26 показано наводящее устройство на приготовленных к мон-
тажу элементах IV и V труб.
Таблица 3.2. Характеристика монтажных элементов трубы
Номер монтажного элемента ствола трубы Длина элемента, м Масса элемента, т Метод монтажа
1 5 2,6 Традиционный — поворот
у фундамента
II 6 3,0 Вертолетом
II) 10 5,2* tt
1У 9 3,3 Г1
У 10 4,2 ••
Подкосы (3 шт.) 3x15 3x2,8 Традиционный — односто-
ронний подъем тросовой
оттяжкой
* Большая масса этого элемента является результатом того, что к нему прикреп-
лены опорное кольцо и концы подкосов.
124
Рис.3.25. Схема устройства,
наводящего монтажные элемен-
ты дымовой трубы
Рис. 3.26. Наводящее устройство иа монтажном элементе 1У (слева) и иа мон-
тажном элементе У (справа)
На ось трубы вертолет наводил руководитель полета, который вместе с
радиостанцией находился на самой высокой части крыши (на фонаре)
цеха, показанного справа на рис. 3.24. Монтируемый сегмент ствола трубы
наводился на стыки с помощью направляющих тросов монтажниками,
находящимися на крышах зданий, соединяющих главные цехи.
После окончания монтажа наводящие устройства демонтировались.
Центрирующий конус, находящийся внутри ствола трубы, был прикреп-
лен болтами, и после отвертки болтов он упал в нижнюю часть трубы и
был удален из борова через прочистное отверстие.
3.2.5. Антенна на телевизионной башне в Торонто f124j. Телевизион-
ная башня в Торонто (рис. 3.27) в настоящее время является самым вы-
соким башенным сооружением в мире. Ее высота достигает 549 м, что
примерно на 12 м больше построенной на несколько лет ранее телевизи-
онной башни в Москве. Башня в Торонто до высоты 451 м имеет железо-
бетонную конструкцию, предварительно напряженную тросами. На нее
было израсходовано около 30 000 м3 бетона и около 128 км арматурных
тросов из высокопрочной стали. На железобетонной конструкции установ-
лена стальная антенна высотой около 100 м. Она заанкерена в стволе баш-
ни 125 болтами длиной около 4 м каждый.
125
Рис.3.27. Телевизионная башня в Торонто
126
Рис.3.28. Вертолет, подающий очеред-
ной сегмент антенны башни в Торонто
Рис.3.29. Устройство, наводящее
сегменты антенны
а и б — решение, от которого отка-
зались во время пробного монтажа; в —
решение, которое было принято во вре-
мя монтажа
127
Рис-З-ЗО. Схема эллиптической
порной башни
водона-
Стальная конструкция антенны имеет у основания пятиугольное сече-
ние, длина стороны которого около 3,6 м, толщина листов 38 мм. Попе-
речное сечение антенны уменьшается в направлении к ее вершине и на не-
котором уровне переходит в квадратное сечение, длина стороны которого
около 0,6 м; толщина листов 12,7 мм. В целом стальная конструкция
антенны имеет массу около 300 т. Эта конструкция разделена на 40 мон-
тажных сегментов, каждый массой около 7 т. Первый сегмент был смон-
тирован башенным краном, который служил для монтажа других элемен-
тов конструкции башни. Этот кран поднимался по мере бетонирования
ствола. Остальные 39 сегментов конструкции антенны были смонтирова-
ны в течение 26 дней вертолетом типа S -64 максимальной грузо-
подъемностью Ют (рис. 3.28). Сегменты соединялись болтами с примене-
нием накладок; на соединение пошло около 30 тыс. болтов. Монтажные
работы были подготовлены очень тщательно. Конструкция антенны в це-
лом виде была подвергнута пробному монтажу, во время которого были
пригнаны болтовые отверстия, а также проверена эффективность дейст-
вия наводящей арматуры. Малопригодными для наводки сегментов ан-
тенны оказались первично запроектированные длинные отогнутые трубки,
прикрепленные к смонтированному уже сегменту, и входящие между
ними металлические полосы, закрепленные в углах монтируемого сег-
мента (рис. 3.29, U и & ). Эти трубки были слишком длинные и поэто-
му затрудняли монтаж. Кроме того, они имели малую жесткость и не мог-
ли предохранять от динамического удара монтируемым сегментом, поэ-
тому были разработаны другие наводящие элементы в виде коротких,
отогнутых к внутренней части антенны плеч, сваренных из двух угол-
ков. Они хорошо себя зарекомендовали во время монтажа (рис. 3.29, S )
Существенным является то, что сегменты конструкции антенны уста-
навливались в проектном положении без участия монтажников, работаю-
щих на верху уже смонтированной конструкции. Только шесть верхних
сегментов, которые имели небольшое поперечное сечение, нужно было
частично соединить болтами, перед тем как вертолет освобождался
от грузоподъемного каната. Остальные сегменты были настолько устой-
чивы, что болты в стыках устанавливались после отлета вертолета.
3.2.6. Водонапорная башня высотой 48 м в Скочуве [83]. Схема водо-
напорной башни представлена на рис. 3.30. Резервуар имеет емкость
1140 м3, диаметр 20 м и высоту оболочки 6,4 м. Эллиптическая форма
128
Рис.3.31. Схема монтаж-
ной оснастки резервуара
Рис.3.32. Начальная фаза монтажа резервуара
резервуара с большой разницей размеров главных вертикальных осей
эллипсоида вращения была продиктована необходимостью обеспечения
как можно меньших колебаний давления воды в сети (разность уровней
воды составляла 4,86 м, т.е. разность давления была равна примерно
0,05 МПа). Резервуар установлен на опорной конструкции, состоящей
из десяти трубчатых опор, раскрепленных связями.
Большая высота установки резервуара создавала большие трудности
в проведении работ обычными методами. Филиал "Мостостали" в г.
Бендзине разработал поэтому очень эффективный способ монтажа, кото-
рый был впоследствии запатентован.
Работы проходили в следующем порядке (рис. 3.31). Сначала смонти-
ровали первый ярус опор 1 , на которые телескопически были насажены
втулки 2 (они проходят через оболочку резервуара). Непосредственно
5-464
129
Рис.3.33. Монтаж сферической водонапорной башни
над землей смонтировали резервуар 3 вместе с круговой платформой 4'.
На этой платформе был сделан путь S для отклоняющейся мачты 6 ;
мачта закреплялась на поворотной платформе 7, ось вращения которой
совпадала с вертикальной осью резервуара 3 . На оголовках опор были
установлены монтажные площадки вместе с гидравлическими домкрата-
ми 9; домкраты соединялись тросами (О с втулками, насаженными
на опоры и вваренными в оболочку резервуара. С помощью этих домкра-
тов резервуар подняли на уровень оголовков опор. Затем резервуар был
оперт на металлические листы, приваренные к опорам под втулками,
и после этого с помощью отклоняющейся мачты были демонтированы
домкраты со стоек опорной конструкции.
Далее с помощью отклоняющейся мачты на опорах устанавливали сле-
дующий монтажный сегмент. На вновь смонтированном участке опоры
с помощью той же мачты опять устанавливали гидравлический домкрат.
И только тогда можно было приступать к наращиванию следующей
опоры. После прикрепления связей к опорам под резервуаром приступа-
ли к очередному подъему резервуара на высоту яруса опор (рис. 3.32).
В результате многократного повторения описанных операций резер-
вуар был поднят на требуемую высоту.
3.2.7. Сферические водонапорные башни. За рубежом довольно часто
применяют сферические водонапорные башни. Чаще всего они имеют
емкость до 1000 м3 и опираются на колонны, высота которых зависит
от местных потребностей. На рис. 3.33 представлен один из методов мон-
тажа этих резервуаров. На оголовке колонны крепятся полиспасты, на
которых поднимается резервуар, собранный непосредственно на земле.
130
Рис.3.34. Схема монтажа дымовой трубы
1 — шарнир с навешенным монтажным сег-
ментом башни вместе со стволом трубы; 2 —
вы талкиватель
трубы; 2 —
Рис.3.35. Схема действия выталкивателя;
положение I — начальное (см. рис.3.34), поло-
жения от 11 до 1У — промежуточные, положе-
ние У — конечное (ствол трубы опущен до со-
прикосновения с ранее смонтированной трубой
иа отметке + 59,072 м)
1 — выталкиватель (трубчатая конструк-
ция); 2 — путь (1260) для колес выталкива-
теля; 3 - конструкция навески верхней обой-
мы блоков; 4 — верхняя обойма блоков; 5 —
нижняя обойма блоков; 6 — оснастка блоков
3.3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
3.3.1. Труба высотой 75 м и диаметром 1220 мм [34 1. Башня, под-
держивающая трубу, имеет квадратное сечение и до отметки 51,175 м
представляет собой усеченную призму (нижнее основание 6x6 м, верх-
нее — 2x2 м), а от отметки 51,175 до отметки 75,00 м имеет постоянное
сечение 2,2x2,2 м. Монтаж до отметки 62,00 м проводился автомобиль-
ным краном "Коулз Валиант", а от отметки 62,00 м до отметки 75,00 —
выталкивающим устройством.
131
Рис. 3.36. Деление поддерживающей башни н
ствола дымовой трубы на монтажные элементы
1 - деформационный шов
До отметки 51,175 м башня, поддерживаю-
щая трубу, была смонтир'ована из трех сегмен-
тов (рис. 3.34). Ствол трубы вводился в баш-
ню после монтажа ее очередного участка. Чет-
вертый сегмент от отметки 51,175 до отметки
62,222 м был смонтирован вместе со стволом
трубы, причем ствол был приблизительно на
3 м короче сегмента поддерживающей башни.
Пятый монтажный сегмент (от отметки
62,22 до отметки 75,00 м) имел массу более
8,3 т, в связи с чем опять отдельно поднима-
лись поддерживающая конструкция и ствол
трубы, так как грузоподъемность крана
"Коулз Валиант" при длине стрелы 70,14 м и
ее выносе 15,20 м составляет только 6,15 т.
Монтаж этого сегмента проводился следую-
щим образом:
сначала установили конструкцию "выталки-
вателя" (рис. 3.35);
на шарнирах, прикрепленных к конструк-
ции поддерживающей башни, на отметке
62,222 м подвесили пятый сегмент башни
длиной 10,972 м и массой 2,85 т;
в поддерживающую конструкцию ввели сег-
мент ствола трубы длиной 16,19 м и массой
5,47 т;
с помощью выталкивателя подняли пятый
сегмент башни вместе со стволом трубы;
в пятом сегменте башни ствол трубы опусти-
ли примерно на 3 м, т.е. до отметки 59,072 м, и соединили отсеками, смон-
тированными ранее.
3.3.2. Труба высотой 80 м и диаметром 1920 мм [33, 87 ]. Башня, под-
держивающая трубу, выполнена из труб и имеет треугольное сечение, пере-
менное на всей высоте. Длина стороны треугольника у основания равна
8 м, а у вершины — 4 м.
Ствол трубы выполнен из листового металла толщиной 10 мм; в сере-
дине высоты он имеет температурный шов. Верхняя часть ствола трубы
подвешена на поддерживающей башне на отметке 65,50 м, нижняя часть
опирается на решетчатую платформу на отметке 17,50 м. Газы вводятся
в трубу на отметке 19,00 м.
Конструкция башни разделена на четыре монтажных сегмента тремя
шарнирами Л, в, С (рис. 3.36). Шарниры выполнены соосно в
двух поясных стержнях, в третьем поясном стержне и раскосах выполне-
ны монтажные стыки.
Поддерживающую башню собрали в горизонтальном положении на
железнодорожном пути длиной 70 м. На конце башни была закреплена
монтажная балка с катками, находящимися на рельсах железнодорожного
132
Рис.3.37. Первый этап подъема башни [87]
1 — положение Т катка; 2 — положение II катка; 3 — положе-
ние II монтажного шарнира; 4 — положение I монтажного шар-
нира; 5 — автомобильный кран
Рис.3.38. Первый этап подъема башни — разрез [87]
7 - траверса; 2 - автомобильный кран К-162; 3 - автомо-
бильный кран ’’Коулз Зилоус”; 4 — положение I; 5 — положе-
ние II
пути. Эта балка была соединена тросовой стягивающей системой с осно-
ванием башни. Затем монтажный стык D отсоединили, под шарнир А
подложили траверсу (рис. 3.37) и двумя автомобильными кранами, уста-
новленными по бокам башни, траверсу подняли на высоту 14 м (рис.
3.38, положение Л). Таким образом, оба конца башни переместились в
положение Л, показанное на рис. 3.37. Дальнейшая установка сегмента
W -1 в вертикальное положение (см. рис. 3.36) была выполнена тросо-
вой стягивающей системой, соединяющей оба конца башни. Затем внутри
башни собрали ствол трубы до высоты 37,00 м над уровнем земли, а так-
133
Рис.3.39. Монтаж сегмента тросовыми
системами выталкивания и подъема
I - система выталкивания; 2 — сис-
тема подъема; 3 — к лебедке
же смонтировали устройство для механического выталкивания, которое
сделало возможным подъем ствола и наращивание его путем подварива-
ния снизу очередных элементов. Ствол трубы использовали для подъема
очередных сегментов поддерживающей башни. При подъеме сегментов
W-2, W-3, W -4 ствол трубы каждый раз выдвигается на 5 м соот-
ветственно над шарнирами /4 , В или С . На вершине ствола был
установлен оголовок с блоками подъемной системы, а узлы D, Е и F
(см.рис. 3.36) были оснащены специальными разборными захватными
приспособлениями для прикрепления подъемного троса. Кроме того, в
районе верха уже смонтированной части конструкции башни закреплялся
конец троса выталкивающей системы. Поворот сегментов W-2, W-3
и VV -4 производился путем натяжения сначала троса выталкивающей
134
A A
Рис.3.41. Монтаж поддерживающей башни поворотной
консолью, закрепленной на стволе трубы [35 ]
1 — платформа для выталкивания ствола трубы; 2 — за-
крепление ствола трубы на время спускания платформы;
3 — рабочие подмости; 4 — центрирующее кольцо
системы (рис. 3.39), а затем, когда монтируемый сегмент доводился
до горизонтального положения, путем включения в работу подъемной
системы.
В начальной фазе подъема сегмента W -2 работал также автомобиль-
ный кран "Коулз Зилоус"; это было необходимо из-за большой массы
сегментовбашни, подвешенных на шарнире.
135
Рис.3.42. Схема монтажа башни-мачты [Зб] _ „
1 — конструкция башни и смонтированной внутри нее мачты; 2 — паоаю-
щая ” стрела; 3 - монтажная оснастка
Труба такой же конструкции, описание которой дано выше, на другой
строительной площадке была смонтирована иным способом [35 ]. До
высоты 32,36 м башня, поддерживающая трубу, монтировалась с помо-
щью автомобильного крана. Затем в башню сверху были введены сег-
менты ствола трубы и соединены сварными швами (рис. 3.40). Когда вер-
шина ствола трубы достигла отметки около 32 м, к конструкции под-
держивающей башни на отметке 7,45 м было прикреплено тросовое уст-
ройство для выталкивания ствола трубы. Участки ствола длиной 5 м уста-
навливали на платформу этого устройства и поднимали их полиспастами
и лебедкой. Были выполнены также промежуточные кольца, направля-
ющие ствол во время его подъема. Когда вершина ствола трубы была
вытолкнута на верх конструкции поддерживающей башни, на ней смон-
тировали поворотную консоль, с помощью которой поднимали следующие
сегменты конструкции башни (рис. 3.41). Грузоподъемный трос от
консоли подводили к лебедке, установленной на земле. После установки
очередного сегмента опорной конструкции ствол трубы подтягивали
вверх, а снизу наращивали путем приварки очередного его участка. Сва-
рочные работы велись с подмостей на отметке около 5,4 м. После окон-
чания монтажа трубы спуск поворотной консоли на землю не представлял
трудностей, поскольку консоль имела разборную конструкцию и ее легко
было разделить на элементы небольшой массы.
136
A-fl
Рнс.3.43. Монтаж ползучего крана внутри башнн [39]
1 — направляющая ползучего крана; 2 - соединительный элемент между на-
правляющими; 3 - ствол ползучего крана; 4 — главные захватные приспособ-
ления; 5 - обойма; 6 — опорное захватное приспособление; 7 - консоль; 8 -
веревочная лестница; 9 - вход на нижнюю платформу обоймы с веревочной лест-
ницы; 10 шпальная клетка; 11 - ось вращения автомобильного крана
3.3.3. Башня-мачта высотой 110 м f 36]. Конструкция состоит из
башни высотой 48 м и установленной на ее вершине мачты высотой 62 м.
У основания башня имеет сечение 10x10 м, а у вершины — 3,2х3,2 м. Мач-
товая часть имеет постоянное сечение 1,5x1,5 м.
Конструкцию в целом виде собрали на земле таким образом, что внут-
ри башни смонтировали мачтовую часть, положение которой точно по оси
башни было зафиксировано специальными диафрагмами. Собранную
таким образом конструкцию подняли с помощью "падающей" стрелы
высотой 32 м (рис. 3.42). Затем на верху башни были закреплены блоки
полиспастов; второй блок прикрепили к основанию мачтовой части.
Выталкиваемая этими полиспастами мачта предохранялась четырьмя
расчалками, которые последовательно стравливались.
Опыт монтажа опор высотой 85,5 м радиорелейной линии в Донбассе
описан в работе [ 58 ].
3.3.4. Радиотелевизионная башня высотой 115 м [391. Башня до вы-
соты 93 м имеет решетчатую конструкцию, остальные 22 м — труба диа-
метром 1420 мм. У основания башня имеет сечение 16x16 м. Монтаж ре-
шетчатой части башни проводился с помощью ползучего крана, а труб-
чая часть была вытолкнута полиспастами.
На рис. 3.43 представлен начальный этап работ. После установки на
фундаменте и закрепления расчалками сегмента высотой 18 м, представ-
137
Рис.3.44. Схема башни и тросовых систем для подъема трубчатой части [39]
1 - двухроликовая система блоков Q = 16 т; 2 - концы троса системы подъе-
ма антеннами, прикрепленные к конструкции; 3 - площадка; 4 - антенны УКВ;
5 - система подъема антенн; 6 — тросы; 7 — трос к группе направляющих блоков;
8 — система выталкивания; 9 - система подъема антенн; 10 - трос к двум элек-
тролебедкам Q - 5 т
138
Рис.3.45. Наклонный портал для подьс-
ма резервуара на крышу промышлен-
ного здания
ляющего половину поперечного сечения башни, по ее оси были установ-
лены направляющие для ползучего крана, представляющие собой две
трубы, соединенные траверсами. Сегменты направляющих соединялись
на фланцах и закреплялись расчалками. Затем на направляющих уста-
навливался ползучий кран, используемый для возведения радиомачт.
После этого можно было смонтировать вторую половину самого низкого
сегмента конструкции башни. Все работы на этом этапе монтажа выпол-
нялись автомобильным краном "Коулз Гидра".
Затем с помощью ползучего крана монтировали очередные сегменты
конструкции башни, по оси которых были закреплены также сегменты
направляющих для ползучего крана (принципы действия ползучего крана
описаны в п.3.2.2).
После окончания монтажа конструкции башни ползучий кран спустили
на землю, демонтируя в последовательном порядке его направляющие.
После этого на отметке около 93 м подвесили верхние блоки полиспас-
тов, а нижние блоки этих полиспастов прикрепили к траверсе, с помощью
котооой поднимались очередные сегменты трубчатой части башни высотой
около 5,6 м каждый. После сварки всей трубчатой части башни ее вытол-
кнули полиспастами на верх решетчатой части конструкции (рис. 3.44).
3.3.5. Цилиндрический резервуар для воды, расположенный на про-
мышленном здании. Цилиндрический резервуар диаметром 8 м, высотой
139
стенки 7,6 м и массой около 14 т надо было установить на промышлен-
ном здании высотой около 24 м. Чтобы не привлекать тяжелое монтаж-
ное оборудование, было решено выполнить простой портал, который
был помещен на шарнирах наверху здания (рис. 3.45). С помощью этого
портала и электролебедок резервуар, в целом виде собранный на уровне
земли, был установлен на крыше промышленного здания.
4. МОНТАЖ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ
На развитие высотного строительства во всем мире, помимо архитек-
турных и экономических факторов, оказывает влияние как применение
новых конструктивных схем, так и широкое использование разнообраз-
ного монтажного оборудования, в частности мачтовых кранов с оттяж-
ками, башенных самоподъемных кранов, пристенных кранов, закрепля-
емых к зданию, гидравлических домкратов, подвесных подмостей и т.д.
Выбор метода монтажа, а следовательно, монтажного оборудования
зависит главным образом от высоты здания. Например, для монтажа
зданий высотой несколько сот метров нельзя использовать пристенный
кран, установленный на земле, а при монтаже более низких зданий не
будет необходимости применять самоподъемный кран. Очень сущест-
венно выбрать такой процесс монтажа, чтобы применяемое оборудование
Рис.4.1. Статические схемы зданий
а — рамная с жестким узлами; б - рамная с жесткими и шарнирными
узлами; в — рамная с вертикальными связями; г - шарнирная с вертикаль-
ными связями
140
многоэтажной рамы путем поворота [161]
Рис.4.2.
взаимно дополняло друг друга в отношении как радиуса действия, так
и грузоподъемности. В меньшей степени по сравнению с высотой здания
влияет на выбор способа монтажа конструкция здания. Наиболее часто
применяются в высотных зданиях следующие конструктивные системы 1;
рамная, шарнирная, ствольная (т.е. со стволом жесткости), связевая
система с внешним стволом в виде пространственной фермы.
Рамная конструкция представляет собой стержневую схему с жест-
кими узлами. Применяют также рамы с отдельными шарнирными узлами.
1 Предлагаемая классификация конструктивны* схем высотных зданий отличает-
ся, например, от приведенных в кн.: Металлические конструкции. Специальный
курс, / Под ред. проф. Е.И.Белени. М., Стройиздат, 1982 (Примеч.ред.)
141
i
Рис.4.3. Статические схемы зданий со стволом жесткости
а — с консольными этажами; б — с подвешенными перекрытия-
ми; в — с предварительным напряжением; г — С шарнирным карка-
сом; 1 — ствол жесткости; 2 — консольные перекрытия; 3 — подве-
шенные перекрытия; 4 — перекрытия с опиранием на ствол и колон-
ны; 5 — опорная консоль; б — несущие кабели; 7шарнирные
колонны; 8 — подвески
а также с вертикальными связями (рис. 4.1, а. - В ). Основное затруд-
нение при сооружении зданий этого типа связано со сложной укрупнитель-
ной сборкой несущих элементов в монтажных стыках из-за наличия
узлов в местах соединений ригелей с колоннами.
конструкция шарнирного каркаса с плоскими вертикальными связями
(рис. 4.1, г) позволяет применять однопролетные свободно опертые
балки перекрытия. В этом случае их шарнирные соединения с колоннами
являются очень простыми и легкими в монтаже. Чаще всего соединения
в таких узлах выполняются на болтах.
Правильное и быстрое выполнение монтажа стальной конструкции
зависит также от числа и размещения вертикальных связей (см. рис. 4.1,
в, г >•
Для рамных и шарнирных систем монтаж производят с помощью одно-
го или нескольких прислонных кранов. Иногда дополнительно использу-
ют вспомогательный малый кран, установленный на вершине конструк-
ции и поднимающийся вместе с нею. При сооружении высотных зданий
можно применять монтаж несущей конструкции в форме укрупненных
сегментов рам путем их поворота на опоре. Такой способ монтажа был
применен, в частности, во время строительства ТЭЦ в Орослане (Венг-
рия) при сооружении здания, имеющего размер в плане 10x124 м и высо-
ту 41,8 м. Шаг несущих рам составляет около 8 м, а масса поднимаемой
рамы — 25 т. Подобным методом смонтирована высотная часть гости-
ницы "Альфа"в Амстердаме [141]. На рис. 4.2 показан подъем 16-этажной
стальной рамы высотой 44,17 м.
В схеме со стволом жесткости основную конструктивную роль играет
железобетонный или стальной ствол жесткости здания [80, 85, 101, 102,
103,116].
В зависимости от роли ствола жесткости и конструктивного решения
перекрытий можно выделить несколько типов каркасов ствольных зда-
ний (рис. 4.3): с консольными этажами, с подвешенными перекрытиями,
с предварительным напряжением, с шарнирным каркасом.
142
Рис.4.4. Подъем перекры-
тий лебедками, помещенны-
ми на консольной конструк-
ции [70]
Рис.4.5. Подъем перекрытий с помощью
крана, помещенного на вершине ствола
жесткости [93]
Ствол, особенно железобетонный, выполняемый в скользящей опалуб-
ке, в значительной степени облегчает монтаж остальных конструктивных
элементов, позволяет поднимать целые укрупненные блоки элементов
перекрытия, а также дает возможность устанавливать устройства верти-
кального транспорта. Он является также монтажным элементом жест-
кости и исключает подмости.
При использовании конструкции с консольными этажами из-за необ-
ходимости одновременного выполнения работ, связанных с заделкой
перекрытий, а также бетонирования ствола монтажные работы выпол-
няются медленно, поэтому такие решения применяют реже, чем подвешен-
ные перекрытия или шарнирный каркас.
Использование каркаса с подвешенными перекрытиями, а также кон-
сольной конструкции подвески, расположенной на верху ствола, делают
возможным легкий и быстрый монтаж укрупненных сегментов. В этой
системе балки перекрытий опираются на ствол жесткости и на подвески.
В данном случае применяются следующие способы монтажа перекрытий:
подъем перекрытий талями, помещенными на консольной конструкции
(рис. 4.4) [15, 70 ] ; монтаж несущих элементов с помощью крана, рас-
положенного на верхушке железобетонного ствола (рис. 4.5) [93,132].
В схеме с предварительным напряжением тросы, несущие перекрытия,
заанкерены в фундаментах, а часто также предварительно напряжены. В
результате такого решения несущие тросы работают совместно со ство-
143
о.
Рис.4.7. Подъем перекрытий по стволу
жесткости (см. обозначения к рис.4.6)
Рис.4.6. Выталкивание перекрытий гидравлическими домкра-
тами [116]
со — фазы монтажа; 1 — несущие кабели; 2 - монтажные ка-
бели; 3 — ствол жесткости здания; 4 - оголовок ствола жест-
кости; 5 - цоколь здания; б — плита покрытия; 7 — стеновые
ограждения; 8 — гидравлические домкраты; 9 — смонтированные
перекрытия; 10 — перекрытия, подготовленные к монтажу

4
Рис.4.8. Монтаж конструк-
ции перекрытий в здании с
жесткими стволом и шарнир-
ным каркасом [154]
1 - краны, помещенные
на стволе жесткости; 2 — при-
слонный кран
144
Рис.4.9. Здания с внешним ство-
лом в виде пространственных ферм
лом в передаче горизонтальных сил. В данном случае вследствие больших
возможностей типизации несущих элементов значительно сокращается
время монтажа по сравнению с другими конструктивными решениями.
При определении усилий в напрягающих элементах (кабелях) следует
принять во внимание способ монтажа конструкции перекрытий, а также
проанализировать отдельные фазы монтажа [116 X Предварительно .
напряженная конструкция особенно пригодна для монтажа укрупненными
блоками.
Монтаж перекрытий может быть выполнен двумя способами [115,
116]:
сверху с помощью гидравлических домкратов, после выполнения фун-
даментов и основания ствола жесткости; на исходной отметке укладыва-
ют собранные сегменты перекрытий поочередно один на другом; между
основанием ствола и его оголовком устанавливают гидравлические дом-
краты, которые по мере возведения ствола поднимают поочередно
перекрытия здания (рис. 4.6);
после предварительного выполнения ствола и закрепления кабелей
укрупненные сегменты перекрытий поднимают поочередно вверх (рис.
4.7).
В ствольной системе с шарнирным каркасом несущие элементы пере-
крытий шарнирно опираются на ствол жесткости и систему колонн. Такое
решение применяется в многоэтажных зданиях. Чаще всего монтаж
ведется с помощью прислонного крана, прикрепляемого к конструкции
каркаса, или же с помощью крана, поднимающегося вместе с монтируе-
мой конструкцией [ 89 ]. На рис. 4.8 представлен монтаж здания с по-
мощью прислонного крана и двух кранов, расположенных на железобетон-
ном ядре жесткости.
Для зданий высотой 300—500 м применяют конструктивные схемы с
внешним стволом в виде пространственной фермы. Такая схема работы
конструкции обеспечивается в результате применения густой сетки наруж-
ных колонн и толстых ригелей. Из-за наличия жестких узлов, а также
вследствие значительной высоты монтаж таких конструкций представляет
собой трудоемкий и дорогостоящий процесс. Однако такие решения име-
ют ряд преимуществ, к которым прежде всего относятся хорошая работа
конструкций и небольшой расход стали, — сопоставимый с расходами в
зданиях, высота которых измеряется всего несколькими десятками этажей
(рис. 4.9). Это решение применено при сооружении зданий, которые отно-
сятся к самым высоким в мире: Сирс Тауэр высотой 442 м, Стандард Ойл
высотой 342 м, Джон Хэнкок Сентер в Чикаго высотой 337 м, Фёрст Бэнк
Тауэр в Торонто высотой 285 м и др.
145
Монтаж зданий такой системы чаще всего проводят с помощью башен-
ных кранов с оттяжками [11, 63,117, 118 ], располагаемых внутри мон-
тируемой конструкции или на наружных колоннах здания.
Наряду с монтажом стальных каркасов высотных зданий важной проб-
лемой является также монтаж стеновых ограждений, который чаще всего
осуществляют с помощью подмостей, висящих на верху стального каркаса
[11,26 ].
4.1. МОНТАЖ С ПОМОЩЬЮ ПРИСЛОННЫХ КРАНОВ
(ВЫСОТНОЕ ЗДАНИЕ ПОЛИМЕКС-ЦЕКОП В ВАРШАВЕ [261 )
Стальная конструкция высотного здания выполнена как каркасная с
внутренним стволом жесткости высотой 98,67 м. Здание имеет 25 этажей
(включая три этажа надстройки).
В плане здание представляет собой прямоугольник со скошенными
углами; его габаритный размер 21,6x36 м. Горизонтальное сечение внут-
реннего ствола жесткости — прямоугольник размером 6x19,2 м (рис.
4.10).
Монтаж объекта был разделен на четыре этапа: I — монтаж и сооруже-
ние подземной части здания; (I — монтаж стальной конструкции до отмет-
ки 15,26 м; 11.1 — монтаж стальной конструкции до отметки 98,67 м; (У —
монтаж стеновых ограждений.
Монтаж конструкции на i этапе в основном проводился из одиночных
элементов, на II этапе — с помощью башенного крана "Потэн-776Д" и
самоходного крана "Гроув", на IU этапе — только с помощью крана "По-
ТЭН-776Д".
Необходимость использования дополнительного крана была вызвана
недостаточной грузоподъемностью основного крана для монтажа колонн
и ригелей массой до 13 т (рис. 4.11).
Последовательность монтажа отдельных несущих элементов каркаса:
монтаж отдельных колонн ствола; монтаж балок и связей; монтаж на-
ружных колонн, частично собранных в рамы; монтаж балок перекрытия
в наружной части.
146
Рис.4.11. Второй этап монтажа здания [26]
1 - кран ”Потэн-776Д"; 2 — кран "Гроув1’
Монтажные соединения несущих элементов конструкций (колонны,
ригели, балки) были выполнены сварными, за исключением соединений
связей с колоннами, где применялись болты. -
Монтируемые колонны расчаливались в трех направлениях путем при-
крепления оттяжек к конструктивным элементам на более низкой отмет-
ке. Освобождение оттяжек допускалось только после выполнения мини-
мум 50% толщины стыковых швов в стыках колонн и соединений элемен-
тов колонны болтами с ригелями или жесткими связевыми элементами
конструкции.
По мере сооружения монтируемой конструкции самоподъемный кран
"Потэн" требовал закрепления его ствола на конструкции стального кар-
каса. Закрепления были выполнены на трех отметках — 36,30; 51,30;
70,80 м (рис. 4.12), причем после закрепления на последней отметке
закрепление на средней отметке было снято. На рис. 4.12 показаны отдель-
ные этапы сооружения высотной части и закрепления ствола крана.
Закрепление ствола крана было произведено с помощью трех стальных
труб диаметром 273 мм и толщиной стенки 10 мм. Длина отдельных
участков составляла более 11 мм. Эти трубы прикреплялись к специаль-
ному анкерному швеллеру, соединенному с колоннами по оси С болта-
ми |И 60 из расчета один болт в соединении. Сечение анкерных труб было
подобрано в соответствии с рекомендованным заводом расположением
i ствола башни и возникающими в них усилиями (рис. 4.13). Примерные
значения усилий для одной из отметок крепления: ± 294, ± 155, ± 223 кН.
Самоподъем крана по мере возведения конструкции возможен благо-
даря специально установленному на башне крана подвижному решетчато-
му сегменту высотой около 5 м. Этот сегмент оборудован гидравличе-
ским домкратом, роликами, перемещающимися по поясам башни, и
элементами, которые служат для соединения с ним подъемной части кра-
на. После отсоединения стыков башни крана и соединения его с подъем-
ным сегментом происходит выталкивание башни вверх. В образованное
пространство вставляется решетчатый элемент башни крана, который
147
Рис.4.12. Фазы сооружения высотной части конструкции здания
/ _ 3 — отметки прикрепления ствола крана к конструкции здания
поднимается вверх и через соответствующие направляющие вставляется
в предусмотренное место. При больших высотах подъема существует
возможность подъема барабана с тросом и подвески его на произвольной
высоте башни крана.
Последний этап сооружения здания охватывал монтаж алюминиевых
стеновых ограждений размером 3x3,2 м. При этом были использованы
подвесные подмости и тросовые лебедки. Подмости перемещались вдоль
смонтированных уже алюминиевых стоек с помощью резиновых роликов.
Были применены двойные комплекты подмостей. Они подвешивались
к конструкции здания с помощью специальных консолей и опорной конст-
рукции (рис. 4.14). Опорная конструкция была предусмотрена на такой
высоте, чтобы можно было монтировать последний, самый верхний этаж
стенового ограждения.
В связи с тем что длина тросов подвесных подмостей составляла 80 м,
а высота здания была больше, пришлось на отметке 10,80 м установить
148
Рис.4.14. Опорная конструкция для подвесных подмостей [26]
а — размещение подмостей вокруг здания; б — решение опорной конструкции для
подмостей; 1 — двойной комплект подвесных подмостей; 2 — одинарный комп-
лект; 3 - ферма для подвески подмостей; 4 — каркас здания; 5 — опорная стой-
ка; 6 — продольные опорные балки
149
платформу, откуда элементы ограждений брали на тележки подвесных
подмостей.
Технология скоростного монтажа каркаса 21-этажной гостиницы в
Киеве описана в работе [1041.
4.2. МОНТАЖ МЕТОДОМ ПОДЪЕМА ПЕРЕКРЫТИЙ ПО
ЖЕЛЕЗОБЕТОННОМУ СТВОЛУ ЖЕСТКОСТИ
(АДМИНИСТРАТИВНОЕ ЗДАНИЕ В Г. ПОВАЖСКА-БИСТРИЦА [15, 70 ])
Тринадцатиэтажное административное здание в Поважска-Бистрице
имело железобетонный ствол и подвешенные перекрытия. Высота зда-
ния 56,6 м. Железобетонный ствол сечением 6x12 м с толщиной стенок
50 см является главной несущей конструкцией здания. Максимальный
шаг стальных подвесок равен 6 м (рис. 4.17). На железобетонном стволе
на высоте 54 м помещен стальной ростверк массой 185 т с подвесками,
к которым прикреплены конструкции перекрытий (рис. 4.16). Ростверк
оперт в четырех углах ствола через неопреновые опорные подушки. Па-
раллельно длинной стороне ствола на его вершине помещены две стальные
двутавровые балки, к которым приварены коробчатые балки треуголь-
ного сечения. Они заканчиваются поперечной консольной балкой со
150
Рис.4.17. Подъем несущего элемента
ростверка [70]
сплошной стенкой 1 (см. рис.4.16).
Стальная конструкция перекрытий
соединена с подвесками, которые,
в свою очередь, подвешены к бал-
кам 1 несуще гр ростверка. Контур-
ные балки опираются на балки
перекрытий, которые консольно
выступают за плоскость подвесок.
Балки перекрытий опираются на
железобетонный ствол через метал-
лические листы, заанкеренные в его
стенах. На несущей конструкции
перекрытия уложены металличес-
кие листы, которые вместе с 4-сан-
тиметровым слоем работающего
совместно с ними бетона являются
заполнением перекрытия. Конст-
рукция всех 13 этажей одинакова,
что является общим достоинством
высотных зданий.
Стальная конструкция верхнего
несущего ростверка помимо выпол-
нения роли несущего элемента слу-
жила для монтажа подвешиваемых
перекрытий отдельных этажей.
В связи с большой массой несу-
щего ростверка его устанавливали на
ствол жесткости здания отдельными сегментами. С этой целью на стволе
была закреплена специальная стальная стойка, поднятая краном. На
этой конструкции были установлены электролебедки, с помощью кото-
рых поочередно подняли несущие элементы ростверка и посадили на
ранее приготовленные опоры (рис. 4.17). После сборки конструкции
несущего ростверка (поперечные, продольные и консольные балки) он
был посажен на опорные части при помощи четырех гидравлических дом-
кратов грузоподъемностью 50 т каждый.
Стальная конструкция перекрытий поднималась с помощью электроле-
бедок, помещенных на конструкции несущего ростверка. Поочередно, на-
чиная с верхних этажей, поднимались перекрытия, укрупненные на земле
в блоки, которые представляют собой комплект двух этажей, поделенных
на две половины вдоль длинной стороны железобетонного ствола. Навер-
ху монтировались только поперечные балки, соединяющие обе половины
перекрытия, и перекрытие крепилось к стволу и несущему ростверку или
к перекрытиям нижних этажей. Укрупненные блоки конструкции пере-
крытий поднимались вместе с участками подвесок, с помощью которых
подвешивались конструкции отдельных этажей.
Общая масса стальной несущей конструкции составляла 300 т; конст-
рукция была смонтирована в течение 9 мес.
151
Достоинство описанного способа монтажа несущей конструкции пере-
крытий состоит в том, что здесь исключается применение тяжелого обору-
дования, прежде всего кранов. Однако такая технология требует создания
одноразовой вспомогательной конструкции, которая служит для монтажа
верхнего несущего ростверка. Кроме того, очень сложно бывает закрепить
подвески последовательно поднимаемых монтажных балок, поскольку
во время закрепления такой блок висит на несущих тросах лебедок и по-
этому неустойчив.
4.3. МОНТАЖ С ПОМОЩЬЮ САМОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ
4.3.1. Высотное здание Фёрст Бэнк Тауэр в Торонто [11]. Высотное зда-
ние относится к комплексу банков Фёрст Канадиен Плэйс, расположенно-
му в центре Торонто. Это 72-этажное здание со стальным каркасом, высо-
та надземной части которого составляет 285 м, а подземной — 14,5 м. Оно
относится к числу самых высоких зданий в мире (самое высокое зда-
ние — Сирс Тауэр в Чикаго — имеет высоту 442 м). Здание запроектиро-
вано для 20 тыс. человек постоянного персонала при предполагаемом об-
служивании 30 тыс. клиентов в день. Вертикальной транспорт обеспечивают
29 двухъярусных лифтов (58 кабин, помещенных в шахте ствола). До-
ставка и отправка грузов осуществляется двумя грузовыми лифтами дли-
ной 20 м каждый, которые перемещают грузовики на нижний подземный
уровень. Здание облицовано плитами из белого мрамора, а окна застекле-
ны подтемненным теплоизоляционным стеклом.
В плане здание представляет прямоугольник размером 55,2x58,2 с
утопленными на 4,7 м углами (рис. 4.18). Полезная площадь этажа
2800 м2.
В связи с тем что стоимость каркаса высотного здания часто составляет
около 30% общей стоимости, статическая схема, а также конструктивные
решения оказывают большое влияние на экономичность и выбор техноло-
гического процесса монтажа стального каркаса. При решении высотного
здания в Торонто в результате анализа была принята статическая схема
здания в виде стальной оболочки (рис. 4.19), состоящей из-наружных
колонн 3 с шагом 3 м, соединенных контурными балками 1 высотой
Рис.4.18. План здания Ферст Бэнк
Тауэр в Торонто [11] (7. 3, 4 - как на
рнс.4.19)
152
A-A
Рис.4.19. Наружная колонна вместе с окружной балкой [11]
/ - контурная балка; 2 — стенка контурной балки; 3 — наружная колонна;
4 - балка перекрытия
2,23 м (стенка 2 балок имеет толщину 8—11 мм и подкреплена полосо-
выми ребрами толщиной 38 мм и швеллерами). Четырехстенная верти-
кальная оболочка воспринимает горизонтальные силы от ветрового напо-
ра и возможных сейсмических толчков, а также придает зданию соответ-
ствующую жесткость. Оболочечная конструкция обеспечивает также
выгодное решение без промежуточных опор на отдельных этажах здания.
Балки перекрытия 4 опираются на наружные контурные балки, а также
на внутренние балки лифтовой шахты. На этих балках уложены металли-
ческие профилированные листы с высотой складки 50 мм и слой бетона
толщиной 9 см. Примененная конструкция обусловила Простые реше-
ния монтажных соединений, а также большую повторяемость конструк-
тивных элементов.
Типовой наружный монтажный элемент выше четвертого этажа состоит
из контурных балок и сварной колонны составного сечения. Стыки кон-
турных балок выполнены в середине шага колонн; контурные балки сое-
динялись натяжными болтами (рис. 4.20) через вертикальные уголки / ,
приваренные к стенкам балок 2 .
Отдельный элемент колонны изготовляли на заводе и транспортиро-
вали на строительство вместе с комплектом контурных балок как укруп-
ненный монтажный элемент длиной 11,6 м и массой 25,4 т; монтажные
стыки элемента были предусмотрены через каждые три этажа. На рис. 4.21
представлены укрупненные монтажные элементы колонн длиной 11,6 м
вместе с контурными балками с шагом 3 м.
Наружные колонны ниже четвертого этажа были выполнены в виде
двутавровых составных сечений с поясами толщиной 114 мм и стенкой
153
Рис.4.20. Наружный монтажный элемент [11]
1 - уголок контурной балки; 2 — стенки окружной балки; 3 - наружная
колонна
Рис.4.21. Укрупненные монтажные
элементы [11]
1 - сварные монтажные стыки ко-
лонн; 2 — наружные колонны; 3 - мон-
тажные стыки контурных балок (на
болтах) ; 4 — колонны первых трех эта-
жей
толщиной 89 мм, а колонны лиф-
товой шахты — как составные сече-
ния с толщиной металлических лис-
тов до 152 мм. Горизонтальные
металлические листы в основаниях
колонн имели максимальную тол-
щину до 380 мм и массу до 19 т.
Все монтажные стыки выполнялись
на болтах, за исключением стыков
колонн, которые были сделаны
сварными.
Из-за значительной толщины ме-
таллических листов, а также состав-
ной формы элементов, особенно
наружных колонн, их сваривали на
заводе при точном соблюдении тех-
нологии работ. Колонны длиной
11,58 м имели фрезерованные кон-
цы с точностью 0—1,6 мм. После
возведения ствола колонны его
соединяли в специальном монтаж-
ном приспособлении с контурным
металлическим листом, поясами,
швеллерами и вертикальными угол-
ками.
Монтаж стальной конструкции
высотного здания был выполнен
с помощью башенных кранов, установленных на конструкции и поднимаю-
щихся вместе с монтируемым сооружением. Краны устанавливали на ре-
шетчатой башне, закрепленной в ядре жесткости здания, и радиус дейст-
154
Рис.4.22. Установка ствола
крана [11]
1 — крайние телескопические
балки; 2 — промежуточная теле-
скопическая балка; 3 — балки
перекрытия; 4 — гидравлические
домкраты; 5 - клинья; 6 — баш-
ня крана
вия каждого из них составлял половину высотного здания. Грузоподъем-
ность кранов равна 54,4 т при вылете стрелы 10 м и 19 т при вылете стре-
лы 30,5 м. Благодаря применению внутренней системы гидравлических
домкратов, установленных у основания башни крана, конструкцию под-
нимали на три этажа примерно за 2 ч. По сравнению с традиционными
мачтовыми кранами с оттяжками используемые здесь краны требовали
значительно меньше дополнительных раскреплений. Монтаж выполняли
трехэтажными монтажными секциями высотой 11,6 м, при этом в первую
очередь монтировали внутренний ствол жесткости высотного здания, за-
тем наружные колонны вместе с контурными балками и, наконец, несу-
щие элементы перекрытий. Сопряжение каждой монтажной секции зани-
мало 6,5 дня. После монтажа стальной конструкции на балках пере-
крытий укладывали профилированные стальные листы и заливали слой
бетона толщиной 9 см. Выполненные таким образом плиты перекрытий
использовали как рабочие подмости для проведения последующих стро-
ительных работ; они играли также роль площадок безопасности.
Примером конструктивного решения, приспособленного к быстрому
монтажу, были стыки контурных балок, выполненные на болтах (см. рис.
4.19 и 4.21). Они были запроектированы таким образом, что соединение
уголков болтами производилось с внутренней стороны здания, а это ис-
ключило необходимость применять дорогие висячие подмости с наружной
его стороны. Для выполнения этих стыков были применены гидравличе-
ские подмости, перемещающиеся по уже устроенному перекрытию ниже-
расгюложенной монтажной секции. Такое решение исключило необходи-
мость применять стационарные подмости у каждого стыка контурной
балки.
После выполнения работ по сооружению целой трехэтажной монтажной
секции башня крана поднималась на высоту следующих трех этажей до
очередной монтажной позиции. Подъем башни крана происходил с по-
155
Рис.4.23. Опирание ствола
крана на телескопической балке
айв- соответственно мини-
мальное и максимальное рассто-
яния между балками перекры-
тия; 1 — башня крана; 2 — гид-
равлические домкраты; 3 —
средняя телескопическая балка;
4 — цилиндрики с поршнями;
5 - конструкция перекрытия
мощью двух гидравлических домкратов и трех специально сконструи-
рованных телескопических коробчатых балок (рис. 4.22). Башня крана
во время работы опиралась на балки перекрытия лифтовой шахты 3 через
телескопические балки, которые могут изменять свою длину благодаря
наличию внутренней телескопической системы. Дополнительно на третьем
этаже пояса башни были заклинены между балками перекрытий. Наруж-
ные телескопические балки соединялись болтами с основанием башни
крана, а средняя балка являлась опорой для гидравлических домкратов.
После удаления клиньев -5", проверки равновесия крана и корректиров-
ки положения стрелы башня крана поднималась с помощью гидравли-
ческих домкратов , стоящих на средней балке 2 . Во время подъема
крайние телескопические балки / были сокращены до длины, которая
позволяла им пройти между балками перекрытий 3. После подъема
башни крана на требуемую высоту крайние телескопические балки раз-
двигались, и на них опиралась башня. Затем после сокращения длины
средней балки ее поднимали до уровня опирания башни крана. После раз-
двигания балки и установки на ней домкратов кран был опять подготов-
лен для проведения очередной операции по подъему. При такого рода
подъеме крана максимальное и минимальное расстояние между балками
перекрытия является точно определенным (рис. 4.23). Это связано как
с габаритами башни крана, так и с несущей способностью телескопи-
ческих балок. Монтаж стальной конструкции высотного здания продол-
жался 15 мес. В общей сложности была смонтирована стальная конструк-
ция массой 41 тыс. т.
156
Рис.4.24. Схема конструкции здания Джон
Хэнкок Сентер в Чикаго
242,20
915
9J5
335,50
4.3.2. Высотное здание Джон
Хэнкок Сентер в Чикаго [118}. Вы-
сотное здание высотой 337 м запро-
ектировано как пространственная
стальная ферма, усиленная пере-
крестной решеткой с панелью на
несколько этажей. Пирамидальная
форма здания (рис.4.24) вместе
с решеткой 3 придает ему харак-
терный силуэт. Общая полезная
площадь здания, равная 260 500 м2,
используется как служебные и жи-
лые помещения для 10 тыс. чело-
век. В результате работы конструк-
ции как пространственной фермы
функция лереноса горизонтальных
нагрузок была передана на наруж-
ные колонны. Перекрытия были
сконструированы как статически
определимые балки, соединенные
с железобетонной плитой. План ти-
пового служебного этажа здания
представлен на рис.4.25.
Длина пролета между угловыми
колоннами 7 и наружными колон-
нами 2 (см. рис.4.24) в плоскости
более длинной стороны горизон-
тального сечения изменялась, от
максимальной 17,7- м на первом
этаже до минимальной 9,15 м на
последнем этаже.
Балки перекрытий были выпол-
нены из типовых широкополочных
двутавров с расстоянием между
осями около 3 м, а наружные ко-
лонны — как сварные двутавры
сечением до 91,5x91,5 см. Тол-
щина металлических листов, ис-
пользованных для колонн, состав-
ляла 150 мм. Благодаря правильно
принятой статической схеме и раци-
ональной конструкции здания
расход стали на единицу поверхности был очень низким и в среднем состав-
лял 145 кг/м2, что соответствует расходу стали в 60-этажном высотном зда-
нии, выполненном не по оболочечной, а по какой-либо другой схеме. Рас-
ход стали выше среднего оказался на этажах, где были запроектированы
технические перекрытия или установлены антенны.
4*12,20
8£2О
157
Рис.4.25. План
здания [118]
типового этажа
10.70 .10.70. 12.20
Рис.4.26. Крепление мон-
тажных кранов в каркасу
здания
1 - башня крана; 2 -
платформа, прикрепленная к
каркасу здания; 3 — элемен-
ты каркаса здания
Монтаж стального каркаса здания был выполнен с помощью четырех
кранов грузоподъемностью 40 т каждый, поднимаемых вверх по мере
возведения конструкции. Краны установили на соответствующие платфор-
мы, прикрепленные к колоннам посредством приваренных металлических
листов (рис. 4.26), с помощью решетчатых башен высотой 10,7 м, в ре-
зультате чего стрелы кранов находились всегда над монтируемой конст-
рукцией. Краны охватывали своими стрелами все здание и были прикреп-
лены к каждой из четырех его стен (рис. 4.27). Вылет стрел кранов сос-
тавлял 32 м. При применении башенных кранов, расположенных внутри
контура здания, длина стрел должна быть значительно больше, что, безус-
ловно, связано с уменьшением грузоподъемности кранов. Подъем крана
на очередные более высокие отметки происходил с помощью электрота-
лей, установленных на 2-м, 38-м и 75-м этажах. Поскольку здание
имело сужающуюся форму, выше 80-го этажа на монтаже работали только
два крана.
Для ограничения объема сварки в преобладающем числе монтажных
стыков были применены натяжные болты.
. К самым тяжелым монтируемым элементам относились плиты основа-
ний колонн толщиной 305 мм, размером в горизонтальной проекции
2,29x2,39 м и массой около 15 т. Остальные элементы каркаса имели сле-
дущую массу: горизонтальные стержни решетки 2,58 т/м, раскосы
2,64 т/м, колонны 4,24 т/м.
Общая масса стальной конструкции составляла 42 тыс. т. Монтаж вы-
сотного здания был начат в июле 1966 г., а закончен в мае 1968 г.
158
Рис.4.27. Размещение монтаж-
ных кранов вокруг здания
1 — платформа, прикреплен-
ная к каркасу; 2 — башня кра-
на (план)
Рис.4.28. Вид здания Сирс Тауэр
в Чикаго [63 J. Цифры обозначают
этажи
4.3.3. Высотное здание Сирс
Тауэр в Чикаго [63, 117]. Это
здание было построено в 1974 г.
Его высота составляет 442 м.
На 109 надземных и четырех
подземных этажах предусмот-
рена площадь брутто 409 тыс.
м2, в том числе 362 тыс.м2
служебных помещений для
16,5 тыс. сотрудников. Харак-
терная, изменяющаяся скачка-
ми форма здания продиктована
исключительно эксплуатацион-
ными потребностями. План у
основания здания состоит из
девяти квадратов размером к
22,8x22,8 м каждый. На 50-м,
66-м и 90-м этажах поперечные
сечения здания изменяются,
как показано на рис.4.28. По-
лезная площадь перекрытий
уменьшается с 3800 до 1100 м2.
Здание было запроектировано
как совокупность девяти про-
странственных ферм, работа-
ющих совместно друг с другом
через связи, выполненные на
50-м, 66-м и 90-м этажах. Здание
в некотором смысле работает
159
132 2,58
Рис.4.29. Фрагмент наружной колон-
ны [63]
1 — стальная колонна; 2 — огнезащит-
ное покрытие; 3 — ригель; 4 — наруж-
ный лист; 5 — окно
Рис.4.30. Монтаж наружного укруп-
ненного элемента [117]
160
Рис.4.31. Наружные монтажные элементы.. [63]
1 - монтажные стыки
как "пучок" закрепленных в основании труб. Любая другая конструктив-
ная система здания — рамная или шарнирная — с шагом колонн 8—12 м
потребовала бы значительного увеличения расхода стали. Связи наружных
стен в таких конструкциях, как и в предыдущем случае, выполняются в
виде жестких несущих рам или наружной решетки. Внутренние колонны
здания не участвуют в переносе внешних горизонтальных нагрузок (вет-
ра) . Такой каркас работает аналогично консольному стержню.
На каждой отдельной оболочке, являющейся составной частью здания,
установлено шесть колонн с шагом 4,56 м, что представляет тройной ос-
новной модуль, равный 1,52 м. Этот размер является основой для даль-
нейшего деления площади отдельных этажей перегородками. Стальные
колонны выполнены в виде двутавров с высотой стенки 990 мм и шири-
ной поясов 610—760 мм. На рис. 4.29 представлен фрагмент колонны
(с контурным ригелем) и конструкции стенового ограждения.
Конструкция перекрытий опирается на решетчатые фермы пролетом
4,56 м, установленные на колоннах. Высота этих несущих элементов
составляет 1010 мм. Через каждые шесть этажей система решетчатых
ферм перекрытия изменяется на перпендикулярную. Это продиктовано
необходимостью равномерного распределения нагрузки на колонны.
Монтажные соединения на площадке выполнялись с помощью натяж-
ных болтов. Конструкция перекрытия была выполнена из профилирован-
ного металлического листа с вылитым на него слоем тощего бетона
толщиной 63 мм. Бетон и профилированный металлический лист рабо-
тают совместно по принципу составной конструкции. Конструктивные
элементы перекрытий испытывались на моделях в натуральную величину,
а поведение всего здания при действии ветра изучалось в аэродинами-
ческой трубе.
Монтаж стальной конструкции высотного здания проходил в два
этапа. На первом этапе — до 90-го этажа — конструкция монтировалась с •
6г464
161
помощью четырех стационарных кранов грузоподъемностью 45 т. На
втором этапе — выше 90-го этажа — монтаж проводился четырьмя мачто-
выми кранами, установленными на решетчатых башнях высотой 20 м
каждая.
Краны были закреплены на конструкции здания с помощью оттяжек.
Мачтовые краны поднимались вверх по мере возведения стальной конст-
рукции высотного здания. Подъем происходил с помощью электрических
талей каждый раз на четыре этажа и продолжался 20—30 мин. Высота
подъема соответствовала .двойной высоте вертикальных монтажных
элементов, которые были доставлены на площадку в собранном виде
вместе с участками контурных ригелей (рис. 4.30). Высота монтажного
элемента колонны составляла 7,60 м, а ширина — 4,56 м (рис. 4.31).
ГрузоподъемноСть самоподъемных кранов была равна 40 т. Все монтаж-
ные соединения выполнялись натяжными болтами, что значительно
ускорило темпы монтажных работ.
Скорость монтажа конструкции составляла восемь этажей в месяц,
полное время монтажа 15 мес, общая масса стальной конструкции
72 тыс. т.
5. МОНТАЖ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ
Вертикальные цилиндрические резервуары в отношении расхода стали
занимают второе место в общем балансе стальных строительных конст-
рукций (на первом месте находятся промышленные здания). Резервуары
такой формы имеют вместимость от 100 до 200 000 м3 и даже более. Не-
смотря на такое большое различие вместимости, резервуары в целом
имеют аналогичную конструкцию и относятся к двум основным типам
в зависимости от вида конструкции покрытия:
резервуары с неподвижной крышей (конструкция крыши прикрепле-
на к верхнему краю стенки);
резервуары с "плавающей" крышей (крыша не имеет прочного соеди-
нения со стенкой, но по контуру она соответствующим образом уплот-
нена;- она "плавает" на поверхности хранимого продукта).
Во втором случае значительно сокращаются потери, связанные с ис-
парением хранимой жидкости.
В общем числе строящихся резервуаров только небольшой процент
составляют резервуары иных конструкций, сооружаемые для нужд про-
мышленности химического синтеза. Например, к ним относятся изотер-
мические резервуары для хранения сжиженных газов или резервуары с
двойными крышами (неподвижной и плавающей), предназначенные для
хранения легкоиспаряющихся жидкостей с требуемо'й высокой степенью
чистоты. Хранение таких жидкостей в резервуарах только с плавающими
крышами исключается ввиду опасности попадания воды из атмосферных
осадков, которая, правда, в небольших количествах, но все же проходит
через уплотнение между плавающей крышей и стенкой.
Большой спрос на два основных типа резервуаров, а именно, на резер-
вуары с неподвижными или плавающими крышами вызвал необходимость
типизации их конструкции для наиболее часто применяемых на практике
емкостей. На отдельных строительных площадках может различаться
устройство основания резервуара, связанное с различными грунтовыми
условиями, но конструкции самих резервуаров идентичны или очень мало
отличаются друг от друга.
162
Таблица 5.1. Длина швов в типовых польских цилиндрических
резервуарах с плавающими крышами
Элементы конструкции резервуара При вместимости резервуара, м3
50000 10 000
Днище 2502 588
Стен ка 3267 1134
Понтон покрытия 4425 3185
Мембрана покрытия 3236 694
Связи, площадки, лестницы 1537 870
Прочие элементы 1890 575
Общая длина швов 16857 7046
Для вертикальных цилиндрических резервуаров характерна большая
длина сварных швов (табл. 5.1). Поскольку сварочные работы являются
здесь основными, то они и определяют технологию монтажа конструкции
резервуара. Применяемые в настоящее время методы сооружения резер-
вуаров возникли в результате поисков оптимальной технологии свароч-
ных работ. Наиболее широкое распространение в большинстве стран
получили два метода возведения резервуаров (названия этих методов
связаны со способом установки металлических листов в боковые поверх-
ности) : метод наращивания поясов и метод подращивания поясов. Кроме
того, в СССР, Польше, Румынии и Болгарии применяют также рулонный
метод, позволяющий доставлять на строительство сваренные и свернутые
в рулон стенки и днища резервуаров [21, 75, 107, 143, 1441. Каждый
из этих методов имеет свои разновидности, характерные для отдельных
стран или строительных организаций.
Метод наращивания поясов особенно пригоден при полной автоматиза-
ции сварочных работ, однако он применяется также при ручной сварке
корпуса резервуара. Сборка стенки резервуара из отдельных металли-
ческих листов происходит на высоте. Сварочные работы защищают-от ат-
мосферных воздействий только при выполнении автоматической сварки.
Этот метод используют для сооружения резервуаров любой вместимо-
сти, в основном для резервуаров с плавающими крышами. При примене-
нии метода наращивания для монтажа резервуаров с неподвижными
крышами возникает необходимость выполнения конструкции крыши на
значительной высоте. Это особенно сложно при сооружении резервуаров
большой вместимости, а следовательно, и большого диаметра.
Метод подращивания поясов требует одноразовых капиталовложений
на закупку специального оборудования для подъема конструкции крыши
и верхних поясов стенки. Достоинством этого метода является возмож-
ность монтажа целой конструкции покрытия и стенки резервуара на уров-
не земли. Однако сварочные работы выполняются здесь ручным или, в
лучшем случае, полуавтоматическим способом при отсутствии защиты от
атмосферных воздействий. Этот метод практически пригоден для соору-
жения резервуаров любой вместимости.
Рулинный метод позволяет перенести в заводские условия основной
объем сварочных работ, связанных с изготовлением стенки и днища резер-
вуара. На строительной площадке выполняется только вертикальный
монтажный стык стенки, а также стык по контуру, соединяющий стенку
с днищем. Во время транспортировки стенку и днище резервуара следует
163
свернуть в рулон, диаметр которого должен соответствовать грузовому
габариту; это ограничивает применение данного метода, так как в рулоны
могут быть свернуты листы с максимальной толщиной 16 мм. Рулонным
методом поэтому сооружаются резервуары вместимостью до 15 000 м3.
Правда, в СССР данный метод применяют для монтажа резервуаров
вместимостью до 50 000 м3 [114],но это требует сооружения стенок из
двух слоев металлических листов, что создает дополнительные серьезные
трудности изготовления.
5.1. МОНТАЖ МЕТОДОМ НАРАЩИВАНИЯ ПОЯСОВ
5.1.1. Автоматическая сварка. Монтаж резервуара начинают с укруп-
нительной сборки листов днища, но этим работам должна предшество-
вать тщательная проверка уровня песчаного фундамента, а особенно
его контурного кольца, на котором будет расположена стенка. Это имеет
принципиальное значение для получения правильной формы резервуара
в дальнейшем. Укладку листов днища начинают с контурного кольца и
проводят таким образом, чтобы не деформировать песчаного фундамен-
та. Поэтому чаще всего сначала укладывают среднюю полосу листов, а
Рис.5.1. Правильная очередность сварки днища цилиндрического резервуара
(цифрами обозначена очередность выполнения сварных швов, стрелками — направ-
ление сварки)
этапы: Г — сварка поперечных стыков между листами; II — сварка продоль-
ных стыков; Ш - сварка стыков первого и второго поясов стенки; ТУ - сварка
стыка между стенкой и днищем; У — сварка контурного стыка-между наружным
кольцом и центральной частью днища; УТ - подварка швов в центральной части
днища; 1 - выступающая часть кладки; 2 - монтажные скобы; 3 - внутренняя
сторона резервуара
164
Таблица 5.2. Сварочная усадка, в результате которой
уменьшается периметр резервуара
(/= 32 000 м3 (диаметр резервуара 52 м) [113]
Шов Усадка
удельная | полная
Поперечный, соединяющий сегменты контурного пояса днища толщиной 10 мм Двусторонний угловой, соединяющий стенку с контурным поясом днища Вертикальный, соединяющий листы в первом пояса стенки (толщина листов 25 мм) 2,1 мм на 1 стык 37,8 мм 0,40 мм/м 65,32 мм 1,6 мм на 1 стык 41,6 мм
затем по ним транспортируют листы сложных полос. Для транспортиров-
ки листов используют обычно легкие тягачи на пневмоколесном ходу.
При сборке днища резервуара листы соединяют прихватными швами с
шагом 200—300 мм.
После укладки всех листов днище сваривают. В днище цилиндрическо-
го резервуара имеется большое число длинных сходящихся под прямым
углом швов, которые при неправильной технологии сварки могут при-
вести к значительной его деформации. Правильная очередность сварки
схематически представлена на рис. 5.1. Самым важным элементом техно-
логии является последовательность выполнения шва, соединяющего сред-
нюю часть днища с контурным поясом. Этот шов делают после приварки
к контурному поясу низа листов стенки.
В результате применения такой технологии на среднюю часть днища не
передаются напряжения, вызванные усадкой следующих швов: верти-
кальных, соединяющих отдельные металлические листы, в нижнем поясе
стенки; поперечных, соединяющих сегменты контурного пояса днища;
кругового, соединяющего стенку с контурным поясом днища.
Общую усадку этих швов, различную в зависимости от диаметра и
конструктивных решений резервуара, следует принять во внимание при
разметке диаметра стенки на контурном поясе днища.
В табл. 5.2 представлены для примера значения сварочной усадки, из-
меренные при сооружении резервуара вместимостью 32 000 м3 [113 ].
Предварительную сборку листов стенки проводят с помощью монтажных
скоб, которые позволяют не только быстро соединить листы, но также
и легко регулировать зазор между их кромками (рис. 5.2). После про-
верки правильности сборки листов выполняют прихватные швы и удаля-
ют монтажные скобы.
Начиная со второго пояса стенки, ее сборку проводят с подмостей. На-
илучшие результаты достигаются при применении передвижных подмо-
стей, состоящих из двух платформ, из которых одна находится с наруж-
ной стороны стенки (рис. 5.3). Обе платформы соединены двумя парами
рам. Различие в высоте стоек рам соответствует высоте металлических
листов, предназначенных для стенки. В середине пролета ригелей рам, сое-
диняющих рабочие платформы, помещены ролики, служащие для под-
вешивания подмостей на стенке резервуара.
На разных фазах монтажа очередного пояса листов стенки нагрузку
несут ролики на нижних или верхних рамах (рис. 5.4).
165
Рис.5.2. Монтажные скобы (общий вид и элемент, стабилизирующий сое-
диняемые пояса)
1 - швеллер; 2 — соединяемые листы поясов; 3 — захватные приспособ-
ления, приваренные к листам поясов; 4 — клинья
В Польше, а также в большинстве стран Западной Европы сварка сте-
нок цилиндрических резервуаров выполняется чаще всего автоматами
"Вертоматик G " и "Циркоматик DL. " производства бельгийской фир-
мы "Аркос".
Автомат типа "Вертоматик G " (рис. 5.5) предназначен для сварки
вертикальным швом стыковых соединений в среде углекислого газа. Диа-
пазон толщин свариваемых элементов составляет 10—50 мм. Максималь-
ная скорость сварки при толщине листов t — 10 мм равна 7,2 м/ч, а
при толщине 40 мм — 1,8 м/ч. На рис. 5.6 сравниваются скорости сварки
выполняемой автоматом "Вертоматик G " и вручную £100].
Сварочный автомат типа "Циркоматик J)L " служит для выполнения
кольцевых стыковых швов в проектном положении в среде углекислого
газа (двусторонняя сварка). Практический диапазон толщин свариваемых
листов составляет 6—40 мм, а скорость сварки в зависимости от толщины
соединения равна 15—45 м/ч. Например, один контурный стык длиной
около 190 м в резервуаре емкостью 50 000 м3 при толщине металличе-
ских листов 23—26 мм выполняется автоматом "Циркоматик DL" в те-
чение 20 ч.
Ниже приведена последовательность монтажа стенки резервуара с по-
мощью автоматов "Циркоматик DL", и "Вертоматик G
166
Рис.5.3. Передвижные подмости для сборки стенки резервуара
Рнс.5.4. Схемы подвешивания передвижных подмостей
на разных фазах мбнтажа стенки резервуара
а ~ укрупнительная сборка первого листа в поясе; б —
сборка последующих листов пояса; в — сборка листа, замы-
кающего пояс; 1 и 2 - соответственно высокие и низкие
несущие рамы монтажной платформы; 3 — демонтирован-
ный ролик
укрупнительная сборка первого пояса листов;
сварка вертикальных стыков между листами;
сборка второго пояса листов;
сварка вертикальных стыков во втором поясе листов;
сварка стыка между первым и вторым поясам листов;
167
Рис.5.5. Автомат типа "Вертоматик G” для сварки вер-
тикальных стыков стенки резервуара
сварка вертикальных стыков в третьем поясе листов;
сварка стыка между вторым и третьим поясами листов.
При монтаже следующих поясов работы проводят в аналогичной после-
довательности. После сборки каждого очередного пояса стенки нужно
произвести геодезическую проверку уровня его верхней кромки и устра-
нить возможные неравномерности в осадке фундамента, подбивая места-
ми песок под контур днища.
Большую опасность для возводимой стенки резервуара представляет
ветер, так как листы стенки еще не закреплены наверху ни конструкцией
стационарной крыши, ни кольцевым настилом, выполняемым в резерву-
арах с плавающей крышей. Кроме того, в резервуарах больших диаметров
кривизна листов небольшая, что уменьшает их жесткость, а ветровая
нагрузка возрастает, поскольку напор ветра на наружную сторону стенки
168
Рнс.5.6. Сравнение скорости сварки ручным
способом и автоматом типа ’’Вертоматик G”
[100]
/ ~ ручная сварка в вертикальном положе-
нии; 2 - автоматическая сварка
Рис.5.7. Сварка контурного стыка стенкн резервуара автоматом типа
’’Циркоматик DL”; видны кольца для обеспечения жесткости стенки во
время монтажа
резервуара суммируется с отсосом [141 ]. Для защиты от влияния ветро-
вых нагрузок стенку во время монтажа укрепляют кольцами, которые
крепятся хомутами с внутренней стороны резервуара (рис. 5.7). Другим
способом защиты стенки является последовательное наполнение соору-
жаемого резервуара водой. Отсутствие креплений стенки во время мон-
тажа уже неоднократно было причиной аварий [145, 155] (рис. 5.8).
169
Рис.5.8.
[155]
Повреждение ветром стенки резервуара емкостью 3 тыс. м^
Рис.5.9. Ультразвуковой контроль
качества сварных швов [96]
170
Рис.5.10. Консольные подмости, которые служат для исправления сварных
швов и выполнения антикоррозионной защиты стенки резервуара
т ib
v
Рис.5.11. Последовательность выполнения сварных
швов при ручной сварке стенки резервуара
171
После окончания полного монтажа стенки производят проверку швов.
Рекомендуется 100%-ный ультразвуковой контроль (рис. 5.9) (96], а
также дополнительный рентгеновский контроль тех участков швов, кото-
рые вызвали сомнение во время проверки ультразвуком. Вырезку и
исправление швов выполняют с одноместных подмостей, подвешенных
на верхней кромке стенки (см. рис. 5.5), или с консольных подмостей
(рис. 5.10), необходимых также для антикоррозийной защиты металли-
ческих листов.
Монтаж плавающей крыши проводят на днище резервуара на подмо-
стях высотой около 1 м. В случае понтонно-мембранных крыш в первую
очередь выполняют понтон, а затем мембрану.
Монтаж неподвижных крыш, выполняемый на отметке верхней кром-
ки стенки, очень труден ввиду необходимости применения высоких
подмостей. Купольные крыши можно собрать на земле в секции, имеющие
в плане форму сектора круга; это позволяет монтировать крышу при при-
менении только центральной опоры по оси резервуара. Часто также
крышу выполняют на днище резервуара и затем поднимают с помощью
различного подъемного оборудования, находящегося в распоряжении
исполнителей. Весьма оригинальными и эффективными способами, в част-
ности, был произведен подъем крыши на строительстве двух изотерми-
ческих-резервуаров в СССР [66, 122].
5.1.2. Ручная сварка. Монтаж резервуаров из листов, свариваемых вруч-
ную, может в настоящее время применяться при сооружении на данной
строительной площадке только одного резервуара средней вместимости,
но имеющего толщину металлических листов стенки, которая исключает
применение метода рулонирования. Привлечение сварочных автоматов
может тогда оказаться экономически необоснованным.
Монтаж днища проводят так же, как описано в п.5.1.1; последова-
тельность выполнения швов в отдельных стыках листов днища также
идентична; изменяется только метод сварки.
Сборка листов стенки происходит с помощью монтажных скоб, пока-
занных на рис. 5.2. При сварке стенки надо соблюдать следующее прави-
ло: кольцевой шов, соединяющий два пояса, можно выполнить только
после соединения сваркой вертикальных стыков верхнего пояса. Во
время сварки вертикальных стыков не выполняются швы на участках
длиной около 250 мм от обеих кромок листа. Эти швы сваривают во
время устройства кольцевого шва в последовательности, представлен-
ной на рис. 5.11. Швы 1zz—1/* делает один сварщик, а швы 2а—2^*
одновременно выполняет другой сварщик. Сварку стыка надо начинать
с места, обозначенного короткой вертикальной черточкой. Швы С1 и Ъ
выполняют обратноступенчатым валиком, а остальные — непрерывным
валиком. Начало многослойных швов надо переместить по отношению
друг к другу на 20—30 мм, чтобы избежать концентрации кратеров.
Для облегчения монтажных работ иногда во втором поясе стенки не
вставляют листы, создавая так называемое монтажное окно. После окон-
чания монтажа резервуара в его стенку вставляют недостающий лист. При
этом необходимо соблюдать последовательность сварки, показанную на
рис. 5.12. Сварку производят одновременно два сварщика; швы 1a-4i вы-
полняет один сварщик, а 2а—2 £ — другой. Буквы обозначают последо-
вательность сварки, а стрелки — ее направление. Швы, обозначенные бук-
вами Ъ и С, надо выполнять обратноступенчатым валиком, а остальные
участки — непрерывным валиком.
172
w*

25gu JOO

*<4 *
100 „ ,250
1h Jf <ъ
. 2c->2^,
Jf wffl/w 2/'’
------<T-f— t,
id
24
U
ЙГ^
11/'
]f5Q\\lOO 2h'
Ц
W 10^5$ "
Рис.5.12. Последовательность выполнения сварных
швов при замыкания ’’монтажного окна”
Цилиндрические резервуары, например для патоки, монтируются иног-
да на действующих промышленных предприятиях в условиях ограничен-
ной строительной площадки. Если местные условия не позволяют, чтобы
монтажный кран обслуживал резервуар по всему периметру, то монтаж
можно производить методом надвижки листов стенки, используя специ-
ально для этой цели запроектированные тележки, которые передвигаются
по уже смонтированным поясам стенки. Этот метод был разработан вар-
шавским объединением "Мостосталь" и успешно применен при сооруже-
нии хранилища вместимостью 20 000 м3 на сахарном заводе в Люблине,
а также водных бассейнов двух газовых резервуаров вместимостью
10 000 и 31 000 м3 в Западном Берлине. Схема этого метода монтажа и
конструкция монтажной тележки представлены на рис. 5.13.
Для монтажа первого и второго поясов стенки листы развозят по дни-
щу резервуара и устанавливают с помощью, например, тележки с вилоч-
ным захватом и подъемным оборудованием. После сварки этих двух
поясов и соединения их с днищем на верхней кромке второго пояса под-
вешивают тележки с электроприводом; они служат для развозки листов
за пределы зоны, находящейся в радиусе действия монтажного крана.
Около тележек подвешены специальные висячие леса с подвеской на те-
лежке. Перемещение листов с тележек до места их установки в стенку
производятся вручную с помощью цепных устройств грузоподъемностью
3 т. Предварительнс к кромке монтируемого листа надо прикрепить
монтажные скобы.
После сооружения очередного пояса стенки резервуара монтажный
кран переносит тележки и подмости на верхнюю кромку резервуара.
Описанный метод монтажа приспособлен к ручной сварке стенки резер-
вуара. Правда, применение автоматической сварки не исключено, но тем-
пы монтажных работ не обеспечивают обычно непрерывности работы для
сварочных автоматов.
При монтаже цилиндрического резервуара с неподвижной крышей сег-
менты конструкции крыши также можно надвигать путем поворота вок-
173
Рис.5.13. Монтаж цилиндрического резервуара в условиях ограниченной
строительной площадки
а — схема; б - тележка для транспортировки листов, перемещающаяся
по контуру стенки резервуара; 1 — кран; 2 - стальные тросы 015 мм; 3 -
монтажные тележки; 4 - висячие подмости с подвеской на тележке; 5 —
направление движения укрупненных элементов понтона (к оси х-х); 6 —
направление подвоза листов (к оси х-х); 7 - листы смонтированного пояса
стенки; 8 - листы монтируемого пояса стенки; 9 — несущий ролик тележ-
ки; 10 — боковые ведущие ролики тележки; 11 — плечо тележки - опора
для монтируемых листов; 12 - болт, крепящий монтируемый лист к плечу
тележки; 13 — электродвигатель тележки
174
6)
A-A
руг монтажной мачты, расположенной по оси резервуара (рис. 5.14). Эти
сегменты собираются в районе радиуса действия крана и затем переме-
щаются в проектное положение на тележках.
5.2. МОНТАЖ МЕТОДОМ ПОДРАЩИВАНИЯ ПОЯСОВ
5.2.1. Подращивание поясов при вертикальном подъеме конструкции.
Техника монтажа, описанная в п.5.2.1, наиболее широко распространена
в Скандинавских странах и, кроме того, она применяется в Венгрии £50}.
Этот метод особенно эффективен при применении гидравлических дом-
кратов, которые обеспечивают подъем верхней, уже сваренной части
стенки без необходимости ее промежуточного подвешивания на монтаж-
ных опорах в момент использования полного шага поршня домкрата.
Наилучшие результаты дает применение домкратов шведской фирмы
"Бюггвик". В этом случае монтаж резервуара происходит следующим об-
разом. На сваренном днище монтируют самый верхний пояс стенки резер-
вуара и конструкцию кровли. По контуру стенки с внутренней стороны
резервуара размещаются монтажные опоры, служащие для подъема стен-
ки. Число этих опор зависит от массы поднимаемой конструкции (рис.
5.15, а). На оголовках монтажных опор устанавливают гидравлические
домкраты, к которым поднимаемая конструкция подвешивается посред-
ством стальных тросов (рис. 5.15,# ). Эти тросы во время выполнения
монтажных работ попеременно блокируются или в основаниях домкра-
175
I
Рис.5.14. Монтаж стационарной кровли цилиндрического резер-
вуара путем поворота сегментов монтируемой конструкция по-
крытия вокруг оси резервуара по периметру стенки
1 — мачта из мостовых подмостей; 2 - ствол; 3 — тросы
0 16 мм (4 шт.); 4 — римские муфты; 5 — тележка для перевоз-
ки сегментов крыши; 6 - балка с гидравлическими домкратами
Q —50 т для демонтажа мачты (2 шт.); 7 — клети из деревянных
шпал; 8 - канатно-щековое устройство Q = J г; 9 — район укруп-
нительной сборки сегментов кровли; 10 — сегмент кровли, пере-
мещенный путем поворота за пределы радиуса действия крана;
11 - зона отделочных работ покрытия кровли; 12 — радиус дейст-
вия крана
176
Рис.5.15. Цилиндрический резервуар, монтируемый методом подращивания
поясов
а - общий вид; б - схема прикрепления стенки резервуара к домкратам, по-
мещенным на вершинах монтажных опор; в - гидравлический домкрат, приме-
няемый при вышеуказанном методе монтажа резервуаров; 1 — стенка резервуара;
2 - днище резервуара; 3 — гидравлический домкрат; 4 — монтажная опора; 5 -
рабочая площадка, 6 и 7 — подъемный захват; 8 - подкос; 9 — несущий трос;
10 — рычаги блокировки троса; 11 - основание домкрата, опирающееся на мон-
тажную опору; 12 - маслопровод^; 13 — корпус домкрата
177
тов, или во втулках на верхушках поршней домкратов (рис. Б. 15, 8 ) На
время подъема конструкции применяют блокировку тросов во втулках
на поршнях. После использования полного шага поршней домкратов при-
меняется блокировка тросов в основаниях домкратов, после чего можно
опустить поршни. Таким образом, с помощью домкратов, шаг поршней
которых составляет около 20 см, можно поднять конструкцию стенки
на высоту уже смонтированного пояса. После приваривания к поднятой
части стенки листов очередного пояса смонтированная конструкция кров-
ли и стенки целиком опирается на днище резервуара; тогда можно пере-
пасовать нижние концы тросов в положение, позволяющее поднимать
конструкцию дальше. Равномерность подъема обеспечивает применение
одного масляного насоса, питающего все домкраты. Домкраты фирмы
"Бюггвик", используемые для подъема конструкции при монтаже резер-
вуаров, имеют следующую техническую характеристику:
грузоподъемность.............................................. .... 12 т
шаг поршня.......................................................110 мм
давление масла...................................................20 МПа
собственная масса домкрата....................................... 0,025 т
диаметр подъемного троса.........................................27 мм
5.2.2. Подращивание поясов при повороте конструкции по спиральной
линии (спиральный метод). Спиральный метод монтажа стенок вертикаль-
ных цилиндрических резервуаров [49,72] был разработан и запатенто-
ван чехословацким предприятием "Краловопольска строирна" им. Кле-
мента Готвальда в Брно (рис. 5.16). К днищу резервуара приваривается
первый пояс стенки такой формы, что после монтажа его верхняя кромка
7
Рис.5.16. Последовательные стадии монтажа цилин-
дрического резервуара спиральным методом
1 - направление вращения
178
Рис.5.17. Монтаж стенкн резервуара спиральным методом
1 - ведомый ролик; 2 - ролик качения; 3 - элемент жесткости нижней
кромки стенки резервуара
образует полный виток спиральной линии. Затем по всему периметру пер-
вого пояса прикрепляются несущие ролики качения с шагом 2—3 м (рис.
5.16, б ). Масса ролика грузоподъемностью 10 т составляет 0,07 т; каж-
дый третий ролик оснащен электродвигателем мощностью 180 Вт. На
этих роликах собирается и сваривается самый верхний пояс стенки резер-
вуара. Листы верхнего пояса уложены таким образом, что их нижние
кромки после соединения образуют также полный виток спирали, соот-
ветствующий витку, образованному листами нижнего пояса (рис. 5.16,^).
Между нижней кромкой листов верхнего пояса стенки и несущими роли-
ками находятся специально изогнутые рейки швеллерного сечения (рис.
5.17). Эти рейки, прикрепленные к листам болтами, придают жесткость
нижней кромке верхнего пояса и обеспечивают равномерное распределе-
ние давления роликов на листы верхнего пояса, а также уменьшают силы
сопротивления при повороте стенки.
После окончания работ, связанных с сооружением верхнего пояса стен-
ки, в резервуарах с неподвижными крышами устанавливают несущую
конструкцию крыши вместе с обшивкой, а в резервуарах с плавающими
крышами — верхние ветровые крепления.
Последующий монтаж стенки заключается в выполнении нескольких
циклично повторяющихся операций. При параллельном включении двига-
телей электросиловых роликов верхняя часть стенки вращается на роли-
ках, и при перепаде высоты в нижнем поясе образуется "монтажное окно"
(см. рис. 5.16, 2). В тот момент, когда длина "окна" будет достаточна
для установки очередного листа стенки, ролики будут остановлены. Тогда
надо снять укрепляющую рейку с нижней кромки листа, которая на верху
окна находится уже вне роликов. Эту рейку помещают снизу "монтажно-
го окна" и вставляют очередной лист с помощью ручной лебедки, уста-
новленной внутри резервуара (рис. 5.18). После приваривания вставлен-
ного листа к верхней части стенки вновь включаются двигатели роликов,
которые вращают верхнюю часть резервуара, и указанные выше операции
179
Рис.5.18. Монтаж очередного листа стенки резервуара
Рис.5.19. Опускание верхней части стенки до стыка с ниж-
ним поясом
опять повторяются вплоть до полного окончания монтажа стенки (см.
рис. 5.16, д ). Чтобы удалить монтажные ролики и затем сварить верхнюю
часть резервуара с нижним поясом листов, надо приварить по всему пери-
метру — с наружной стороны резервуара — захватные приспособления,
соединенные болтами с двусторонней противоположной резьбой (рис.
5.19). На этих болтах верхняя часть резервуара сначала поднимается, что-
бы удалить ролики и укрепляющие рейки, а затем опускается до тех пор,
пока расстояние между нею и нижним поясом не становится достаточным
для правильной сварки обеих частей стенки.
180
По данным, полученным в ЧССР [72 ], представленный метод монтажа
цилиндрических резервуаров позволяет достичь производительности
0,030—0,035 т смонтированной конструкции на 1 чел.-ч при занятости от 6
до 20 работников, в том числе от двух до шести сварщиков.
5.3. МОНТАЖ МЕТОДОМ РУЛОНИРОВАНИЯ
Метод рулонирования был разработан в СССР, а затем в конце 50-х го-
дов его освоили в Польше.
Завод "рулонных" резервуаров познанского предприятия "Мосто-
сталь" имеет оборудование, позволяющее свертывать в рулоны стенки и
днища резервуаров максимальной шириной 12 м. Это ограничивает приме-
нение данного метода, практически он пригоден только для монтажа ре-
зервуаров вместимостью 5000 м3, которые имеют высоту стенки 12 м и
диаметр около 24 м (днище доставляется половинными частями). Техно-
логия изготовления рулонов описана в работах Г21, 75, 146 Д.
Рулоны, масса которых часто доходит до 70 т, транспортируются на
место монтажа по железной дороге или на многоосных автомобильных
прицепах. После выгрузки с транспортных средств рулон, в который свер-
нуто днище резервуара, вкатывают на песчаный фундамент и перерезают
прихватные металлические полосы. Благодаря небольшой толщине листов
днище разворачивается легко, без приложения внешних сил. Поскольку,
как правило, обе половинки днища навернуты на один рулон, чтобы не по-
вредить песчаный фундамент, вторая половинка надвигается в требуемое
положение с помощью специального захватного приспособления, смонти-
рованного на салазках (рис. 5.20).
Рулон, в который свернута стенка резервуара, устанавливается в вер-
тикальное положение с помощью автомобильного крана (рис. 5.21).
Чтобы во время развертывания уменьшить трение рулона о днище резер-
вуара, рулон устанавливается на скользящем поддоне, под которым нахо-
дится слой густой смазки. Прежде чем перерезать металлические полосы,
стягивающие листы, в рулоне надо обязательно укрепить свободную
кромку стенки; чаще всего это достигается путем приварки по всей высоте
стенки двутавра, который закрепляется оттяжками (рис.5.22).
. Для развертывания рулона на требуемый диаметр резервуара приме-
няют электролебедку или гусеничный трактор, соединенный с тросом.

Рис.5.20. Надвижка на песчаную подушку
половинки днища, развернутого из рулона
1 — песчаная подушка; 2 — половинка дни-
ща; 3 — "салазки" из металлического листа
толщиной 5 мм; 4 — винтовой зажим; 5 — трос
181
Рис.5.21. Установка в вертикальное по-
ложение стенки резервуара, свернутой в
рулон
Рис.5.22. Начальный этап развертывания стенки резервуара (виден двутавр,
подкрепляющий свободную кромку стенки)
182
Рис.5.23. Скоба для крепления тяго-
вого троса к рулону
] — наружный слой листов рулона;
2 — скоба для крепления тягового тро-
са; 3 — тяговый трос; 4 — подкладка
Рнс.5.24. Монтаж методом рулониро-
вания резервуара со щитовыми сегмен-
тами кровли
который прикреплен к рулону посредством специального захватного
приспособления, приваренного к листам; по мере продвижения работ
это захватное приспособление отрезают и приваривают в новых местах
(рис. 5.23).
Правильное расположение стенки на размеченном контуре достигается
в результате приварки по всему периметру днища ограничителей из
планок и уголков. Вследствие большой разницы в толщине нижних и
верхних поясов стенки деформируемость верхней части резервуара зна-
чительно больше, чем нижней, и поэтому верхняя кромка стенки по
мере развертывания должна укрепляться ребрами (рис. 5.22) или щито-
выми сегментами кровли (рис. 5.24). Недостаточное подкрепление верх-
ней кромки, а также вертикального монтажного стыка стенки было
причиной аварии резервуара вместимостью 500 м3 (рис. 5.25) [1451-
Для расширения области применения метода рулонирования в Польше
при сооружении резервуаров стали применять комбинированный метод
монтажа. Этот метод объединял метод рулонирования с методом укруп-
нительной сборки стенки из отдельных листов, которым сооружался
первый пояс стенки. Рулон с остальной частью стенки, выполненный из
листов, поддающихся рулонированию, устанавливается на удлинителе
и разворачивается на высоте около 1,5 м над днищем резервуара (рис.
5.26).
.В СССР стенки резервуаров вместимостью 10 000 м3 выполняются из
стали повышенной прочности. Вследствие большой массы их транспорти-
руют на строительство в двух рулонах, которые можно развертывать одним
183
Рис.5.25. Авария во время разверты-
вания стенки резервуара (V = 500 м-’)
[145]
Рис.5.26. Развертывание стенки на высоте 1,5 м над уровнем днища резер-
вуара
184
Рис.5.27. Способы монтажа стенки
резервуара из двух рулонов
а — второй рулон развертывается
после окончания развертывания пер1
вого рулона; б - одновременное
развертывание рулонов из двух раз-
ных точек; в - одновременное раз-
вертывание рулонов из одной точки
Рис.5.28. Приспособление для замыка-
ния стенки резервуара
1 — двутавровые ребра; 2 — затяжки с
римскими муфтами; 3 - шарнирное за-
крепление затяжек; 4 - замыкаемая кром-
ка стенки резервуара; 5 — монтажные швы
из трех способов, показанных на рис. 5.27. Как видно на рис. 5.27,а ,
здесь развертывание второго рулона начинается после окончания развер-
тывания первого рулона, и в принципе монтаж этим способом не отлича-
ется от монтажа, описанного выше. При использовании способа, представ-
ленного на рис. 5.27, б, доступен значительно более широкий фронт работ,
и, кроме того, элементы конструкции крыши, укрепляющие верхнюю
кромку стенки, монтируются одновременно на диаметрально противопо-
ложных сторонах, что значительно увеличивает устойчивость конструкции.
Метод монтажа, показанный на рис. 5.27, В , также увеличивает фронт
работ, но он затрудняет монтаж конструкции кровли, а иногда при этом
даже требуется спроектировать ее иначе по сравнению с типовыми реше-
ниями.
Замыкание кромки стенки резервуара и придание ее концевым участ-
кам соответствующей кривизны значительно облегчает оборудование,
представленное на рис. 5.28.
Достоинством метода рулонирования, помимо заводского выполнения
сварных швов, является значительное сокращение монтажных работ. На-
пример, монтаж днища резервуара вместимостью 5000 м^ выполняют
четыре или пять монтажников за одну восьмичасовую рабочую смену, а
развертывание рулона стенки вместе с монтажом конструкции крыши
продолжается пять-шесть восьмичасовых рабочих смен при работе шести
монтажников и использовании автомобильного крана.
В рулонах можно изготовлять сборные конструкции конических крыш,
которые в резервуарах с малыми диаметрами выполняются как самонесу-
185
щие [99 ] .В СССР ведутся также работы над приготовлением в рулонах
купольных покрытий [20].
6. МОНТАЖ СФЕРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ
Сферические одностенчатые резервуары служат для хранения под дав-
лением топливных газов и легкоиспаряющихся веществ. Сферические ре-
зервуары являются поэтому хранилищами в газовой сети или представля-
ют собой оборудование, которое входит в состав производственных линий
в химической промышленности. В зависимости от выполняемой функции
сферические резервуары будут отличаться вместимостью и рабочим давле-
нием. Резервуары, предназначенные для хранения топливных газов, име-
ют, как правило, большой диаметр, а рабочее давление не превышает в них
обычно 1 МПа. Например, один из крупнейших шаровых резервуаров для
топливного газа, построенный в 1958 г. в Вуппертале (ФРГ), имеет диа-
метр 47,3 м и эксплуатируется под давлением 0,45 МПа. Резервуары для
легкоиспаряющихся веществ имеют меньшие диаметры, чаще всего в пре-
делах 10—18 м, однако они проектируются на гораздо большее эксплуата-
ционное давление, доходящее до 4 МПа.
Кроме одностенчатых резервуаров уже несколько лет сооружаются
также двустенчатые сферические резервуары. Они предназначены для
хранения сжиженных газов при обычном давлении, но при пониженной
температуре, доходящей до 0 К при хранении сжиженного гелия или водо-
рода. Эти резервуары состоят из двух концентрических сферических
оболочек, отличающихся диаметром в пределах 2 м. Внутренняя оболочка
является емкостью для хранения продуктов, а внешняя оболочка обеспе-
чивает защиту изоляции и дает возможность создать требуемое незначи-
тельное избыточное давление в изолирующем пространстве.
Монтаж сферических резервуаров очень сложен. Это связано как с са-
мой формой оболочки, так и с допустимыми при приемке только мини-
мальными отклонениями от идеально сферической формы. Ограничение
до минимума монтажных деформаций, а также требование выполнения
сварных швов высокого качества необходимо для безопасной эксплуата-
ции резервуара при высоком внутреннем давлении и одновременном
отсутствии защиты от атмосферных воздействий, главным образом при
низких температурах.
Размеры сооружаемых в настоящее время сферических резервуаров
исключают возможность их сборки на заводах. Поэтому резервуары со-
бирают непосредственно на фундаментах. Уникальным решением было
сооружение сферической оболочки атомного реактора на расстоянии
100 м от места установки и затем ее надвижка по путям. Оболочка реак-
тора имеет диаметр 27 м и массу около 1000 т. Указанный выше способ
был применен для одновременного сооружения оболочки реактора и же-
лезобетонного здания электростанции (рис. 6.1).
В обычных условиях, как уже говорилось, сборка резервуаров проис-
ходит непосредственно на строительной площадке. При использовании
ручной сварки сборка оболочки резервуара может начинаться от эква-
ториального пояса или от нижней части. Первым способом монтируются
главным образом резервуары с диаметрами до 18 м, а вторым — резерву-
ары большего диаметра.
При сборке оболочки резервуаров, выполненной из высокопрочной
стали, монтажные скобы следует крепить непосредственно у кромки
186
Рис.6.1. Передвижка на место проектной установки оболочки атомного
реактора [90]
стального листа, т.е. в зоне, которая затем, во время сварки, будет рас-
плавлена. Не следует также применять леса, которые подвешивают на зах-
ватных приспособлениях, приваренных к листам оболочки резервуара.
Правда, это осложняет сооружение лесов, но зато исключает структурные
дефекты, которые остаются в оболочке резервуара после удаления мон-
тажных захватных приспособлений.
Часто применяется предварительная сборка двух листов оболочки ре-
зервуара, что позволяет ограничить длину швов, выполняемых в неудоб-
ных для работы положениях (в том числе потолочных). Такую сборку
ведут на специальных монтажных стендах, установленных на строительной
площадке в непосредственной близости от фундамента резервуара.
Для исключения ручной монтажной сварки в СССР разработан метод
сооружения сферических резервуаров на специальных манипуляторах,
установленных на фундаменте резервуара. Такой манипулятор, имеющий
соответствующий комплект роликов, обеспечивает поворот собранной на
нем оболочки резервуара на 360°. Поэтому сварку можно выполнить ста-
ционарным сварочным автоматом под флюсом. Недостатком метода явля-
ется точечное опирание на роликах манипулятора оболочки резервуара,
листы которой имеют прихватное соединение, в связи с чем оболочка не
имеет достаточной жесткости и при больших диаметрах резервуара местами
деформируется. Вследствие этого указанный метод применяется только
187
при монтаже резервуаров небольших диаметров. До настоящего времени
этим методом монтировались резервуары максимальной вместимости
2000 м3.
Чаще всего при сооружении сферических резервуаров в настоящее вре-
мя используют ручную монтажную сварку. Это создает необходимость для
монтажной организации иметь в своем распоряжении высококвалифици-
рованных сварщиков, так как для сооружения оболочек резервуаров при-
меняются обычно низколегированные сорта стали,. характеризующиеся
высокой прочностью (однако сваривать их гораздо труднее, чем малоугле-
родистую сталь). Обеспечение.соответствующих условий во время сварки
требует применения монтажных ограждений и даже помещения всего ре-
зервуара на время сварки под пневматической оболочкой.
Результатом поисков ограничения числа швов, выполняемых в неудоб-
ных для работы положениях, было создание так называемого метода по-
лусфер. При использовании этого метода оболочку резервуара собирают
и сваривают на уровне земли на специальных монтажных стендах, защи-
щенных от атмосферных воздействий. Монтаж полусфер оболочки резерву-
ара на фундаменте производится с помощью соответствующих подъемных
устройств; наиболее подходящие из них — козловые краны.
Этот метод рентабелен при проведении монтажа комплекса резервуа-
ров на одной строительной площадке, особенно когда в соответствии с
технологическими требованиями их надо установить на высоких фунда-
ментах.
6.1. РУЧНАЯ СВАРКА ОБОЛОЧКИ РЕЗЕРВУАРА,
СОБИРАЕМОЙ ОТ ЭКВАТОРИАЛЬНОГО ПОЯСА
Данным методом в Польше уже сооружены десятки сферических резер-
вуаров. Различия в проведении монтажа на отдельных строительных пло-
щадках были минимальными, в связи с чем при описании этого метода
можно не относить его к какому-либо конкретному объекту.
Листы, из которых состоит оболочка резервуара, поставляют на строи-
тельную площадку с подрезанными по требуемому размеру кромками.
Эта операция производится на заводе. Исключение составляют листы,
которые соединяются с верхней и нижней частями резервуара; вдоль
этого стыка должен быть оставлен припуск листа 150—200 мм, который
будет обрезан после подготовки чаш.
Если же обрезка всех кромок листов производится на площадке, то
применяются кислородно-ацетиленовые горелки, закрепленные на кон-
дукторе с механическим приводом. Поскольку каждая тепловая опе-
рация независимо от способа ее проведения уменьшает радиус кривизны
листов, желательно, чтобы отклонения при штамповке листов шли в
направлении увеличения радиуса кривизны. Перед началом подрезки
листов в зоне, находящейся на расстоянии 50 мм от намеченного конту-
ра, следует провести ультразвуковое испытание на расслоение и отбро-
сить листы, в которых во время штамповки произошло расслоение.
Резервуары, предусмотренные для монтажа этим методом, имеют
оболочку, которая чаще всего состоит из трех поясов листов и двух чаш
(рис. 6.2). Опорные стойки должны быть соединены с каждым вторым
листом экваториального пояса. Эти листы имеют приваренные на заводе
башмаки стоек. При применении данного метода монтажа сборка оболоч-
ки резервуара происходит следующим образом.
188
Рис.6.2. Деление оболочки сфери-
ческого резервуара иа пояса и чаши
/ - чаши; 2 - верхний пояс; 3 -
экваториальный пояс; 4 - нижний
пояс (для каждого из поясов :12
листов V = 605 м3, 20 листов V -
= 1500 м3)
Рис.6.3. Схема начального этапа мон-
тажа резервуара
1 - монтируемый лист; 2 - оттяжка
В горизонтальном положении стойка соединяется с ее башмаком, при-
варенным к листу резервуара. Затем вдоль кромки листа свариваются на
расстоянии через каждые 1000 мм короткие участки полосовой стали с
просверленными отверстиями; они будут служить для сборки листов с
применением монтажных скоб. К листам привариваются также захватные
приспособления для крепления консолей для лесов и на них подвешива-
ются настилы лесов. Подготовленный таким образом лист устанавливает-
ся с помощью крана на фундаменте. Лист следует расчалить тремя оттяж-
ками, которые позволяют также корректировать его положение. Между
двумя установленными листами вставляют соединяющий их очередной
лист экваториального пояса (рис. 6.3). Стыки выполняются монтажными
скобами, такими же, какие применяются при сборке цилиндрических
резервуаров (см. рис. 5.2). Монтажники работают на лесах, прикреплен-
ных к листам, которые соединены со стойками.
Следующим этапом работ является сборка нижнего пояса листов. Лис-
ты вводятся внутрь резервуара сверху и соединяются с экваториальным
поясом монтажными скобами, причем нижняя кромка листов подпирает-
ся стойками.
При сборке верхнего пояса листов большую помощь оказывает мон-
тажная мачта, установленная по оси резервуара. Смонтированный на ее
верхушке "венец" является опорой для листов во время сборки ( рис.
6.4).
Монтаж верхней и нижней чаш выполняется после окончания сварки
оболочки резервуара и после обрезки по точному размеру кромок верх-
него и нижнего поясов листов.
189
Рис.6.4. Сферические резервуары на разных стадиях монтажа
Перед тем как приступить к сварке оболочки резервуара, следует вы-
ровнять стыки всех листов (допустимо смещение соединяемых кромок
не более чем на 10% толщины листа). Во время рихтовки кромок листов
выполняются одновременно прихватные швы толщиной около 40% тол-
щины листа, расположенные через каждые 100—200 мм. После устройства
прихватных швов можно убрать монтажные скобы. Перед выполнением
корневого шва последовательно производят поверхностный долбеж пла-
менем прихватных швов и шлифовку кромок стыка в целях очистки от
антикоррозионной краски и возможных загрязнений. Перед сваркой стыки
листов подогреваются до температуры около 373 К (100°С ). Во время
выполнения очередных слоев шва следует вести текущий контроль дефор-
мации листов резервуара с помощью специального шаблона, и, изменяя
последовательность выполнения швов (с наружной и с внутренней сторо-
ны резервуара), можно корректировать деформацию оболочки в стыке.
После окончания сварки проводится рентгеновский контроль швов,
которых охватывает 100% длины стыков.
Резервуары, сооружаемые из листов толщиной свыше 25 мм, изготов-
ленных из малоуглеродистой стали, должны подвергаться отжигу для
снятия внутренних напряжений. Оболочка резервуара покрывается с
наружной стороны теплоизоляцией, выполненной чаще всего из стекло-
ваты, а к патрубку в нижней чаше резервуара подводится труба, идущая
от генератора, в котором чаще всего сжигается нефть (рис. 6.5). Хороших
результатов отжига для снятия внутренних напряжений достигают только
тогда, когда вся оболочка резервуара нагревается равномерно. Поэтому
190
Рис.6.5. Резервуар, подготовленный к отжигу для снятия внутренних напря-
жений
1 — генератор продуктов сгорания; 2 - оболочка резервуара, покрытая изо-
ляцией
над газовводным отверстием устанавливают дефлектор, который откло-
няет поток горячих газов таким образом, что они омывают всю внутрен-
нюю поверхность резервуара (рис. 6.6).
При отжиге для снятия внутренних напряжений опоры резервуара во
время этой операции должны быть подвижно соединены с фундаментами.
В противном случае в оболочку резервуара будут введены напряжения
в результате ограничения термической деформации. Например, при от-
жиге резервуара диаметром 10,5 м при температуре 873 К (600° С ) го-
ризонтальное перемещение противоположных стоек составляет 63 мм.
6.2. РУЧНАЯ СВАРКА ОБОЛОЧКИ РЕЗЕРВУАРА, СОБИРАЕМОЙ ОТ НИЖНЕГО
ПОЯСА (МОНТАЖ ГАЗОВОГО РЕЗЕРВУАРА В ЗАПАДНОМ БЕРЛИНЕ [l,88])
Резервуар, о котором идет речь, обеспечивает резерв газа в период
пиковой в нем потребности, т.е. выполняет функцию буферного резерву-
ара. Резервуар был сооружен в 1973—197’4 гг. варшавским отделением
объединения "Мостосталь". Проект резервуара и поставку конструкций
выполнили западногерманские фирмы.
Общая техническая характеристика разервуара:
диаметр........................................................ 39 320 мм
рабочее давление ............................................около 1 МПа
пробное давление........................................................" 1,4"
геометрическая емкость ........................................ 32 057 м^
номинальная емкость при давлении газа 1 МПа..................... 33 180
толщина оболочки резервуара......................................34 (+2) мм
масса конструкции....................................................1600 т
191
Рис.6.6. Схема установки для отжига резер-
вуара [17]
1 - генератор продуктов сгорания; 2 — де-
флектор; 3 — верхний патрубок; 4— изоляция
(стекловата)
Рис.6.7. Разрез газгольдера в Запад-
ном Берлине
б)
Ф 70’60’20
ф 70’70’15
М30’90
70’70’20
‘ЖЖ»
Рис.6.8. Скобы для регулирования кромок
листов [88]
а — для стягивания кромок; б, в - для
подгонки кромок
Рис.6.9. Монтаж второго
оболочке резервуара [88]
пояса
192
Оболочка резервуара опирается на 18 стоек в форме буквы V, выпол-
ненных из труб 0 609,6x10 мм. Стойки отклонены от вертикали на 9° и
примыкают к резервуару ниже его экватора..
Оболочка резервуара состоит из шести поясов и двух чаш (рис. 6.7).
Сборка оболочки проводилась начиная с листов нижнего пояса. Было при-
менено укрупнение в блоки, состоящие из двух листов, что позволило
уменьшить на 33% число швов, свариваемых в неудобном положений на
стене. Большинство листов имело положительные допуски кривизны, и
потому для подгонки их друг к другу надо было во время сборки и свар-
ки стягивать концы листов с помощью щековых устройств.
На рис. 6.8 представлено три типа монтажных захватных приспособ-
лений, служащих для подгонки кромок соединения листов. Захватные
приспособления, показанные на рис. 6.8, а., , применялись только тогда,
когда невозможно было подвести друг к другу кромки листов с помо-
щью щековых устройств. Захватные приспособления двух других видов
(рис. 6.8, 6, б ) крепятся к листам только у самой кромки, т.е. в зоне,
которая подвергается отжигу во время сварки.
Перед началом монтажных работ по оси резервуара была установлена
монтажная мачта, а также монтажные опоры, на которых проводилась
сборка и сварка листов первого пояса.
При монтаже второго пояса каждый монтажный сегмент, состоящий
из двух листов, подвешивался к мачте с помощью троса, чтобы не пере-
грузить монтажные опоры и листы нижнего пояса. Сборка второго пояса
проходила в следующем порядке:
после монтажа первого сегмента листов следующий сегмент монтиро-
вался на противоположной стороне окружности;
два очередных сегмента листов монтировались так, что окружность
резервуара оказывалась поделенной на четыре равные части;
последующие сегменты листов монтировались уже поочередно по
окружности; монтаж был начат от четвертого сегмента.
Как во втором поясе, так и в последующих поясах замыкающий лист
имел припуск шириной 80 мм, обеспечивающий возможность подгонки
на объекте. Было принято за правило, что подгонка последнего листа в
поясе производится после сварки всех нижних стыков и выполнения при-
хватных швов в горизонтальном стыке между монтируемым поясом и
поясом, расположенном ниже. Регулирование и сварка меридиональных
стыков проводились с монтажных лестниц с внутренней стороны резервуа-
ра. Внутренние подмости, служащие для монтажа, регулирования и сварки
кольцевого стыка, опирались на консоли, приваренные к листам оболочки
резервуара (рис. 6.9).
В третьем поясе каждый второй лист соединен с опорными стойками.
Стойки приварены к листам на специально выполненном монтажном стен-
де. Поэтому эти листы монтировались вместе со стойками.
Укрупненные монтажные сегменты четвертого пояса (каждый состоит
из двух листов) при сборке раскреплялись оттяжками, расположенными
с наружной стороны резервуара, и соединялись монтажными захватными
приспособлениями с ранее смонтированными листами.
При сборке листов пятого пояса использовались монтажные ригели,
которые служили не только для подпирания листов, но и для регулирова-
ния окружности пояса. Ригели были выполнены из труб диаметром
250 мм и в стыке, соединяющем их с монтажной мачтой, имели возмож-
ность регулирования длины (рис. 6.10 и 6.11). Аналогичные распорки
применялись при монтаже листов шестого пояса.
7-464
193
Рнс.6.10. Монтаж пятого пояса
оболочки резервуара с использо-
ванием монтажных распорок
1 - распорка
Рис.6.11. Резервуар в Западном Берлине во время
монтажа 111
194
Рис.6.12. Гильзы для опирания внутренних подмос- ПТ]
тей на листах резервуара
Сварка стыков поясов листов, начиная с третьего 'Aj I
пояса, требовала установки стоечных лесов как с на-
ружной, так и с внутренней стороны резервуара. Тру- хХ
бы, из которых были изготовлены леса, опирались Ж.
на листы резервуара посредством гильз, оканчиваю-
щихся соответствующими башмаками из уголков
(рис. 6.12).
Вследствие большого рабочего давления внутри
резервуара последний был предварительно напряжен путем горизонталь-
ного смещения оснований опорных стоек. Напряжение оболочки ре-
зервуара производилось следующим образом:
1) после сварки всех стыков резервуара под его опорами установили
гидравлические домкраты;
2) всю конструкцию резервуара подняли на XT домкратах, оставив од-
ну свободно свешивающуюся опору; нижний конец этой опоры был пере-
мещен на определенное расстояние с помощью болтов, закрепленных
горизонтально в фундаменте; затем конструкция резервуара была опу-
щена, и все опоры встали на фундаменты;
3) операции, описанные в п.2, повторяли 18 раз, перемещая каждый раз
одну опору.
6.3. МОНТАЖ МЕТОДОМ ПОЛУСФЕР (МОНТАЖ РЕЗЕРВУАРОВ
НА ХИМИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ "ОСВЕНЦИМ")
На этом заводе построено девять сферических резервуаров вместимо-
стью 600 м3 каждый. Они установлены в ряд на железобетонных фунда-
ментах высотой 11м. Расстояние между осями фундаментов 21м.
Для проведения монтажа и сварки в удобных и безопасных условиях
оболочку каждого из резервуаров собирали и сваривали половинками на
уровне земли на специальном шаблоне. Место сборки и сварки было защи-
щено от атмосферных воздействий перемещающейся конструкцией — сег-
ментом промышленного здания, опирающегося на тележки, установлен-
ные на путях. После односторонней сварки стыков в одной половине
оболочки резервуара указанную выше конструкцию перемещали с места
сварки, что позволяло повернуть выполняемый элемент на 180°. Для этой
цели использовали козловый кран типа"Хоярчик" грузоподъемностью 40 т
(рис. 6.13). После выполнения сварки с другой стороны полусферы обо-
лочки резервуара ее установили на фундаменте этим же самым козловым
краном.
Оборудование строительной площадки козловым краном и перемещаю-
щейся защитной конструкцией места сварки было необходимо из-за боль-
шего числа монтируемых резервуаров.
6.4. АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА РЕЗЕРВУАРА НА МАНИПУЛЯТОРЕ
Этот метод применяется только в СССР. Он обеспечивает полностью ав-
томатическую сварку резервуара под флюсом. На манипуляторе можно
сваривать резервуары вместимостью до 2000 м3 включительно [80, 81 3.
195
Рис.6.13. Монтаж сферических резервуаров методом полусфер
Рис.6.14. Монтаж алюминиевого внут-
реннего сферического резервуара в за-
щитной оболочке [44]
196
Рис.6.15. Монтаж стального внутреннего сферического
резервуара в защитной оболочке 190]
6.5. МОНТАЖ ДВУХСТЕНЧАТЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
Резервуары с двумя оболочками монтируются в основном следующим
способом. В первую очередь собирают и сваривают нижнюю полусферу
наружной защитной оболочки. Рядом на кольцевой опоре собирают и сва-
ривают оболочку внутреннего резервуара. Затем внутренний резервуар
подвешивают посредством тросов на нижней полусфере защитного резер-
вуара. Тип подъемного оборудования, необходимого для выполнения этой
операции, зависит от массы внутреннего резервуара. Если оболочка внут-
реннего резервуара изготовлена из алюминиевых сплавов, то, даже при ди-
аметре резервуара 10,6 м, можно использовать автомобильный кран (рис.
6.14).
В том случае, когда внутренний резервуар выполнен из высоколегиро-
ванной стали, для монтажа необходимо тяжелое оборудование, например
козловый кран [90].
На рис. 6.15 показан монтаж резервуара, предназначенного для хранения
этилена при температуре 168 К (— 105° С ) - Резервуар запроектирован из
197
стали типа 10'Ni-14. Его диаметр 12,4 м, толщина оболочки 9 мм. На
рисунке видна также подготовленная верхняя полусфера защитного резер-
вуара, которая была смонтирована позже.
7. МОНТАЖ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Неравномерное размещение двух основных видов энергетического
сырья — нефти и природного газа — вызывает необходимость их транспор-
тировки на значительные расстояния. Самый дешевый способ транспорти-
рования этих видов сырья — подача их по магистральным трубопроводам.
Другие современные способы транспортировки энергетического сырья
посредством танкеров с большой грузоподъемностью или специальных
судов для перевозки сжиженных газов служат только дополнением к тру-
бопроводному транспорту; танкеры представляют собой звенья, которые
соединяют магистрали, подведенные к морским портам. Благодаря ис-
пользованию танкеров и газовозов можно значительно ограничить стро-
ительство приморских трубопроводов, но на суше оптимальным решени-
ем для транспортировки энергетического сырья являются магистральные
трубопроводы. Железнодорожный транспорт в цистернах не может при-
меняться с этой целью, так как он не способен справиться с постоянно
растущими потребностями в нефти и природном газе. Строительство
магистральных трубопроводов получило большое развитие после второй
мировой войны, и в этой области был достигнут необычайно быстрый
прогресс.
Магистральные трубопроводы являются стальными конструкциями,
специфика которых заключается главным образом в следующем:
их длина составляет несколько тысяч километров (табл. 7.1);
эксплуатационное давление внутри трубы колеблется в пределах не-
скольких мегапаскалей;
трасса трубопровода характеризуется изменчивостью рельефа местно-
сти и физико-механических свойств грунта;
Таблица 7.1. Длина некоторых трубопроводов
Вид трубо- провода Название, трасса Г осударство Длина прибли- зительно, км
Нефте- "Дружба" (Альметьевск-Шведт СССР. Польша, 4500
проводы с ответвлениями к Братиславе и Будапешту) ГДР, Чехословакия, Венгрия
"Литл Биг Инч" СБомонт (Техас) Линден (Нью-Йорк)! - США 2750
Захар-Сайда (Трансарабский) Саудовская Аравия, Иордания, Сирия, Ливан 1720
Т рансаляскинский США 1289
Газопрово- Альберта-Монреаль Канада 3690
ды Оренбургский (Оренбург-Западная граница СССР) СССР 2750
Газли (Узб ССР) —Свердловск СССР 2100
Лак (Пиренеи)—Лион—Париж Франция 1500
198
трубы заглубляются в грунт, представляющий собой весьма агрессив-
ную иногда среду с точки зрения коррозии;
на трассе трубопровода имеются такие препятствия, как железнодорож-
ные насыпи, реки, болота, овраги.
Кроме того, следует добавить, что возможная авария трубопровода,
особенно предназначенного для транспортировки нефти, представляет
серьезную опасность для окружающей среды.
Из сказанного выше вытекает, что качество сооружения магистральных
трубопроводов должно быть высоким. Однако строительство затрудняет-
ся полевыми условиями работы, так как изготовление укрупненных сек-
ций труб ограничивается возможностями их транспортировки по местным
дорогам или даже по бездорожью. Следующим элементом, осложняющим
строительство, является необходимость синхронизации работы бригад
различного профиля, так как технология строительства магистральных
трубопроводов требует выполнения следующих непосредственно друг за
другом работ, связанных со сваркой труб, проверкой качества сварных
швов, антикоррозионной изоляцией труб, а также с отрывкой и засыпкой
траншей. Привлечение к работе в тяжелых полевых условиях высококва-
лифицированных специалистов, которые нужны для строительства таких
ответственных объектов, как трубопроводы, также представляет собой
проблему. Строительство магистральных трубопроводов всегда связано
с высокими темпами работ, что неизбежно вследствие необходимости
быстрого возврата больших капиталовложений, выделенных на строитель-
ство.
Чтобы справиться с перечисленными выше трудностями, необходимо
иметь высокопроизводительное специальное оборудование, пригодное
для выполнения самых разнообразных работ, которые требуется осущест-
вить при строительстве трубопроводов. Характеристика этого оборудо-
вания приведена далее при описании монтажа линейной части трубопро-
водов, за исключением тех единиц оборудования, которые непосредствен-
но не связаны с сооружением стальных конструкций (например, не дана
характеристика экскаваторов, применяемых при выполнении траншей
под трубопроводы).
Особую проблему представляет сооружение переходов трубопроводов
через местные препятствия, особенно через водные преграды. Существует
два общих решения — подводные дюкеры и надземные переходы. В насто-
ящее время предпочитают применять первое решение, так как оно более
дешевое. Воздушные переходы трубопроводов над водными препятстви-
ями применяют главным образом при необходимости перехода через гор-
ные реки с нестабилизированным и каменистым дном.
Надземные переходы трубопроводов через препятствия характеризуют-
ся большим разнообразием типов конструкций, зависящих от длины пре-
пятствия, характера его берегов, вида трубопровода (нефтепровод или
газопровод), его диаметра, а также от числа труб, переходящих через пре-
пятствие. В табл. 7.2 приведена характеристика некоторых газопровод-
ных надземных переходов, возведенных в Польше, а в табл. 7.3 даны
наиболее часто применяемые типы конструкций трубопроводных пере-
ходов.
При таком большом разнообразии типов конструкций трубопроводных
переходов невозможно подробно описать их монтаж, поэтому здесь при-
водится лишь несколько примеров, характеризующих разную технику
монтажа.
199
200
Таблица 7.2. Переходы трубопроводов через некоторые реки Польши
№ Схема (размеры, м) Диаметр трубопрово- да и толщи- на стенок, мм Эксплуатацион- ное давление, МПа Переход через реку
356x9 Одра (Вроцлав)
508x8 5,0 Сан (около Розвадова)
216x6 5,0 Одра (около Бжег-Дольны)
620x11 5,5 Сан (около Пшемысля)
720x12 5,0 Млечка-приток Вислоки (около Пшеворска)
Таблица 7.3. Наиболее часто применяемые типы надземных
переходов трубопроводов через водные препятствия
в зависимости от ширины препятствия
Схема (размеры, мм) Применение
201
Продолжение табл. 7.3
Схема (размеры, мм)
Применение

t-S 30 м — для газопроводов
20 м — для нефтепроводов
Обширный опыт прокладки -магистральных трубопроводов накоплен.
при сооружении газопровода Оренбург — Западная граница СССР протя-
женностью 2750 км, построенного с участием специалистов социалисти-
ческих стран и в том числе ПНР £109}.
7.1. МОНТАЖ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ ГАЗОПРОВОДОВ, ПРОКЛАДЫВАЕМЫХ
НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ £55 J
Часть территории Польши, где ведется подземная добыча полезных ис-
копаемых, представляет собой местности с нарушенным статическим рав-
новесием горных пород, окружающих горные выработки. Пустые ипи не-
полностью заполненные горные выработки кладут начало переходу
горных пород в динамическое состояние. Эти подвижки, начинающиеся
непосредственно вблизи от горных выработок, переносятся затем на вы-
шележащие слои и достигают поверхности земли. Движения грунта вы-
зывают возникновение дополнительных напряжений в трубах газопро-
водов, проходящих через подрабатываемые территории. Практика показа-
ла, что для строительства газопроводов в этих местностях нельзя ис-
пользовать трубы, соединенные стыковым швом; такие газопроводы пло-
хо воспринимают местные деформации основания. Большинство газопро-
водов, проходящих через подрабатываемые территории, сооружается из
стальных труб, соединяемых внахлестку с раструбами (рис. 7.1). Соеди-
нение выполняется следующим образом: после тщательной очистки по-
верхности стыка фасонный конец одной трубы вставляется в раструб вто-
рой и сильно обжимается. В случае необходимости длина раструба под-
гоняется таким образом, чтобы угловой шов оказался в том месте, где
кончается горб и начинается гладкая часть трубы. После нагрева металла
раструба кислородно-ацетиленовой горелкой до температуры около
1173К (900°С} раструб подгибается к задней части фасонного конца
присоединенной трубы. Поэтому угловой шов, выполненный электроду-
говой сваркой, представляет собой в принципе только уплотнение стыка
[551.
Газопроводы, проходящие через подрабатываемые территории, необхо-
димо дополнительно оборудовать компенсаторами. К этим устройствам
О) б)
Рис.7.1. Стальные трубы, соединяемые внахлестку с раструбами
a - перед соединением; б — после соединения
202
Рис.7.2. Сильфоииый компенсатор [55]
предъявляются разнообразные требования, в частности они должны отли-
чаться следующими свойствами:
большой компенсационной способностью;
прочностью на внутреннее давление не менее наивысшего рабочего дав-
ления газопровода;
конструкцией, обеспечивающей правильную работу при появлении
сложных напряжений от изгиба с растяжением или сжатием;
непроницаемостью, которая сохраняется даже после продолжительной
работы трубопровода;
стойкостью всех своих элементов к химически агрессивным компонен-
там транспортируемого газа.
Таким условиям отвечают только сильфонные компенсаторы (рис.
7.2). Компенсаторы, действующие по принципу изгиба элементов трубо-
провода и применяемые в надземных трубопроводах, непригодны. Эти
компенсаторы не соосны с трубой, поэтому при засыпке их споем грунта
их деформации практически оказываются незначительными.
Если горная выработка начинается под существующим газопроводом,
отключение которого ипи постановка в нем компенсаторов невозможны,
целесообразно его выкопать и отделить от земли на том участке, на кото-
ром ожидаются подвижки грунта.
Лучше, когда в таких условиях
не возникает необходимость пов-
торной засыпки откопанных участ-
ков. Если же нужно их засыпать,
то в результате соответственно
подобранного материала для за-
сыпки и обкладки газопровода
фашинами можно значительно сни-
зить трение между трубой газо-
провода и деформирующим-
Рис.7.3 Опоры надземного трубо-
провода иа подрабатываемой террито-
рии [157]
I - ролик, обеспечивающий гори-
зонтальное перемещение трубопрово-
да; 2 — регулировочные болты для
перемещения ролика 1 по вертикали
203
Рис.7.4. Переходы газопроводов под дорогами [97]
а - под дорогой, выполненный в открытой траншее; б - под железнодорож-
ными путями, выполненный методом продавливания; 1 - защитная труба; 2 -
вытяжная труба; 3 - салазки газопровода; 4 - газопровод; 5 - край препятст-
вия; 6 — переходная труба; 7 — песок или тощий бетон
204

«,«»»; 4 - 3 - .«,«« 6 -
упор несущей рамы; 7 — переходная труба
ся грунтом. В некоторых случаях целесообразно отказаться от про-
кладки газопровода под землей и установить его над землей на опорах.
Неподвижное закрепление трубы производится только на некоторых опо-
рах; с остальными он имеет подвижное соединение, что обеспечивает мень-
шую его чувствительность к неравномерной осадке опор (рис. 7.3).
7.2. ПЕРЕХОДЫ ТРУБОПРОВОДОВ ПОД АВТОМОБИЛЬНЫМИ
ДОРОГАМИ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМИ ПУТЯМИ
Автодороги и железнодорожные пути представляют собой наиболее
часто встречающиеся препятствия на трассах магистральных трубопрово-
дов. Переходы трубопроводов через эти препятствия следует выбирать
в местах, где дорога или железнодорожный путь проходят по насыпи или
на отметке, равной уровню окружающей поверхности земли (46). Соору-
жение этих переходов можно вести или в открытой траншее, что связано с
необходимостью остановки движения на дороге или железнодорожном пу-
ти, или при непрерывном движении, используя так называемый метод про-
давливания.
Конструктивные решения, применяемые для газопроводов в обоих
указанных случаях, приведены в нормах [97].
Аналогичным способом выполняются переходы нефтепроводов под ав-
тодорогами и железнодорожными путями.
При укладке газопровода в открытой траншее, например под дорогой,
его помещают в защитную трубу (рис.7.4, а), которая воспринимает
внешние нагрузки и осуществляет отвод газа, проникающего через воз-
можную аварийную трещину в швах трубопровода.
Если переход газопровода под дорогой или железнодорожными путями
надо выполнить без остановки движения на дороге или железнодорож-
ных путях, то под ними продавливается переходная труба, в которую
помещают защитную трубу, а в нее — газопровод (рис. 7.4,/У). Переход-
ную трубу можно продавливать под земляным препятствием путем воз-
действия на нее статического или ударного давления (вибрация); грунт
перед этим может быть подвергнут гидромеханической разработке. Од-
нако чаще применяют буры, с помощью которых бурят канал при одно-
временном вдавливании в него переходной трубы. При использовании
последнего метода применяют два типа оборудования. Агрегаты первого
типа, бурящие канал и вдавливающие в него трубу, упираются в верти-
кальную стенку траншеи с противоположной к препятствию стороны
(рис. 7.5). Агрегаты второго типа подвешиваются на гусеничных кра-
нах с боковыми стрелами и крепятся тросами к анкерам, выполненным
у препятствия, под которым продавливается труба (рис. 7.6).
Рис.7.6. Агрегат для продавливания
трубы, подвешенный иа крюке гусенич-
ного крана
1 — приводной агрегат шнека и про-
ходческого щита; 2 — анкер; 3 - гусе-
ничный кран с боковой стрелой; 4 -
продавливаемая труба; 5 — проходчес-
кий шит; 6 - шнек; 7 - отвал грунта;
8 - тросы крепления агрегата к анкеру
206
7.3. ПЕРЕХОДЫ ЧЕРЕЗ ВОДНЫЕ ПРЕПЯТСТВИЯ
Переходы трубопроводов через реки и каналы следует сооружать ни-
же (учитывая направление течения реки) мостов, пристаней, гидротех-
нических и водозаборных сооружений. В особых случаях польские нормы
Г 46 1 позволяют отойти от этого принципа и установить место перехода
трубопроводов выше перечисленных сооружений, однако на расстоянии
не менее чем 300 м от железнодорожных и дорожных мостов и гидротех-
нических сооружений и 1000 м от пристаней, речных вокзалов и водоза-
борных сооружений.
7.3.1. Переход газопровода под дном Вислы в районе Яблонны. Пере-
ход под дном Вислы был выполнен для газопровода, пролегающего от
польско-советской границы через Ярослав, Пулавы, Зомбки до Влоцлав-
ка.
Трубопровод имеет диаметр 400 мм и эксплуатируется при максималь-
ном давлении 2,5 МПа. В месте перехода газопровода Висла имеет ширину
около 700 м, а расстояние между противопаводковыми дамбами состав-
ляет 1100 м. Максимальная глубина при среднем уровне воды около 3 м.
Дно реки песчаное, а подвижный слой дна имеет мощность около 2,5 м.
Трубопровод было решено проложить на глубине ’3,5 м ниже уровня
дан, принимая во внимание, что углубление трубопровода на 1,5 м под
дном необходимо по правилам судоходства, а дополнительное углубление
на 2 м приняли с учетом возможности размыва дна. На всей длине дюкер
был выполнен из трубы 0406x18 мм. Большая толщина стенки трубы
была продиктована необходимостью обеспечить самопогружение трубо-
провода во время укладки его в русло реки (собственный вес трубы в
этом случае больше, чем выталкивающая сила воды).
Переход был сделан в таком месте, где в середине реки находится
остров, разделяющий ее на основное русло и затон. Наличие острова об-
легчило монтаж перехода, так как между островом и левым берегом реки
была сооружена насыпь длиной около 170 м и шириной гребня 10 м, что
позволило перемещать по ней монтажное оборудование.
На подготовленной площадке была сварена плеть газопровода длиной
около 550 м, причем со стороны реки он заканчивался вертикальным кри-
волинейным участком длиной 12 м. Вертикальная кривая отклонялась
от газопровода под углом около 30°. После контроля качества швов, а
также испытания плети на внутреннее давление ее покрыли усиленной ан-
тикоррозионной изоляцией. Она состояла из слоя битума, нанесенного в
холодном состоянии, и четырех слоев ленты из стеклоткани, покрытой с
обеих сторон горячим (жидким) битумом. Общая толщина изоляции
составила 11 мм. Для защиты изоляции от механических повреждений,
которые могут возникнуть во время погружения трубопровода, изолиро-
ванная труба была обложена деревянными рейками, прикрепленными про-
волочными хомутами. Подготовленная таким образом плеть газопровода
была уложена на платформах, установленных на заранее приготовленных
узкоколейных путях. Платформы находились на расстоянии 41 м друг от
Друга, что гарантировало безопасную работу плети, работавшей как нарез-
ная балка. Путь был наклонен в направлении реки. Платформы соединяли
стальным тросом, чтобы облегчить потом их вытягивание из воды.
Траншея в речном дне была выполнена землесосной намывной установ-
кой мощностью около 200 м^/ч. Траншея имела ширину 1,5 м и крутизну
откосов 1:5 (выше по течению) и 1:3 (ниже по течению).
207
Общая масса плети газопровода длиной 550 м составила около 110 т.
Сила, необходимая для транспортировки этого участка на платформах,
равнялась приблизительно 170 кН, а сипа, необходимая для протягивания
газопровода по дну, — 200 кН. Протягивание дюкера по дну траншеи вы-
полнялось двумя гусеничными тракторами грузоподъемностью 9 т
(90 кН) каждый. Тяговый трос был прикреплен к захватному приспособ-
лению, помещенному сразу за кривой, заканчивающей плеть. Рельеф мест-
ности на берегу реки, где работали трактора, не позволял им передвигать-
ся в направлении оси протягиваемого дюкера. Поэтому пришлось приме-
нить соответствующим образом закрепленный направляющий блок, кото-
рый сделал возможным передвижение тракторов параллельно берегу
реки. Этот блок вместе с другим блоком, прикрепленным к захватному
приспособлению на дюкере, позволил уменьшить силу, необходимую
для протягивания трубы.
После протягивания дюкера приблизительно на 80 м заканчивающая
его кривая оказалась в воде и была подхвачена плавучим краном грузо-
подъемностью Ют, который поддерживал дюкер на следующей фазе про-
тягивания. Для облегчения контроля правильности укладки дюкера в
траншее к нему были прикреплены через каждые 50 м направляющие веш-
ки высотой 7 м, выполненные из уголков. Кроме того, укладка дюкера в
траншее контролировалась водолазом и аквалангистом. Сразу же после
укладки дюкера в траншее на дне реки он был покрыт фашинным тю-
фяком и камнями.
После укладки дюкера в главное русло реки приступили к устройству
перехода через остров и затон. Траншеи были выкопаны здесь с помощью
обычной наземной техники. Сварка и укладка трубопровода в траншею
производилась обычным методом.
7.3.2. Переход нефтепровода под дном Вислы [1511. Переход нефте-
провода, подающего очищенную нефть с завода, через Вислу запроектиро;
ван под ее дном. Поскольку водоизмещение примененной трубы обеспе-
чивает ее плавучесть, было решено участок трубопровода, закупоренный
на концах, сплавить на воду, установить на поверхности реки точно над
траншеей на дне, а затем, наполняя трубопровод водой, опустить его в
траншею. Местные условия позволяли применять такую технологию ра-
бот. В месте перехода трубопровода через реку ширина реки составляла
около 510 м, пойма на правом берегу имела ширину около 200 м и была
ограничена откосом высотой около 9 м. У левого берега был затон шири-
ной около 100 м. Перед тем как приступить к сооружению перехода тру-
бопровода через реку, ц затон был намыт песок, полученный в результате
углубления и регулирования русла Вислы. Это позволило сварить на суше
перпендикулярно руслу реки участок нефтепровода длиной 1030 м. Тру-
бопровод изготовили над кромкой выемки, заполненной водой. После
проведения необходимых испытаний, устройства антикоррозионной изо-
ляции и обкладки ее деревянными рейками трубопровод был заварен на
концах заглушками и опущен в траншею. В этих заглушках были предус-
мотрены клапаны для наполнения трубопровода водой и выпуска возду-
ха. На концах плети трубопровода со стороны правого берега реки нахо-
дились захватные приспособления для закрепления двух тяговых тросов
диаметром 30 мм. Эти тросы были пропущены через блоки, находящиеся
на правом берегу реки, и присоединены к двум тяжелым гусеничным
бульдозерам, которые расходились друг от друга параллельно берегу. Для
208
Рис.7.7. Методы сплава трубопроводов через водные препятствия [158]
а - без поплавков; б с поплавками, I - тросы анкеров драги; 2 - за-
крепление оттяжек, соединяющих трубопровод с буксирами (невидимыми
на рисунке); 3 крепление поплавков к трубопроводу
209
обеспечения правильного расположения трубопровода над осью траншеи,
а также в целях предохранения трубопровода от чрезмерного изгиба за
счет течения реки, его через каждые 40 м соединяли оттяжками с плаву-
чими платформами, которые последовательно включались в работу и пере-
мещались вместе с трубопроводом, перетягиваемым бульдозерами. Эти
плавучие платформы находились выше трубопровода по течению реки,
однако применялись также предохраняющие плавучие платформы ниже
по течению — закрепленные якорями драги, в которые мог упираться
сплавляемый трубопровод (рис. 7.7,а). Когда начало плети трубопровода
достигло правого берега реки, проверили правильность его расположения
и началось наполнение его водой с обоих концов. Трубопровод при посте-
пенном отпускании поддерживающих тросов с плавучих платформ мягко
опустился на дно траншеи. Затем его покрыли фашинными тюфяками и
засыпали. Эту монтажную операцию провели в период самого низкого
уровня воды в Висле. Однако вся база строительства, находящаяся в за-
тапливаемом районе, была подготовлена к быстрой эвакуации в случае
внезапного резкого подъема воды.
Иную технологию сплава следует применять для трубопровода малого
диаметра, изготовленного из толстостенных труб, когда его водоизмеще-
ние не обеспечивает плавучести. В этом случае применяют дополнительные
поплавки (рис. 7.7,5) , которые должны быть прикреплены таким обра-
зом, чтобы их легко можно было отсоединить после наведения трубопро-
вода на ось траншеи, отрытой на дне реки. Плеть трубопровода, предназ-
наченная для сплава, сооружается чаще всего параллельно берегу реки и
затем сплавляется. Ее перетягивают несколько гусеничных кранов с боко-
выми стрелами.
7.3.3. Висячий переход теплопровода через Быдгощский канал. Быд-
гощский канал в месте перехода через него трубопровода имеет ширину
около 35 м; расстояние между фундаментами пилонов составляет 36 м.
Через канал переходят два трубопровода диаметром 660 мм. Конст-
рукция мостового перехода представлена на рис. 7.8,а.. Несущие тросы
вместе с прикрепленными к ним подвесками рам выполнены на берегу
реки. Эти рамы, а также отдельно несущие тросы помещены на барже,
заякоренной по оси мостового перехода. Затем посредством вспомога-
тельных тросов несущие тросы были подняты на пилоны. Во время подъе-
ма несущих тросов к подвескам крепились рамы. После закрепления не-
сущих тросов рамам придавалась жесткость с помощью натяжных тросов
и конструкции настила. Секции труб подавали с уровня земли, перемеща-
ли их вдоль моста с помощью троса, который был прикреплен к лебедке,
заанкеренной на берегу канала (рис. 7.8, б I, и сваривали их в проектном
положении. Сварка, следовательно, проходила в трудных условиях.
7.3.4. Висячий переход теплопровода через р. Варту в Познани [381.
Ширина Варты в месте перехода теплопровода составляет около 75 м. Че-
рез реку переходят четыре нитки трубопровода диаметром 800 мм. Пере-
ход запроектирован как висячая конструкция; средний пролет составляет
80 м, а каждый из двух пролетов равен 20 м. Трубопровод в среднем
пролете опирается на настил, подвешенный к несущим тросам; в боковых
пролетах трубопровод является самонесущим. Схема конструкции трубо-
проводного моста показана на рис. 7.9.
Монтаж моста начат с установки и расчалки пилонов. Несущие тросы
были приготовлены на левом берегу реки. Затем через верхушки пилонов
210
Рис.7.8. Мостовой переход че-
рез Быдгощекий канал
а — общий вид; б перемеще-
ние секций труб вдо моста
211
Рис.7.9. Схема конструкции мостового перехода через р. Варту в Познани
протянули буксирующие тросы, к которым были прикреплены несущие
тросы. Лебедка, натягивающая буксирующие тросы, находилась на Правом
берегу реки. Во время перетягивания несущих тросов к ним прикрепля-
лись вертикальные подвески и траверсы, соединяющие оба троса. Эти ра-
боты выполнялись с монтажной платформы, расположенной около вер-
хушки пилона с левой стороны реки (рис. 7.10). После анкеровки несу-
щих тросов на реку выносилась монтажная платформа, установленная на
четырех понтонах. На этих понтонах был установлен также козловый кран
грузоподъемностью 1,5 т.
Конструкцию несущей платформы для трубопроводов собирали на ле-
вом берегу реки. Монтажные сегменты имели длину 4,1 м. Эти сегменты
подавались автомобильным краном на платформу, смонтированную на
понтонах. Крепление платформы к подвескам происходило от правого
Рис.7.10. Монтаж сегментов моста [38]
1 автомобильный кран; 2 — козловой кран; 3 - монтажный помост; 4 -
ма на понтонах (четыре понтона размером 2,5x5.2x1 м каждый) ; 6 - помост для
212
к левому берегу реки. После буксировки понтона на место монтажа оче-
редного сегмента конструкции этот сегмент поднимали на требуемую вы-
соту козловым краном.
Трубопроводы собирали на обоих берегах реки в плети длиной свыше
60 м. Эти сегменты надвигались на катках на платформу висячего моста.
В середине пролета моста выполнялись монтажные стыки, соединяющие
участки трубопроводов, надвинутые с обоих берегов реки.
7.3.5. Висячий переход газопровода через Дунай вблизи Вены [923.
Через Дунай переходит одна нитка газопровода диаметром 420 мм. Ширина
Дуная в этом месте, включая прилегающую пойму, составляет около 300 м.
Применена висячая конструкция, показанная на рис. 7.11.
Этот переход, сооруженный в конце 50-х годов, является классическим
решением, которое служило образцом при сооружении аналогичных пере-
ходов газопроводов через водные препятствия. Такую же конструкцию
имеет сооруженный несколько позже переход газопровода через Одру во
Вроцлаве.
Условия судоходства на Дунае диктовали необходимость выполнения
перехода без применения стационарных подмостей в середине реки. Несу-
щие и натяжные тросы были протянуты через реку с помощью плавучих
платформ, оборудованных специальными подмостями (рис. 7.12). Это
потребовало прекращения движения на реке в течение двух дней по 10 ч
ежедневно. Монтаж подвесок и несущих-рам газопровода выполнялся с
тележки, подвешенной к несущим тросам (рис. 7.13). Трубопровод был
сварен на берегу и надвинут на несущие рамы.
опора из комплекта металлических бочек, наполненных воздухом, 5 - платфор-
монтажа подвесок; 7 — висячий помост (перемещаемый); 8 — несущий трос
213
Рис.7.11. Схема конструкции мостового перехода через р. Дунай под Веной
[92]
а - фрагменты разрезов и плана; б поперечный разрез судоходного пролета;
1 - газопровод; 2 - несущие тросы; 3 подвески, 4 — натяжные тросы; 5 -
катки; б — помост; 7 — трос; 8 - анкерный блок
Рис.7.12. Плавучее оборудование для протягивания несущих
тросов [92]
7.3.6. Мостовой переход трубопроводов водопроводной и тепловой се-
ти в оболочке [110]. Для перехода через реку четырех труб диаметром
820 мм городской водопроводной и тепловой сети бып запроектирован тех-
нологический переход трубопроводов в общей оболочке. Это двухъярус-
ный мост, на верхнем ярусе расположены теплопроводы, а на нижнем — во-
допроводы (рис. 7.14). Ширина реки в месте ее перехода, включая поймен-
ные территории, составляет 430 м, а ширина зеркала воды — около 90 м.
Несущей конструкцией моста является семипролетная неразрезная балка
с пролетами 45 + 60 + 60 + 100 + 60 + 60 + 45 - L -430 м.
В конструкции перехода впервые в Польше применен общий кожух
трубопроводов длиной 100 м, изготовленный из листовой стали толщиной
214
Рнс.7.13. Подвесная тележка для монтажа рам газопровода [92]
Рис.7.14. Поперечное сеченне мосто-
вого перехода водопроводных и тепло-
проводных труб в общем кожухе
6 мм, с ребрами жесткости через каждые 1,5 м из двутавра высотой
120 мм. Продольные ребра выполнены из двутавров, работающих совме-
стно с листом; их шаг соответствует местным условиям работы кожуха.
Общая масса стальной конструкции технологического моста сос-
тавляла около 620 т.
В целях сокращения сроков капитального строительства монтаж сталь-
ной конструкции проходил параллельно с выполнением железобетонных
работ, связанных с сооружением опор и контрольных камер. Монтаж про-
лета над рекой был проведен методом продольной надвижки в сочетании
со сплавом.
Укрупнительная сборка пролета общей длиной около 120 м и массой
210 т происходила на подмостях по оси моста на левом берегу реки.
Сегменты стальной конструкции длиной 12 м подавались на подмости
краном типа "Деррик" грузоподъемностью 50 т. Затем их перевозили по
направлению к реке по двум параллельным путям, уложенным на спе-
циальных подмостях. Сборка проводилась на 32 тележках по узкоколей-
ному железнодорожному пути. В соответствии с требованиями речной
администрации основание несущих балок монтажной платформы должно
215
Рис.7.15. Судоходный пролет, смонтированный на монтажном помосте. Видна
также опора, смонтированная на барже
находиться на одном уровне с гребнем дамб. Поэтому смонтированное
на путях пролетное строение было установлено на 3 м выше проектной
отметки.
Для сплава пролетного сооружения использовались две баржи грузо-
подъемностью по 100 т, на которых была смонтирована пространственная
опора высотой 11 м (рис. 7.15). Главное пролетное строение передвига-
лось с помощью лебедки грузоподъемностью 10 т, установленной на про-
тивоположном берегу. Когда пролетное строение было выдвинуто в виде
консоли за опору моста на расстояние 34 м, ее оперли на опору, смонти-
рованную на барже (рис. 7.16). Баржу передвигали со скоростью
6 м/мин, управляя тросами, прикрепленными к четырем лебедкам, сим-
метрично размещенным на обоих берегах реки. Главное пролетное строе-
ние было закреплено на временных хомутах на второй опоре на высоте
3 м над проектной отметкой.
На освобожденной монтажной платформе на левом берегу реки были
затем собраны два остальных пролета моста и сварены со средним проле-
том (рис. 7.17). Только после этого трехпролетную секцию опустили
216
Рис.7.16. Конец судоходного пролета, опертый на опоре, смонтированной
на барже
Рнс.7.17. Очередной этап монтажа мостового перехода
217
Рис. 7.18. Схема оснастки, наводящей и поддерживаю-
щей монтируемые трубопроводы
1 - наводящие стержни на устоях; 2 — опорный лист;
3 - подмости; смонтированные на барже; 4 - электроле-
бедка Q = 3 т; 5 - анкерный блок
Рис.7.19. Подготовленная площадка монтажа трубопроводов
218
Рнс.7.20. Монтаж второй аркн
на железобетонные опоры. Эту операцию выпопнили восемь гидравлических
домкратов. Одновременно была демонтирована монтажная платформа.
На правом берегу реки пролеты моста собирали на уровне земли и под-
нимали с помощью тяжелых самоходных кранов.
7.3.7. Арочный переход теплопровода через Быдгощский канал, смон-
тированный с помощью вертолета [1261. На Быдгощском канале с по-
мощью вертолета смонтирован переход трех труб теплопровода диамет-
ром 318 мм. Пролет арки составляет 42 м, а ее стрела подъема равна
5,2 м. Расстояние между трубами 60 см; они соединены платформой, ко-
торая связывает всю конструкцию. Каждая арка конструкции представ-
ляет собой двухшарнирную арку с затяжкой.
Решение применить для монтажа вертолет было принято вследствие
экономичности этого метода в данном случае. При обычном монтаже (с
применением самоходных кранов "Коулз Центурион") нужно было бы
выполнить значительный объем земляных работ, связанных с нивелиро-
ванием откоса, а также улучшить подъездной путь кранов к месту мон-
тажа.
Наиболее существенным элементом в принятой схеме монтажа было
обеспечение устойчивости арок до момента соединения их платформой.
219
Поднять две спаренные арки было невозможно, так как масса одной арки,
составляющая около 7,05 т, находилась в пределах максимальной в дан-
ных атмосферных условиях грузоподъемности вертолета типа Ми-6А.
Для обеспечения устойчивости арок в середине канала была заякорена
баржа, на которой смонтировали поддерживающие подмости, состоящие
из четырех стержней (рис. 7.18 и 7.19). На устоях была сооружена наводя-
щая конструкция, состоящая из четырех стержней высотой 1,5 м. После
сооружения первой арки для улучшения наведения конструкции на одном
из устоев смонтировали опорный лист, который ограничивал горизонталь-
ное перемещение арки во время наведения ее на опоры. Во избежание
опасности защемления арки опорный лист смонтировали только на устое
с противоположной стороны от направления подхода вертолета к месту
монтажа. Установка второй арки на опорах показана на рис. 7.20.
Сравнение затрат на сооружение трубопроводного перехода показало,
что при применении традиционного метода, вследствие значительного
объема земляных работ стоимость монтажных работ была уменьшена до
800 тыс. злотых.
7.4. МОНТАЖ АРКТИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ
Арктическими принято называть трубопроводы, расположенные север-
нее 60-й параллели. Основными факторами, характеризующими особенно-
сти арктических трубопроводов, являются климатические и грунтовые
условия в районах их прокладки.
Строительство трубопроводов в арктических условиях имеет еще срав-
нительно короткую историю. Первым из них был, видимо, надземный
трубопровод "Канал Систем" среднего диаметра на трассе Норман-Уэлс—
Фербенкс (Аляска), построенный во время второй мировой войны.
В начале 50-х годов в том же районе построен подземный трубопро-
вод Хейнс—Фэрбенкс, при сооружении которого был выполнен большой
объем земляных работ в условиях вечной мерзлоты. Гидравлические
испытания этого трубопровода в условиях Крайнего Севера дали положи-
тельные результаты.
В СССР первые газопроводы в вечномерзлых грунтах сооружены в на-
чале 60-х годов. В частности, можно отметить экспериментальный газо-
провод Мессояха—Норильск (диаметром 500 мм), построенный за
Полярным кругом.
В Западной Сибири в 1965 г. закончено строительство газопровода
Игрим—Серов и нефтепровода Шаим—Тюмень.
В 70-х годах началось строительство магистральных трубопроводов
большого диаметра, работающих под большим давлением. Среди них сле-
дует указать построенные в СССР трубопроводы диаметром 1220 и
1400 мм и длиной несколько тысяч километров, в частности газо- и неф-
тепроводы из центральных и северных районов Тюменского региона, а
также из района Печоры в промышленные центры Западной Сибири, в
центральную европейскую часть страны, а также в страны Западной
Европы.
В Западном полушарии в 1974—1977 гг. построен трансаляскинский
трубопровод, после чего началось сооружение крупной системы газопро-
водов в Канаде.
Открытые месторождения нефти и газа на просторах Арктики открыва-
ют огромные перспективы строительства арктических и приарктических
220
Рис.7.21. Трасса трансаляскинского нефтепровода (план
и вертикальный профиль); жирной линией показан нефте-
провод, точками 1 — 12 обозначены насосные станции
Северный
леообитый океан
трубопроводов. Они обусловливают необходимость
поиска современных решений в области как кон-
струкций трубопроводов, так и методов их монта-
жа. Проблемы строительства арктических трубо-
проводов будут рассмотрены на примере транс-
аляскинского трубопровода.
7.4.1. Общая характеристика трансаляскинско-
го нефтепровода. Трансаляскинский трубопровод
пролегает от нефтеносного района Прадхо-Бей на
побережье моря Бофорта (Северный Ледовитый
океан) до расположенного на юге Аляски порта
Валдиз (в заливе Аляска). Трасса трубопровода
длиной 1289 км показана на рис.7.21.
Диаметр трубопровода составляет 1220 мм.
Для его строительства применены трубы из стали
с пределом текучести 422-492 МПа и толщиной стенки 11,7 мм на рав-
нинных участках и 14,3 мм на горных участках, где возникает необходи-
мость повышения рабочего давления в трубопроводе.
Более чем на половине своей длины (676 км) трубопровод располага-
етя над землей на стальных опорах. Надземное устройство использовано
на 123 участках длиной от 48 км до нескольких сот метров там, где грунт
становится нестабильным при оттаивании в летние периоды или под влия-
нием эксплуатационной температуры системы.
На участках общей длиной 605 км трубопровод проходит на стабиль-
ных грунтах, в связи с чем эти его части располагаются под землей и при
их прокладке применяются традиционные решения.
На трех участках общей длиной около 6 км к югу от р. Юкон, а также
на нескольских более коротких участках в северной части трубопровод
пролегает под землей в нестабильных грунтах, что потребовало искусст-
венного замораживания грунта. Это дорогостоящее решение оказалось
необходимым, поскольку надземное расположение трубопровода на ука-
занных участках было невозможным (пересечения с автострадами, пути
миграции северных оленей, поймы рек).
221
Трансаляскинский трубопровод проложен в регионе, характеризуе-
щемся следующими климатическими условиями:
температура воздуха зимой составляет около — 50°С, причем за счет
сильных ветров эквивалентная температура достигает — 80°С, в то вре-
мя как летом температура равна примерно +21 о С;
толщина снегового покрова в южной части и в горах превышает 7,5 м.
На северных окраинах арктической пустыни Норт-Слоуп толщина снегово-
го покрова не превышает 1,1 м, однако вследствие сильных ветров обра-
зуются наносы высотой до 1,8 м.
Условия строительства в самом общем виде можно охарактеризовать,
указав, что трансарктический трубопровод пересекает 20 больших рек,
300 ручьев, три горных хребта высотой 1440 м (перевал Атигун), 990 м
(хребет Аляска) и 840 м (перевал Томпсон), а также районы с тундровой
и лесной растительностью и с повышенной сейсмической активностью
(Денали-Фолт).
В этих условиях стоимость перевозки материалов, оборудования и
людей составила около 25 % всех затрат на строительство трубопровода.
Полная стоимость строительства трубопровода достигал 8 млрд. долл.
Производительность трубопровода при работе двенадцати насосных стан-
ций составляет свыше 325 тыс. м^ /сут.
7.4.2. Монтаж надземных участков трансаляскинского нефтепровода.
На надземных участках трубопровода применена балочная система трапе-
цеидальной конфигурации, схема которой приведена на рис. 7.22. Такая

Рис.7.22. Трапецеидальная конфигурация надземной час-
ти трубопровода
1 - анкерная опора; 2 - промежуточные опоры через
15 21м
222
рис.7.23. Общий вид анкерной опоры
/ — трубопровод; 2 - теплоизоля-
ция; 3 ~ трубчатая свая; 4 - тепло-
изоляция над опорным гнездом; 5 -
горизонтальная рама, соединяющая сваи
Рис.7.24. Общий вид промежуточ-
ной опоры
1 - трубчатая опора; 2 - попереч-
ная балка; 3 - трубопровод; 4 - тепло-
изоляция; 5 - резиновый буфер (огра-
ничитель) на трубчатой опоре; 6 — огра-
ничитель (деревянный брус) на кольцах,
закрепляющих трубопровод в подвиж-
ном гнезде; 7 - радиатор (см. рис.
7.26); 8 — направления возможного
перемещения трубопровода
схема обеспечивает компенсацию продольных перемещений за счет
температурных воздействий перемещениями в поперечном направлении.
В середине пролетов между опорами установлены трубчатые компенсато-
ры. Расстояние от поверхности земли до низа трубы составляло обычно
0,9 м, что одновременно исключало возможность образования снежных
наносов и неблагоприятного влияния на грунт тепла, излучаемого про-
текающей по трубе нефтью. Однако имеются участки с уменьшенным
(до 0,6 м) или увеличенным (до 3,6 м) расстоянием от земли до низа
трубы вследствие изменений рельефа местности.
На трассе трансаляскинского нефтепровода использовались как
неподвижные (анкерные), так и промежуточные подвижные опоры,
причем в обоих случаях в качестве опор применялись Н-образные рамы.
Неподвижные опоры представляют собой пространственные рамы с
четырьмя стойками (рис. 7.23), а промежуточные опоры — плоские
рамы с двумя стойками (рис. 7.24). Основным элементом опор обоих
типов являются трубчатые стойки (вертикальные сваи) диаметром
460 мм и толщиной стенки 9,5 или 12,7 мм. Длина свай изменяется в за-
висимости от грунтовых условий и в среднем составляет 7,2—8,4 м, а в
некоторых случаях достигает 15 м.
223
460 ММ
Рис.7.25. Опорная свая трубопровода с двумя
термическими трубками
7 - ствол радиатора; 2 — ребра радиатора (см.
рис. 7.26); 3 - бетонная заглушка; 4 - поверх-
ность земли; 5 - термические трубки; 6 - стекаю-
щий конденсат аммиака; 7 — стенка трубы (сваи);
8 - заполнение грунтом
Рис.7.26. Радиатор (разрез)
При прокладке на сезонно оттаивающих грунтах, теряющих при этом
свою несущую способность, возникала необходимость искусственного за-
мораживания грунта вблизи свай. Эта задача была решена путем приме-
нения так называемых "термических трубок". Их действие основано на
удалении тепла из грунта в зимний период с тем, чтобы создать вокруг
сваи глыбу замерзшего грунта большой массы, которая предохранит
грунт от размораживания в течение летнего периода. Термические труб-
ки, использованные в опорах трансаляскинского нефтепровода, пред-
ставляют собой герметичные трубки длиной 10,8—19,8 м, внутренним
диаметром 37,5 мм и толщиной стенки 6,25 или 18,75 мм, выполненные
из термообработанной (низкотемпературный отпуск) стали. Термическая
трубка наполнена хладагентом, в качестве которого использован безвод-
ный аммиак. В каждой свае установлено по две термические трубки
( рис. 7.25). Для повышения теплообмена между термической трубкой
и атмосферным воздухом на верхушках трубок установлены радиаторы
из прессованного алюминия. Диаметр радиатора составляет 272,5 мм,
длина — 1,2—1,8 м, причем ребра имеют толщину 3,1 мм в месте соедине-
ния с трубой и 1,55 мм на наружных концах (рис. 7.26).
Когда температура наружного воздуха ниже температуры грунта, жид-
кий аммиак, находящийся в нижней части термической трубки, начинает
испаряться. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки и там конденси-
руются. Охлажденный конденсат паров аммиака стекает по стенкам труб-
ки, охлаждая сваю и через нее — расположенный вокруг нее грунт. Описан-
224
Рис.7.27. Общий вид надземного участка нефтепровода
ный цикл испарения и конденсации аммиака повторяется до тех пор, пока
температура нижней части термической трубки не будет ниже температуры
ее верхней части. Общий вид нефтепровода с радиаторами, установленны-
ми на верхних частях трубчатых опор, показан на рис. 7.27.
Достоинством описанного решения является его функционирование
без внешних источников энергии, а отсутствие каких-либо подвижных
деталей исключает необходимость ремонта и контроля. Следует лишь пре-
дохранять радиаторы от ударных воздействий, которые могут происхо-
дить во время строительства трубопровода. Радиатор — наиболее чувстви-
тельный элемент конструкции, поскольку от его правильного функциони-
рования зависит эффективность замораживания грунта. По предваритель-
ным оценкам срок службы термических трубок должен составить не ме-
нее 30 лет.
К опорам, где трубопровод крепится к сваям, привариваются консоли.
На них опирается горизонтальная опорная рама, длина которой в продоль-
ном направлении составляет 1,8 м. К этой раме крепится анкерный блок
с гнездами, в которые укладывается труба. Расстояние между такими ан-
керными опорами составляет от 240 до ЙО м.
Для промежуточных подвижных опор размещение свай в поперечном
направлении определялось в зависимости от возможных поперечных пере-
мещений трубопровода при изменении температуры воздуха, а также с
учетом динамических перемещений при землетрясениях.
На основе проведенного анализа предусмотрено применение семи типов
поперечных балок длиной от 3,15 до 6,60 м, причем более короткие балки
устанавливались близ анкерных опор трубопровода.
Поперечные балки соединялись с опорными связями посредством труб-
чатых консолей, надеваемых на сваю (рис. 7.28). Трубопровод опирается
на поперечные балки через гнезда, покрытие снизу слоем тефлона с козф-
1/4 8 -464
225
Рис.7.28. Крепление поперечной
балки к опорным сваям (общий вид
и деталь соединения)
Рис.7.29. Схема промежуточной
опоры, применяемой в сейсмически
активных районах
1 - теплоизоляция; 2 — трубопро-
вод; 3 — резиновый буфер (ограни-
читель) ; 4 — опорная стойка; 5 —
направление перемещения; 6 — по-
верхность земли; 7 - радиатор; 8 —
поперечная балка
фициентом трения 0,10, что обеспечивает перемещение трубы на расстоя-
ние до 3650 мм вследствие термического удлинения, а также до 660 мм
вследствие сейсмических воздействий.
Промежуточные опоры запроектированы так, чтобы исключить
возможность удара трубы о сваю при ее боковых перемещениях Исключе-
ние в этом случае могут составлять только динамические перемещения
при землетрясениях. Для предотвращения воздействия таких нагрузок
на сваи на участках трубопровода, проходящих через сейсмические райо-
ны, на сваях с помощью специальных колец крепятся резиновые ограничи-
тели ( рис. 7.29).
В зависимости от длины секций трубопровода расстояние между про-
межуточными опорами составляет от 15 до 24 м. Для установки свай под
опоры трубопровода в грунте устраивались скважины диаметром 600—
650 мм (при диаметре сваи 460 мм). Различные грунтовые условия на
226
Рис.7.30. Устройство для выдавливания складок на по-
верхности сваи (схема и составные детали)
1 — гидравлический насос с двигателем внутреннего сго-
рания; 2 — трос (от стрелы самоходного крана); 3 - мас-
лопроводы; 4 — вспомогательный цилиндр; 5 — водно-пес-
чаная суспензия; 6 - устройство для выдавливания скла-
док; 7 — внутренний цилиндр в свободном состоянии; 8 —
вертикальные элементы с ребрами, выдавливающими
складки; 9 — наружный цилиндр
трассе трубопровода обусловили применение различных методов буре-
ния и различного оборудования. Для бурения скважин в скальных и мерз-
лых гравийных грунтах использовались станки ударного бурения, а в
мерзлых илистых и глинистых грунтах — шнековое буры. В случаях, ког-
да оттаивающий грунт заиливал скважину, установка сваи производилась
при одновременной выборке грунта с помощью шнекового бура.
Установка свай в скважины производилась с применением автомобиль-
ных кранов. Свободное пространство между стенками сваи и скважины
заполнялось водно-песчаной суспензией или цементно-песчаным раство-
ром, причем выбор заполняющего материала зависел от грунтовых усло-
вий. В мерзлых грунтах, как правило, применялась водно-песчаная эмуль-
сия, а в остальных случаях — цементный раствор. Застывающее (замерзаю-
щее) заполнение скважины подвергалось виброуплотнению.
Во избежание выталкивания сваи при замерзании грунта на ее наружной
поверхности предусматривалось устройство кольцевых складок. Эту опе-
рацию следовало выполнять в течение суток после заполнения скважины
эмульсией до ее схватывания.
Складки на поверхности сваи выдавливались с помощью специального
устройства, вводимого внутрь сваи (рис. 7.30). Оно состояло из двух кон-
центрических закрытых цилиндров. Между поверхностями цилиндров раз-
мещалось восемь вертикальных элементов с ребрами. Внутренний
цилиндр может увеличивать свой диаметр при сжатии его в вертикальном
направлении. На поверхности наружного цилиндра имеются отверстия,
через которые проходят ребра двух элементов, расположенных между ци-
линдрами (рис. 1.30,3). С помощью такого устройства на трубе сваи мож-
но выдавливать складки, выступающие на 18,75 мм и расположенные по
вертикали через 30 см.
При установке свай требовалась высокая точность — отклонение от вер-
тикали не более 1 % и сдвиг по горизонтали не более 75 мм. После устрой-
227
Рис.7.31. Монтаж термических трубок в опорных сваях
(общий вид и способ подвески термической трубки иа тро-
се самоходного крана)
Рнс.7.32. Подъем плети трубопровода, сваренной между опорными сваями
228
Рис.7.33. Монтаж опорных гнезд под трубопровод
<ства свай производилась установка термических трубок (рис. 7.31), а
затем — приварка колец, поддерживающих консоли поперечных балок.
Способ монтажа поперечных балок был обусловлен методом установки
трубопровода на опорах. При этом использовали три метода.
1. На первой стадии строительства трубы сваривали в секции, которые
затем поднимали над сваями и укладывали на предварительно смонтиро-
ванных поперечных балках. Такая технология требовала полной останов-
ки движения вдоль трассы трубопровода из-за ограниченной ширины до-
роги, в связи с чем от этого способа укладки труб пришлось быстро отка-
заться.
2. Секции труб длиной 18 или 24 м, сваренные на полигонах укрупни-
тельной сборки, укладывали на деревянных шпалах между опорными сва-
ями и сваривали в плети длиной 300—450 м. Подъем такой плети
трубопровода осуществляли гусеничные краны с боковой стрелой, уста-
новленные через каждые 30—45 м. Одновременно с помощью автомо-
бильных кранов производился подъем поперечных балок, которые уста-
навливались на приваренные к сваям консоли (рис. 7.32). Установка
опорных гнезд и плетей трубопровода на поперечных балках осуществля-
лась двумя способами:
сначала опирание плети на поперечные балки производилось через под-
кладки, после чего плеть снова поднимали, крепили к ней опорные гнезда
и после удаления подкладок опускали на поперечные балки плеть трубо-
провода вместе с гнездами (рис. 7.33);
опорные гнезда монтировались одновременно с установкой поперечных
балок на консоли, приваренные к сваям, после чего на них опускалась
сваренная плеть трубопровода. В этом случае исключалась дополнительная
операция по подъему и опусканию плети.
Различия способов монтажа трубопровода были обусловлены необходи-
мостью обеспечения высокой точности при посадке его на определенное
место поперечной балки. В этих условиях первое из указанных решений,
несмотря на большую трудоемкость, обеспечивало более высокую точ-
ность.
229
Установленная плеть надз мной части иефте-
Рис.7.34,
провода
Рис.7.35. Опирание нефтепровода
на грунт (схема и общий вид участка
нефтепровода, уложенного иа грунто-
вой подсыпке)
1 - теплоизоляция, 2 — трубо-
провод; 3 - кольцо для закрепления
трубопровода в гнезде; 4 — подвиж-
ное гнездо; 5 - стальной лист; 6 -
бетонная плита; 7 - насыпь (гравий)
230
3. Сварка труб производилась на предварительно смонтированных
поперечных балках, на которых на подкладках устанавливались и времен-
но крепились секции трубопровода. По окончании сварки трубу поднима-
ли с подкладок, устанавливали гнезда на поперечных балках и опускали
на них плеть трубопровода.
Участок смонтированного трубопровода показан на рис. 7.34.
Весьма сложную задачу представляло размещение трубы в определен-
ном с помощью компьютера месте на поперечной балке. Допуски на пере-
мещения составляли по несколько сантиметров и зависели от характерис-
тик участка трассы и температуры во время монтажа. Резкие и значитель-
ные изменения температуры, а также многочисленные искривления тру-
бопровода, обусловленные трапецеидальной конфигурацией его трассы,
вызывали температурные деформации (расширение и усадка) трубы,
следствием которых были ее горизонтальные перемещения на поперечных
балках.
В зимний период горизонтальные перемещения превышали 600 мм. По-
этому установка трубопровода в определенных точках на поперечных
балках производилась со смещением в так называемую "холодную сто-
рону", т.е. внутрь изгиба.
Положение трубы на поперечной балке определялось В каждом случае
в зависимости от ее ширины и температуры монтажа с одновременным
учетом допускаемых отклонений. Эти допуски были тем выше, чем боль-
ше было расстояние между анкерными опорами трубопровода.
В районе Денали-Фолт, характеризуемом высокой сейсмической актив-
ностью, необходимо было предусмотреть опоры, обеспечивающие значи-
тельно большие перемещения трубопровода, чем это позволяют опоры,
описанные выше. Поэтому здесь были применены так называемые грун-
товые опоры — длинная гравийная насыпь, на которой перпендикулярно
оси трубопровода уложены бетонные фундаментные плиты, покрытые
стальным листом. Трубопровод опирается на эти плиты с помощью сколь-
зящих опор (рис. 7.35). Такое решение обеспечило возможность гори-
зонтальных перемещений трубопровода до 6 м, а также перемещений в
вертикальной плоскости до 1,5 м.
7.4.3. Монтаж подземных участков нефтепровода. При строительстве
трансаляскинского нефтепровода основным методом производства зем-
ляных работ было дробление грунта с помощью взрывов и последующая
отрывка траншеи обычными экскаваторами. Перед укладкой трубы в
траншею её дно покрывали слоем подсыпки (15 см), которая характери-
зовалась определенной твердостью и крупностью (не более 25 мм), и уп-
лотняли трамбовками с двигателем внутреннего сгорания. У края тран-
шеи из доставленных с полигона укрупнитепьной сборки секций сварива-
ли плети трубопровода длиной до 90 м, которые поднимали кранами с
боковой стрелой. Поскольку укладка теплоизоляции предусматривала
предварительный подогрев трубы, опускать трубу в траншею можно было
только после ее остывания. Уложенную в траншею плеть трубопровода
покрывали защитным слоем из того же материала, что и подсыпка, причем
выше верха трубы толщина защитного слоя составляла не менее 30 см.
На защитный слой укладывали слой засыпки высотой 45 см и крупностью
не более 15 см, а затем грунт из выемки или скальные обломки размером
не более 30 см (рис. 7.36).
Стыки между отдельными плетями трубопровода выполнялись в тран-
шее ручной сваркой по способу "верх—низ".
231
4
3
1
5
2

Рис.7.36. Подземная укладка нефте-
провода
1 - трубопровод; 2 - подсыпка;
3 — защитный слой; 4 — засыпка; 5 —
антикоррозионная анодная
отдельных местах)
защита (в
ис-
Рис. 7.37. Укладка нефтепровода
кусственно замороженном грунте
1 - засыЛка; 2 - защитный слой; 3 -
трубопровод; 4 — теплоизоляция; 5 — под-
сыпка; 6 - трубы системы замораживания
1
2"
з-
4"
5-
в
вгньт Ядра

в
На участках, где применялось искусственное замораживание грунта,
использовались аналогичные методы отрывки траншеи, а также укладки
подсыпки, защитного слоя и засыпки. Различие состояло лишь в длине
укладываемой в траншею плети. В рассматриваемом случае максимальная
длина плети; при которой наносимая на трубу теплоизоляция оставалась
неповрежденной, составляла 48 м. После укладки трубы в траншею близ
ее кромок сваривались трубы системы замораживания, которые затем
опускались на слой подсыпки по обеим сторонам трубопровода (рис.
7.37). Диаметр этих труб, заполняемых рассолом в качестве хладагента,
составлял 150 мм. Станции замораживания размером 11,4x3,9 м, работаю-
щие на электроэнергии, располагались вдоль трассы трубопровода.
7.4.4. Переходы трансаляскинского нефтепровода через водные прегра-
ды. Примерно 70 рек и ручьев, через которые проходит трубопровод,
можно отнести к числу достаточно крупных водных преград. Большинст-
во переходов трубопровода через водные преграды предусмотрено под
дном рек, а примененные при этом технические решения можно отнести
к разряду традиционных. Следует лишь отметить, что во многих случаях
сварка трубопровода производилась на льду, покрывающем реки, что
обеспечило возможность применения тех же методов ведения монтажных
и сварочных работ, что и на линейных частях трубопровода. Далее с по-
мощью кранов с боковой стрелой плети опускались в проделанные про-
руби.
В связи с особыми грунтовыми условиями и характером рек в тринад-
цати случаях выполнены надводные переходы, характеристики которых
представлены в табл. 7.4. Девять переходов выполнены в виде балочного
моста со сплошным металлическим пролетным строением с применением
типовых пролетов 54 м.
Фрагмент такого моста через р. Коюкук показан на рис. 7.38. Опоры
моста выполнены из железобетона, а пролетное строение — из стальных
сплошностенчатых балок, раскрепленных связями в горизонтальной и
вертикальной плоскостях. Монтаж таких мостов не вызвал никаких
затруднений.
232
Таблица 7.4. Общая характеристика воздушных переходов
через водные преграды на трассе трансаляскинского нефтепровода
Водная преграда Ширина, м Тип моста Пролет моста, м
Река Атигун 162 Балочный 3x54
Безымянный ручей 18 1x54
Река Детрич 78 •• 2x54
" Коюкук (средний 120 •* 3x54
рукав) Река Хэммонд (южный 81 *• 2x54
рукав) Река Коюкук 144 »» 3x54
" Юкон 600 Коробчатый 2x96 и 4x123
•' Таталина 16 Балочный 1x54
" Шоу 39 ** 1x54
" Танана 240 Висячий 360
" Гулькана 0 Арка с затяжкой 120
" Тазлина 114 висячий 195
Зато к числу оригинальных конструкций можно отнести переход через
р. Гулькану, представляющий собой арку с затяжкой пролетом 120 м и
подъемом 24 м (рис. 7.39). Мост запроектирован с учетом следующих
условий эксплуатации и нагрузок:
колебания температуры воздуха от —51° до+38°С ;
скорость ветра 45 м/с;
нагрузка от нефтепровода 1812 кг/м;
возможность землетрясения с ускорением 0,38q, скоростью распро-
странения волн 0,2 м/с и подвижками грунта 13 см;
нестабильный грунт близ устоев моста, требующий замораживания.
Кроме того, в связи с необходимостью перевозки конструкции моста
на значительное расстояние, а также трудными условиями местности мост
пришлось разделить на отправочные элементы небольших размеров, обес-
печивающих возможность их доставки по воздуху самолетом "Бо-
инг-747".
Каждая из балок (затяжек) мостового перехода опирается на верти-
кальную трубу диаметром 1220 мм и высотой 6 м, которая покоится на
восьми сваях длиной 15 м, собранных из стальных труб диаметром
457 мм. Береговые устои были выполнены следующим образом: на бере-
гах реки отрывали котлованы глубиной около 8 м, в которых бурили
скважины диаметром 600 мм и глубиной 15 м. В скважины вводили сваи
трубы диаметром 457 мм, а пространство между стенками сваи й скважи-
ны заполняли водно-песчаной суспензией.
На боковой поверхности свай выдавливались складки по методу, опи-
санному в п.7.4.2. Затем в конструкции обоих устоев на глубине 12 м
установили по восемь термических трубок, а оголовки свай перекрыли
стальным листом, на который устанавливали основной элемент опирания
балок моста — стальную трубу диаметром 1220 мм.
С помощью шести подкосов, выполненных из стальных труб диаметром
457 мм, нагрузка с трубы передается на сваи, причем вверху эти подкосы
привариваются к трубе диаметром 1220 мм, а внизу — к плите, лежащей
на сваях (рис. 7.40), строго по осям свай.
Трубы диаметром 1220 мм заполнялись бетоном, а вся стальная конст-
рукция, на которую опирались балки моста, подвергалась обетонировке.
233
1Ш
Рис.7.38. Мостовой переход из типовых
секций пролетом 54 м
Рнс.7.39. Мостовой переход через р. Гулькану
1 - термические трубы
234
«I
Рис.7.40. Монтаж мостового перехода через замерзшую р. Гулькану
1 - главный опорный элемент (труба Ф 1220 мм); 2 - подкосы - трубы ди-
аметром 457 мм (опорная конструкция перед обетонированием); 3 - монтажные
опоры
в результате которой был получен береговой устой размером 6хЗхО,9 м.
Конструкции моста доставили в виде 50 отправочных элементов общей
массой 250 т. Их монтаж был облегчен благодаря наличию толстого слоя
льда (1,8 м), сковавшего реку, в связи с чем монтажные приспособления
можно было безопасно устанавливать и перемещать по льду. Вся конст-
рукция перехода была сварена на опорах, установленных по оси пролет-
ного строения (см. рис. 7.40}.
Сплошные балки перехода, т.е. затяжки арок, раскреплены поперечными
балками и решетчатыми связями. На поперечных балках с шагом 12 м ус-
тановили опорные гнезда трубопровода, причем в этих же местах к бал-
кам крепились подвески арок.
Плеть трубопровода длиной, равной пролету мостового перехода, была
сварена на берегу, поднята гусеничными кранами с боковой стрелой и за-
тем надвинута на мост с помощью лебедки грузоподъемностью 60 т, рас-
положенной на противоположном берегу.
Другим интересным воздушным переходом через водную преграду яв-
ляется висячий мост пролетом 360 м через р. Танану (рис. 7.41}. Пилоны
высотой 51 м имеют решетчатую конструкцию с болтовыми соединения-
ми. Два несущих кабеля, каждый из которых состоит из двух тросов
диаметром 69 мм, заанкерены в бетонных блоках высотой 11,4 м. Коле-
бания трубопровода при воздействии ветра гасятся с помощью двух
боковых кабелей (так называемых ветровых кабелей).
Монтаж конструкции был начат с устройства фундаментов и установ-
ки на них пилонов. Несущие кабели подняли на пилоны и перебросили
через реку с помощью вспомогательных тросов. Во время переброски
несущих кабелей к ним прикрепляли вертикальные подвески, попереч-
235
Рис.7.41. Висячий мостовой переход через р. Та-
иаиу (схема конструкции, принципиальная схема и
общий вид законченного мостового перехода)
/ — несущие кабели; 2 — ветровые тросы; 3 -
трубопровод; 4 - подвески; 5 - тросовые связи
несущих кабелей с ветровыми тросами и ветровых
тросов с трубопроводом
ные связи, а также элементы их соединения с вспомогательными троса-
ми. Эту операцию производили с рабочей площадки, установленной на вер-
шине пилона. Монтаж поперечных балок осуществлялся с тележки, под-
вешенной к несущим кабелям и перемещаемой в последовательные рабо-
чие положения с помощью системы тросов (рис. 7.42). Эти балки служат
опорой для настила, на котором уложен трубопровод. Настил представ-
ляет собой проволочную сетку, которая была доставлена в рулонах и
236
Рнс.7.42. Монтаж поперечных балок
Рис.7.43. Монтаж настила
1 - рулон проволочной сетки;
2 — монтажный деревянный нас-
тил
9-464
237
Рис.7.44. Монтаж плети трубо-
провода на висячем мостовом пе-
реходе
1 - сварочный пост на пилоне;
2 — подбеска плети к крюкам
крана
Рис.7.45. Висячий мостовой переход через
р. Тазлииу (схема н общий вид законченного
перехода)
1 — несущий кабель; 2 - ветровые тросы;
3 — трубопровод; 4 — подвески; 5 — тросо-
вые связи ветровых тросов с несущим кабелем
и трубопроводом
238
разворачивалась монтажниками с деревянных рабочих подмостей (рис.
7.43}.
Монтаж трубопровода производился путем надвижки отдельных его
плетей. Плети поддерживались кранами с боковой стрелой, расположенны-
ми на берегу за пилоном, и приваривались к плетям, уже надвинутым
в пролетное строение. Сварочный мост располагался на конструкции пило-
на (рис. 7.44). Перемещение плети трубопровода осуществлялось с помо-
щью лебедки.
Другой висячий переход трубопровода через р. Тазлину имеет пролет
195 м. Высота А-образных пилонов составляет 27 м (рис. 7.45). К единст-
венному несущему кабелю прикреплены подвески с кольцевыми хомута-
ми, поддерживающими трубопровод. Меньшие, чем в предыдущем случае,
пролет и высота конструкции позволили значительно упростить монтаж-
ные работы, причем дополнительным фактором, обусловившим снижение
трудоемкости монтажа, оказался достаточно толстый лед (60 см), по-
крывший реку в период выполнения основного объема монтажных работ
и обеспечивший безопасное перемещение по льду людей и оборудования.
Переход трубопровода через р. Юкон — самую большую реку Аляски
(шириной 600 м) — выполнен по автодорожному мосту. Мост имеет шесть
пролетов — крайние по 96 м и средние по 123 м, причем ширина проезжей
части составляет 9 м. Несущая конструкция моста имеет коробчатое сече-
ние, а трубопровод расположен сбоку от мостовой балки в специальном
корыте, лежащем на консолях, приваренных к этой балке.
Секции трубопровода сваривались на проезжей части моста, после чего
плеть опускалась в проектное положение.
8. МОНТАЖ ОПОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТРАНСПОРТНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
В различных отраслях промышленности применяется весьма разнооб-
разное транспортное оборудование, которое можно встретить на техноло-
гических линиях. Из этой большой группы оборудования, иногда очень
различного как с точки зрения конструкции, так и назначения, чаще всего
применяются мостовые краны и ленточные транспортеры. Они обеспечи-
вают внутренний транспорт на производственных предприятиях многих
отраслей промышленности.
Опорные конструкции для мостовых кранов являются неотъемлемым
элементом конструкций промышленных зданий или эстакад, а поэтому
их монтаж следует рассматривать вместе с монтажом всего объекта.
Монтаж опорных конструкций ленточных транспортеров, применяемых
как для горизонтального, так и для вертикального транспорта сыпучих
материалов, выполняется следующим образом. Если транспортеры, соеди-
няющие промышленные объекты, проходят на значительной высоте над
уровнем земли, то их устанавливают на так называемых бункерных эста-
кадах, которые по размерам своих пролетов и массе иногда равны мосто-
вым конструкциям.
Например, на металлургическом комбинате "Катовице" пролеты глав-
ной бункерной эстакады,по которой шихта подается в домну, имеют про-
лет до 80 м и массу почти 200 т. Если добавить, что отметка установки та-
кого пролета составлят около 46,5 м, то становится ясным, насколько сло-
жен монтаж конструкции такого типа.
239
Другим транспортным оборудованием, часто применяемым на про-
мышленных предприятиях, являются козловые краны. Правда, они не от-
носятся к стальным строительным конструкциям, но их монтаж обычно
ведут строительно-монтажные организации-Поэтому в настоящем разделе
даны три примера монтажа этих кранов. Технические параметры совре-
менных больших козловых кранов ставят их в ряд уникальных объектов,
монтаж которых требует оригинальных решений и специального оборудо-
вания. Для обоснования этих утверждений можно привести наиболее
общую характеристику козлового крана, смонтированного недавно в
сухом доке судостроительной верфи в Гдыне:
пролет ригеля портала...........................................153 м
высота от уровня земли до крюка тележки.......................... 73 "
грузоподъемность крана.......................................... 900 т
общая масса крана......t....................................... 3500 "
Для богатых углем южных районов Польши в качестве опорных конст-
рукций транспортного оборудования применяются башенные надшахт-
ные копры. Эти конструкции достойны внимания не только благодаря
своей высоте, нередко доходящей до 80 м, и массе, достигающей 5000 т,
но также и в связи с оригинальной технологией их монтажа. Уже свыше
десяти лет башенные надшахтные копры монтируются близ ствола
шахты, что дает возможность одновременно проходить ствол и монти-
ровать стальную конструкцию башни. Затем полностью смонтированная
башня передвигается в проектное положение над шахтным стволом.
Хотя опорные конструкции транспортных устройств отличаются боль-
шим разнообразием, их монтаж производится обычно в аналогичных
специфических условиях, которые создает действующее производствен-
ное предприятие. Специфика заключается прежде всего в наличии ограни-
ченной строительной площадки. Тенденция к сокращению инвестицион-
ных циклов, очень правильная с хозяйственной точки зрения, ведет к
тому, что на строящемся или реконструируемом промышленном предпри-
ятии одновременно ведутся строительно-монтажные работы на располо-
женных близко друг к другу объектах. Кроме того, промышленные пред-
приятия сооружаются часто на основании документации, доставляемой
некомплектно и с опозданием, поэтому иногда возникают противоречи-
вые ситуации, требующие изменения первоначально принятой технологии
монтажа. Опорные конструкции транспортного оборудования монтируют-
ся чаще всего вместе с самим транспортным оборудованием. Если, напри-
мер, в результате задержки в поставке оборудования будет передвинут
срок монтажа их опорной конструкции, то темп работ на соседних объек-
тах данного предприятия может также вызвать необходимость изменения
первоначального метода монтажа. Другая трудность, часто возникающая
на действующих промышленных предприятиях заключается в невозмож-
ности установки на строительной площадке крана, который мог бы вы-
полнить данный монтаж простым способом. Это связано или с состоянием
имеющихся дорог внутри предприятия (их шириной, радиусом поворо-
тов) , или с требованием проведения непрерывного производственного
процесса на предприятии, который мог бы нарушить кран, работающий
рядом с действующими объектами.
Влияние местных условий на технологию сооружения объектов можно
проследить на сопоставлении трех приведенных ниже примеров монтажа
бункерных эстакад.
240
Трудности, возникающие при проведении монтажных работ на дейст-
вующих промышленных предприятиях, вынуждают к тому, что при мон-
таже опорных конструкций транспортного оборудования иногда следует
отойти от общепринятых методов монтажа и искать индивидуальные
решения, подходящие к данным местным условиям. Например, для мон-
тажа бункерных эстакад иногда используют домкраты, прикрепленные
к конструкции здания, к которому присоединяются эстакады. Так посту-
пили при монтаже балки транспортеров у здания главного агломерацион-
ного цеха металлургического комбината "Катовице". Иногда транспорт-
ное оборудование целиком проектируют как самомонтирующееся, ис-
пользуя, например, опоры портала для монтажа его ригеля. Такое решение
иллюстрирует пример монтажа портального крана грузоподъемностью
500 т, сооруженного на судоверфи им. Парижской коммуны в Гдыне.
8.1. МОНТАЖ БУНКЕРНЫХ ЭСТАКАД
8.1.1. Главная бункерная эстакада доменного цеха металлургического
комбината "Катовице" [79]. Эстакада является опорной конструкцией
ленточного транспортера, подающего шихту в домну. Ширина ленты
транспортера 2000 мм, а его максимальная производительность дости-
гает 2120 т транспортируемой шихты в 1 ч. Большое различие в длине
пролетов эстакады (рис. 8.1) связано с тем, что она проходит над различ-
ными объектами доменного цеха.
Основными элементами конструкции балки являются А-образные
трубчатые опоры, а также свободно опертые на них пространственные
решетчатые пролеты. Каждый пролет состоит из двух вертикальных боко-
вых ферм, связанных на уровне верхних поясов решеткой, а на уровне
нижних поясов — ростверком и совместно работающим с ним настилом.
Вертикальные несущие фермы запроектированы с раскосами, пересекаю-
щимися посредине высоты, и со стойками, проходящими через образован-
ные таким образом узлы (рис. 8.2). Такой тип решетки позволил относи-
тельно легко выполнить монтажный стык, проходящий вдоль решетки в
середине ее высоты. Этот стык был необходим вследствие транспортных
габаритов сегмента балки. Высота главной фермы в осях поясов составля-
ет 3,8 м, а ширина эстакады — 6м (рис. 8.3). Основным положением про-
екта было сохранение одинаковой высоты пролетов независимо от рас-
стояния между ними. В связи с этим пришлось применить дополнительное
подкрепление в пролетах 80 м. Шпренгель ломаного очертания (с двумя
стойками) выполнен из сварных двутавров.
Также из сварных двутавров изготовлены пояса несущих ферм, а рас-
косы выполнены из уголков.
Балки эстакады являются пространственными системами, в попереч-
ном сечении геометрически переменными, поэтому для повышения их
Рис.8.1. Схема бун-
керной эстакады домен-
ного цеха на металлурги-
ческом комбинате "Ка-
товице”
241
Рис.8.2. Схема продольной балки пролетом 80 м
1 - ось монтажного стыка
Рис.8.3. Разрез бункерной эста-
кады
жесткости применены промежуточные и торцевые рамы, выполняющие
роль диафрагм. Узлы опирания продольных балок (рис. 8.4) воспринима-
ют не только вертикальные реакции на колонны, но также переносят про-
дольные усилия, составляющие около 200 т, которые возникают в резуль-
тате натяжения ленты транспортера, разности температуры и прогиба ба-
лок эстакады. Осевая сила с нижних поясов ферм передается на фунда-
мент привода ленточного транспортера.
Стенки и галерея эстакады покрыты трапециевидными листами, защи-
щенными стойкими антикоррозионными покрытиями.
Перед началом монтажных работ на строительной площадке была про-
ведена укрупнительная сборка конструкций балок и колонн, доставлен-
ных в виде отправочных элементов. 4 Укрупнение балок пролетом 80 м
должно было проходить на подмостях, высота которых позволяла монти-
ровать шпренгель под нижним поясом. Собранная балка пролетом 80 м ве-
сила около 200 т, что при необходимости подъема ее на высоту 46,5 м де-
лало невозможным монтаж на уровне земли листов ограждения галереи,
а также транспортера. На рис. 8.5 показан монтаж пролета главной балки
( I ==80 м) тремя кранами "Скай Хоре". Со стороны более высокой ко-
лонны пролет поднимали два крана посредством траверсы, а со стороны
более низкой колонны можно было применить только один кран. По оси
эстакады виден на уровне земли собранный очередной пролет, подготов-
ленный к монтажу.
242
Рис.8.4. Узел опирания про-
дольных балок эстакады
2Мн
8.12. Эстакада агломерацион-
ной фабрики металлургического
комбината "Катовице" [45]. Схе-
ма эстакады предстаалена на рис.
8.6. Продольные балки имеют ши-
рину 10,8 и высоту 4,16 м. На эс-
такаде установлены три ленточ-
ных транспортера.
Первоначальный проект органи-
зации монтажа предусматривал
укрупнительную сборку отдель-
ных пролетов балки на уровне
земли и их монтаж кранами "Скай
Хоре". Такая технология работ
требовала выделения строитель-
ной площадки размером 6000 м2.
Однако оказалось, что территория, непосредственно прилегающая к месту
монтажа эстакады, должна быть интенсивно использована другими органи-
зациями, сооружающими соседние объекты. В связи с этим изменили тех-
нологию монтажа балки — запроектировали ее подъем гидравлическими
домкратами.
Монтажные работы проходили в следующем порядке (рис. 8.7). В гори-
зонтальном положении была собрана качающаяся колонна (по оси D ),
а над ней — пролеты C—D и D— Е (фаза f). На продольных балках
эстакады установили два ленточных транспортера. Далее установили мон-
тажные порталы и к их ригелям подвесили стальные тросы, по которым
поднимались гидравлические домкраты. Общая масса укрупненных для
подъема элементов составляла 500 т; сюда входили следующие элементы:
две балки эстакады Z=36 м (2x175 т)........................... 350 т
качающаяся колонна Н-28 м.....................................38 "
конструкция двух ленточных транспортеров......................60 "
вспомогательная конструкция...................................52 "
Две балки эстакады и подвешенная к ним качающаяся колонна подня-
ты на одном конце на высоту 36,15 м, а на втором — на высоту 12,2 м.
Подъем конструкции был выполнен 24 гидравлическими домкратами
типа "Бюггинг", поднимающимися по 24 стальным стержням сечением
50x50 мм.
Работа этих домкратов основана на принципе совместного действия
двух пар щек: в то время как одна пара зажата на стержне, другая пара
поднимается вверх на 100 мм и зажимается на нем. Затем освобождается
зажим первой пары щек, которые тогда можно переместить вверх. Таким
образом, домкраты "карабкаются" вверх по стержням и поднимают мон-
тируемую конструкцию.
После подъема пролетов установили колонну по оси С , после чего
можно было опереть балки эстакады на проектных опорах.
243
Рис.8.5. Монтаж продольной балки тремя кранами ’’Скай Хоре”
244
Рис.8.6. Схема бункерной эстакады агломерационного цеха металлурги-
ческого комбината ’’Катовице”
1 - отделение смешивания шихты; 2 — железобетонный тоннель; 3 — зда-
ние агломерационного цеха
Рис.8.7. Схема монтажа бункерной эстакады
1 - рельсовый путь; 2 - монтажная мачта; 3 - подвешенная качающаяся
колонна; 4 — связи; 5 — подвеска; 6 — ригель; 7 — подкос
245
1 - место укрупнительной сборки пролетов Т-ЗУ;
2 — автомобильные краны на опорах; 3 — стойки кров-
ли; 4 - монтажный путь для перемещения пролетов;
5 — балка перекрытия; 6 — здания, соединяемые мос-
том
Остальные два пролета /1 — 3 и 6 — С (см. рис. 8.6) подняли
на опоры с помощью двух автомобильных кранов типа "Коулз".
8.1.3. Транспортерная галерея на шахте "Пяст" [25 J . Транспортерная
галерея соединяет два здания, отдаленные друг от друга на 40 м. Мост
состоит из параллельно расположенных свободно опертых четырех проле-
тов и представляет собой пространственную ферму (рис. 8.8), которая
имеет квадратно-поперечное сечение со стороной 3,4 м. Масса каждого из
пролетов составляет 31 т. Опоры пролетов установлены на высоте+12,92
и +23,93 м. Эту конструкцию можно было бы отнести к средним как по
размерам, так и по трудности монтажа. Однако несущие пролеты требова-
лось поместить над зданием теплораспределительного узла, из-за чего бы-
ло невозможно непосредственно установить пролеты на их проектных
опорах.
246
Рис.8.9. Монтаж пролета транспор-
терной галереи на шахте ”Пяст” ( в
глубине виден пролет, передвинутый
в проектное положение)
Наиболее простым решени-
ем монтажа пролетов оказа-
лось их поперечное перемеще-
ние по монтажному пути. Про-
леты были поочередно собра-
ны у боковой стены теплорас-
пределительного узла, затем
подняты двумя кранами типа
"Коулз", установлены на те-
лежках и по монтажному пути
перевезены над зданием рас-
пределительного узла
(рис. 8.9).
8.2. МОНТАЖ КОЗЛОВЫХ КРАНОВ
8.2.1. Козловой кран Q =
= 500 т на судоверфи им. Па-
рижской коммуны в Г дыне
[78]. Козловой кран имеет
статическую схему трехшар-
нирной рамы и решетчатую
конструкцию. Техническая ха-
рактеристика козлового кра-
на:
пролет ригеля портала..........
полная высота крана до оголовка портальною крана 50,56
высота до основания ригеля портала............................ 43
грузоподъемность двух тележек крана .......................... 2x250/60 т
грузоподъемность портального крана............................ 30/5 "
общая масса крана................................................ 1350 "
в том числе:
масса моста ригеля............................................ 215 "
масса жесткой опоры......................................... 256 "
масса качающейся опоры......... . .......... ............ 165 "
Заводские стыки конструктивных элементов сварные, а монтажные
стыки — заклепочные.
Строительная площадка была ограничена размерами 220x120 м, так
как кран монтировался на действующей судоверфи. Небольшие размеры
территории, предназначенной для сборки и монтажа конструкции, ослож-
няли работу и создавали необходимость размещения склада конструкций
в отдаленном месте. Зато положительным моментом оказалась возмож-
ность сборки конструкции на бетонной плите, которую в будущем пред-
полагалось использовать как площадку для сборки элементов корпусов
судов.
Укрупнительная сборка опор портала проводилась на монтажных де-
ревянных клетях высотой 3—4 м. Высота клетей была продиктована высо-
247
Рис.8.10. Схема подъема опор козлового краиа [78]
а — подъем жесткой опоры; б - подъем качающейся опоры; 1 — порталь-
ная мачта; 2 - вспомогательная мачта; 3 — электролебедки; 4 - жесткая
опора; 5 — качающаяся опора; 6 — оттяжки жесткой опоры; 7 — распорки;
8 — противовес качающейся опоры; 9 — уравновешивающий полиспаст;
10 — монтажный шарнир, заменяющий на время подъема опоры рельсовые
тележки
той конструкции монтажных шарниров, которыми на время подъема опор
в вертикальное положение были заменены тележки мостового крана. Для
сборки конструкции опор использовали краны типа "Коулз".
Сборка ригеля мостового крана происходила по оси, смещенной при-
мерно на 40 м от оси сборки опор. Мост собирали на монтажных клетях
высотой 1,2 м. Перед подъемом моста на нем был смонтирован кран Q —
=30/5 т.
На собранной конструкции жесткой и качающейся опоры смонтиро-
вали технологическое оборудование, которое включало следующие основ-
ные элементы:
248
Рис.8.11. Жесткая опора во время подъема
конструкцию, подкрепляющую качающуюся опору;
монтажные шарниры, заменяющие рельсовые тележки;
верхние монтажные кронштейны (служащие для подъема моста) вмес-
те с двенадцатироликовыми полиспастами;
конструкции систем уравновешивания нагрузки и стабилизации моста
во время его подъема;
шарнирные узлы с домкратами для наведения моста на оголовки опор
портала.
Кроме того, опоры перед подъемом были оснащены кабелями и элек-
рооборудованием.
249
Дли монтажа козлового крана запроектировали специальное оборудо-
вание, а именно:
портальную мачту грузоподъемностью 190 т и высотой 60 м (она сос-
тояла из двух решетчатых спаренных колонн);
вспомогательную мачту высотой 28 м (она служила дли монтажа пор-
тальной мачты, а также дли снятия нагрузки с жесткой опоры на первой
фазе ее подъема);
четыре электролебедки грузоподъемностью Юте барабанами для на-
матывания троса диаметром 32 мм и длиной около 1000 м.
Для подъема жесткой опоры применяли портальную мачту высотой
60 м (рис. 8.10, а и 8.11). Опору поднимали с помощью двух систем по-
лиспастов, каждый из которых состоял из шести роликов и электролебед-
ки грузоподъемностью 10 т. Чтобы сделать возможным поворот во время
;ъема, нижние концы опор были оперты на шарниры, которыми замени-
.1.. ходовые тележки мостового крана. Опорная конструкция этих шарни-
ров была подкреплена решетчатыми распорками. Во время подъема жест-
кой опоры ее потребовалось разгрузить тросовой системой, прикреплен-
ной к вспомогательной мачте.
Подъем качающейся опоры был произведен полиспастами, прикреплен-
ными к монтажному подкосу на верхушке жесткой опоры. В этом случае
также применяли разгружающую систему (рис. 8.10, <7 ).
После установки опор в вертикальное положение их подняли гидрав-
лическими домкратами, удалили монтажные шарниры и на их место уста-
новили ходовые тележки.
Перед подъемом моста (ригеля мостового крана) его передвинули при-
близительно на 40 м, так что он оказался в поперечной оси портала. Пере-
мещение моста было выполнено на салазках, применяемых для спуска
судов на воду. Для подъема моста вместе с краном использовали системы
полиспастов с четырьмя электролебедками грузоподъемностью Ют.
Была применена также система разгрузки моста (рис. 8.12 и 8.13).
Допустимое отклонение моста от продольной оси составляло 200 мм. Для
наведения моста на оголовки колонн применяли гидравлические домкра-
ты грузоподъемностью 200 т. После подъема конструкции моста и закреп-
ления ее на опорах использовали портальный кран Q — 30/5 т для мон-
тажа ходовых тележек мостового крана грузоподъемностью по 250 т
каждая. Масса этих тележек 235 т, что исключало возможность подъема
их вместе с мостом,
8.2.2. Козловой кран Q — 900 т на судоверфи им. Парижской комму-
ны в Гдыне £22 , 1621. Козловой кран обслуживает сухой док; основные
его размеры даны на рис. 8.14. Общая масса крана составляет около
3500 т, а его основные составные элементы имеют следующую массу, т:
главная ферма с тележками........................................2130
жесткая опора...................................................... 385
качающаяся опора................................................... 240
В области производства и монтажа крупных козловых кранов специа-
лизируется, в частности, финская фирма "Коне", которая поставила упо-
мянутый выше кран в Г дыню. Монтаж козловых кранов на судоверфях
обычно несложен, так как чаще всего на строительную площадку можно
доставить морским путем полностью изготовленный на заводе мост (рис.
8.15) и его опоры. Эти элементы подводят к берегу на понтонах и переме-
щают на сушу гидравлическими домкратами, прикрепленными к консо-
250
Рис.8.12. Схема подъема моста ригеля крана [78] (вид сбоку и план)
1 — кран; 2 — мост; 3 — разгружающие полиспасты; 4 — блоки разгрузки
моста; 5 - балласт, стабилизирующий систему во время подъема моста; б -
предохранительные оттяжки крана; 7 — электролебедки; 8 — внутренняя оттяжка
качаюшейся опоры; 9 — то же, жесткой опоры; 10 — наружная оттяжка жесткой
опоры; 11— стабилизирующие тросы
251
Рис.8.13. Мост в завершающей
фазе подъема
Рис.8.14. Схема козлового крана
252
Рис.8.15. Мост (ригель) козлового кранл во время буксировки на понтоне [22]
Рис.8.16. Гидравлические домкраты,
служащие для перемещения моста коз-
лового крана с понтона на берег [22]
Рис.8.17. Монтаж козлового крана методом выталкивания двумя монтажными
мачтамн [22]
253
10-464
254
Рис.8.18. Очередные этапы соединения моста ригеля крана с колоннами опор [22]
7 — боковая временная опора; 2 — ходовая система крана; 3 — ригель крана; 4 — вспомогательная тележка; 5 — на-
клонный спуск для установки конца второй стойки вместе с вспомогательной тележкой на ходовой системе
Рис.8.19. Опорная конструкция монтажных мачт [22]
1 — сборная стена монтажной мачты; 2 — раскосы и
стойки, перпендикулярные к сборной стенке мачты, соеди-
няемые болтами во время наращивания мачты; 3 - гидрав-
лические домкраты; 4 - устройство закручивания гаек на
несущих болтах; 5 - несущие болты; 6 - несущая балка;
7 нижняя опора
лям на берегу (рис. 8.16). Фирма "Коне" разработала очень интересный
метод монтажа козловых кранов (рис. 8.17). Мост крана поднимается
двумя решетчатыми мачтами с помощью системы гидравлических дом-
ратов. К обоим концам моста подвешены на шарнирах опорные стойки.
Нижний конец одной из стоек шарнирно соединен с ходовыми тележками
крана, нижний конец второй стойки находится на вспомогательной тележ-
ке. Последовательные этапы соединения моста ригеля крана со стойками
опор показаны на рис. 8.18. Во время подъема моста нижние концы стоек
опор приближаются друг к другу, и конец стойки, опирающийся на вспо-
255
Рис.8.20. Конструкция устройства для закручивания гаек на не-
сущих болтах [22]
1 - гидравлические домкраты; 2 — рычаг; 3 — несущий болт
могательную тележку, наводится по наклонному спуску на ходовую систе-
му крана.
Напор ветра на поднимаемую конструкцию воспринимается шестью
системами полиспастов; четыре из них перпендикулярны продольной оси
моста, а две остальные находятся в плоскости этой оси.
Очень интересное решение было принято относительно наращивания и
подъема монтажных мачт. Они состоят из пятиметровых сегментов. Две
параллельные друг к другу стенки сегмента мачты поставляются как гото-
вые сборные конструкции, а две остальные стенки монтируются на строи-
тельной площадке из раскосов и стоек, соединяемых на болтах.
Монтажные мачты установлены на опорной конструкции, оснащенной
подъемным оборудованием (рис. 8.19). Гидравлические домкраты опи-
раются на траверсы, соединяющие оголовки стоек опорной конструкции.
Домкраты расположены внецентренно относительно несущих болтов, к
которым снизу подвешена несущая балка, являющаяся опорой для мон-
256
Рис.8.21. Несущая балка для подъема мачты [22]
а — продольный разрез; б — план; в — поперечные разрезы; 1 —
консоль для опирания основания пояса мачты; 2 — опора для пере-
мещения консоли; 3 - вырезы в опорах консолей для пропуска
вертикальных фасонок пояса мачты при опускании несущей балки;
4 — закрепление несущих болтов; а - положение во время подъема
мачты; Ь - положение во время опускания несущей балки
тажной мачты во время ее подъема. Домкраты выдвигают с одной сторо-
ны устройство для закручивания предохранительных гаек на несущих
болтах (рис. 8.19 и 8.20). Основания болтов мачты опираются через кон-
соли на две параллельно расположенные несущие балки. Каждая балка
имеет двуступенчатое поперечное сечение (рис. 8.19 и 8.21).
Наращивание мачты происходит путем подведения снизу ее очередных
сегментов в то время, когда несущие балки находятся в верхнем положе-
нии. Вершина боковой стены мачты вводится погрузчиком между обеими
стенками несущей балки. Оголовки поясов монтажной мачты имеют ши-
рину 400 мм, а ширина оснований поясов составляет 600 мм (рис. 8.22).
Следовательно, оголовок пояса свободно помещается между консолями
несущей балки, и ее можно с помощью болтов соединить с основанием
опертого на несущих балках сегмента мачты. Нижняя кромка монтиру-
емого сегмента мачты опирается на нижнюю опору. Поэтому можно опус-
тить несущие балки, перемещая к их середине консоли, на которые опира-
ется мачта. Это необходимо, так как ширина основания голов мачты боль-
ше расстояния в свету между консолями. Вертикальные фасонки, нахо-
дящиеся у оснований голов, проходят через канавки, выполненные специ-
ально с этой целью в опорах консолей (см. рис. 8.21). Когда несущие бал-
257
ки находятся ниже нижних опор, консоли вновь перемещаются в рабочее
положение, на них опираются основания поясов, закладываются раскосы и
нижние стойки в стенках, перпендикулярных двум сборным стенкам мач-
ты, и тогда можно начинать очередной цикл подъема мачты.
8.2.3. Козловой кран на агломерационной фабрике металлургического
комбината им. В.И. Ленина в Кракове С 23 1. Козловой кран имеет ригель
в виде призматической оболочки и оборудован тележкой грузоподъем-
ностью 30 т (рис. 8.23). Расстояние между опорами составляет 72,6 м, а
общая длина моста (вместе с консольными частями) — 130,6 м. Высота
жесткой опоры, считая головки рельса пути до головки рельса грейфер-
ной тележки, составляет 18 м, а аналогичная высота качающейся опоры
равна 26,5 м. Мост-оболочка выполнен из специальных листов толщи-
ной 10—14 мм и имеет продольные и поперечные ребра.
258
Рис.8.23. Козловой кран на агломерационной фабрике метал-
лургического комбината им. В.И. Ленина в Кракове. Вид жесткой*
опоры
Между ходовыми рельсами монтируемого козлового крана находится
несколько инженерных сооружений. Монтажные работы осложнялись
также большой разностью высот установки обеих опор. Из-за этого
монтаж кранового моста проводился на высоких подмостях. Такие
подмости, высота которых соответствовала проектной отметке нижней
кромки моста, были выполнены из коробчатых стальных балок (рис.
8.24, а ) и решетчатых стоек (рис. 8.24, В). Вследствие указанных
препятствий на оси монтируемого козлового крана шаг колонн подмос-
тей был неодинаковым и колебался в пределах от 6,5 до 31,5 м. Сегмен-
ты конструкции моста подавались на подмости с одного места (у конца
подмостей) автомобильным краном. Затем эти сегменты перемещались
вдоль подмостей монтажным козловым краном, установленным на под-
мостях. Сегменты моста опирали на так называемые монтажные седла
(рис. 8.24,гГ).
Монтаж моста-оболочки на подмостях позволил легко придать ему тре-
буемую монтажную стрелку выгиба.
8.3. МОНТАЖ НАДШАХТНЫХ КОПРОВ
Тип применяемых надшахтных копров, их статическая схема и конст-
рукция зависят от числа отделений в стволе шахты и от типа подъемного
устройства.
Рис.8.24. Разрезы элементов монтажных под-
мостей
а — разрез балки; б — разрез монтажной
платформы; в — вид и разрез стойки; I - де-
ревянный помост; 2 — монтажные седла; 3 —
путь монтажного козлового крана
Рис.8.25. Шахтный копер на шахте ’’Клодава”
Для обслуживания стволов шахт с одним отделением строят копры,
состоящие из направляющего ствола и опорного подкоса (рис. 8.25). Бло-
ки тросов находятся в оголовке копра, а приводное устройство — в от-
дельном здании. Подкос установлен в направлении равнодействующей на-
грузок тросов.
Стволы шахт с двумя отделениями оборудуются так называемыми
козловыми копрами. Их конструкция состоит из двух подкосов и направ-
ляющего ствола, только частично нагружающего подкосы. Надстройка
копра представляет собой обычно отдельную конструкцию, загружающую
.подкосы (рис. 8.26).
260
Рис.8.26. Шахтный козловой копер
A - A
на шахте ’’Зофьювка”
Введение многоканатных подъемных устройств вызвало принципиаль-
ное изменение конструкции надшахтных копров. Двухканатные машины
еще можно устанавливать в строениях около копра, однако машины четы-
рехканатные и более надо помещать только на верхушке копра по оси
ствола. Такие копры называются башенными (рис. 8.27), а их высота
иногда достигает 80 м.
Монтаж каждого из указанных выше типов копров можно осуществ-
лять разными методами. Ниже приведены наиболее характерные примеры.
8.3.1. Копер на шахте "Клодава" [69]. Схема конструкции копра пред-
ставлена на рис. 8.25; масса ее составляет около 220 т.
На рис. 8.28 представлена схема монтажа копра. На собранный направ-
ляющий ствол опирается конструкция подкоса и надстройки, соединенная
шарнирно со стволом. Для подъема копра применена падающая стрела
высотой 24 м, соединенная с конструкцией подкоса. Подъем копра произ-
веден четырьмя полиспастами грузоподъемностью по 50 т. Тяговые кана-
ты, прикрепленные к подкосу и падающей стреле, соединены с полиспас-
тами посредством распределительных балок (рис. 8.29). Каждый полис-
паст был соединен с электролебедкой грузоподъемностью 10 т. В ходе
подъема подкоса, выполняемого путем поворота на шарнире у фундамен-
та, направляющий ствол передвигается по пути на тележке. Начальный
этап монтажа копра показан на рис. 8.30.
8.3.2. Козловой копер на шахте "Зофьювка" [69]. Схема конструкции
копра представлена на рис. 8.26. Масса конструкции составляет около
297 т. Копер смонтирован на расстоянии 32,5 м от шахты, а затем надви-
нут на нее. Это позволило сократить инвестиционный цикл, так как одно-
временно проводились работы, связанные с проходкой шахты и монтажом
стальной конструкции копра.
Конструкцию копра приспособили к ее подъему путем стягивания ос-
нований подкосов. С этой целью в середине пролета ригеля, соединяющего
подкосы, был сконструирован шарнир. Подкосы после сборки были опер-
261
Рис.8.27. Башенный копер высо-
той 72,5 м на шахте ”Шленск”
Рис.8.28. Схема подъема шахтного копра [69]
а — исходное положение; о - конечное положение; 1 — шарнир; 2 - "падающая
мачта "; 3 — здание подъемных машин
262
Рис.8.29. Распределительные балки и полиспасты для подъема копра
Рис.8.30. Начальный этап подъема копра
263
Рис.8.31. Схема опирания подкосов на монтируемом козле [69]
1 - переставной путь (отрезки 6 м); 2 — два полиспаста и четыре
электролебедки
Рис.8.32. Начало подъема копра путем стягивания конструкции подкосов
ты на монтажной вышке высотой 18 м (рис. 8.31). Башмаки одного из
подкосов были заанкерованы шарнирно, а башмаки второго подкоса
оперты на тележках, установленных на монтажном полотне. Башмаки обо-
их подкосов соединены полиспастами грузоподъемностью по 100 т. Конст-
рукция подкосов поднималась путем стягивания канатов полиспаста (рис.
8.32). Направляющий ствол монтировался путем поочередного подведе-
ния его секций на конструкции подкосов.
Затем был смонтирован путь для перемещения копра. Путь состоял
из сборных стальных пролетов длиной 6 м. Балки пропета опирались по-
средством стальных рам на клеточные фундаменты из деревянных шпал
264
Рис.8.33. Деталь стального сборного пути для перемещения подкоса копра
1 — подкос шахтного копра; 2 — направляющий ствол; 3 — монтажное соеди-
нение подкоса с направляющим стволом; 4 — балка сборного стального пути; 5 -
клеточные опоры стального пути
(рис. 8.33). На время перемещения копра были запроектированы мон-
тажные жесткие крепления, соединяющие подкосы с направляющим ство-
лом. Перемещение копра производилось двумя полиспастами грузо-
подъемностью по 20 т и двумя электролебедками грузоподъемностью по
5 т. Во время перемещения масса копра, включая полное оснащение и
монтажные жесткие крепления, составляла около 320 т. Копер во время
Таблица 8.1. Технические характеристики некоторых сооружений,
перемещенных с помощью гидравлических домкратов 54
№ П.П. Тип объекта и его местоположение Размеры и масса объекта Расстояние перемеще- ния, м
высота, длина, ширина, масса, МММ т
1. Козловой копер и надшахтное зда- ние (шахта "Пяст") 2. Башенный копер с надшахтным .зданием (шахта им. ХХХ-петия ПНР) 3. Ламповая (шахта им. ХХХ-петия ПНР) 4. Башенный копер с надшахтным зданием (шахта "1 мая") 5. Башенный копер (шахта "Шпенск") 54 16 38,7 2040 60 20 67,2 15 44 18 35,7 1730 58 18,8 46,5 16,5 14,5 72 25 2040 52,5 62 12 17 4300 48 21 72 17 72,5 22,1 16,7 3290 39
Примечание. Значения над чертой относятся к копру, под чертой — к над-
шахтному зданию.
265
Рис.8.34. Шахтный копер во время перемещения (справа
видно отверстия шахты)
надвижки на ствол представлен на рис. 8.34. Последней монтажной опера-
цией было опускание копра на фундамент (на 640 мм).
8.3.3. Перемещение надшахтных копров гидравлическими домкратами.
Надвижка копров на стволы шахт, позволяющая значительно сократить
сроки строительства, применяется в Польше с 1957 г. На выполнении ра-
бот такого типа специализируется трест монтажа горнопромышленного
оборудования в г. Катовице. За период с 1957 по 1978 г. он выполнил
62 операции по перемещению различных сооружений массой от 30 до
5500 т [86 J. Характеристика некоторых из них дана в табл. 8.1. В началь-
ный период перемещение сооружений осуществлялось с помощью канат-
ных полиспастов и электролебедок. Большим достижением, которое зна-
266
fl - fl
Рис.8.35. Железобетонный путь для перемещения горнозаводских сооружений
} — железобетонный ленточный фундамент
Рис.8.36. Балки стального сборного пути (на переднем плане виден домкрат ти-
па ’’Бюггннг”, в глубине — здание, опирающееся на металлическую балку)
267
Рис.8.37. Перемещение горнозаводского сооружения
а - сооружение, опертое на временных опорах; б - ходовая тележка, подведен-
ная под опоры сооружения
268
л - л
Рис.8.38. Сооружение, опертое на тележке посредством гидравлического
домкрата [54
1 - комплект тележек; 2 - металлическая балка; 3 - выравнивающий
гидравлический домкрат; 4 - перемещающий гидравлический домкрат; 5 -
железобетонный ленточный фундамент
Рис.8.39. Домкрат типа "Бюггннг”, опирающийся на консоль балки (деталь
см. на рнс.8.38)
269
Рис.8.40. Направляющий ствол, мон-
тируемый путем поворота в железо-
бетонном шахтном копре
Рис.8.41. Направляющий ствол, вво-
димый в железобетонный шахтный ко-
пер путем надвижки
чительно усовершенствовало технологию, явилась замена полиспастов и
лебедок гидравлическими домкратами [54, 861.
В последний период на отдельных шахтах применялась примерно оди-
наковая технология перемещения горнозаводских сооружений, поэтому
ниже будут представлены общие принципы этого метода.
Путь, по которому перемещается сооружение, зависит от массы соору-
жения. Надшахтные здания перемещаются, как правило, по жесткому
пути (рис. 8.35), который в зависимости от несущей способности грунта
уложен на железобетонных ленточных фундаментах и сваях Франки или
только на железобетонных ленточных фундаментах. А подкосы козловых
копров перемещаются чаще всего по переставным путям из стальных
балок длиной 6 м (рис. 8.36). Сооружение монтируют на временном мес-
те, опирая колонны на временные опоры (рис. 8.37, а). Когда сооружение
уже готово для перемещения, временные опоры заменяют тележками, гру-
зоподъемность которых соответствует давлению, передаваемому колонна-
ми. Тележки подводят под колонны путем подъема конструкции соору-
жения гидравлическими домкратами (рис. 8.37,б I.
270
Сооружения во время перемещения должны быть дополнительно закре-
плены (особенно существенное значение имеет жесткость основания соору-
жения) . С этой целью колонны перемещаемых сооружений соединяются
обычно металлическими сплошностенчатыми балками, расположенными
параллельно оси путей. Эти балки делают также возможным опирание
тележек за осями колонн, что уменьшает высоту опускания сооружения
на постоянные фундаменты (рис. 8.38).
Для предохранения тележек от чрезмерного увеличения нагрузок во
время перехода через неровности основания пути, а также вследствие
напора ветра на перемещаемое сооружение введена несущая гидравличес-
кая система. Сооружение установлено именно на тележках посредством
гидравлических домкратов (рис. 8.38), которые благодаря центральному
подключению маслопроводов гарантируют выравнивание давления на
отдельные тележки. Эти домкраты также очень помогают при снятии
сооружения с тележек, а также при его рихтовке при установке на посто-
янных фундаментах.
Перемещение сооружения происходит в результате действия второй не-
зависимой гидравлической системы, вызывающей появление горизонталь-
ных усилий. Наилучшие результаты достигаются в результате применения
для перемещения сооружения домкратов шведской фирмы "Бюггинг".
Домкраты перемещаются по рельсу, расположенному по оси каждой
нитки пути. Давление домкратов, вызывающее перемещение сооружения,
производится на консоли, прикрепленные к металлическим балкам (рис.
8.39).
8.3.4. Стальные направляющие стволы в железобетонных шахтных коп-
рах. Стальные направляющие стволы, встраиваемые в железобетонные
шахтные копры, имеют большую Массу. Например, при высоте ствола
около 80 м его масса составляет около 180 т.
Чаще всего эти стволы монтируются путем поворота (рис. 8.40) или
надвижки (рис. 8.41). Во втором случае направляющий ствол собирают
методом наращивания его сегментов.
9. МОНТАЖ ОПОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ТРУБОПРОВОДОВ
Представленная в гл.8 специфика монтажа опорных конструкций тран-
спортного оборудования почти полностью относится также к монтажу
эстакад технологических трубопроводов, по которым на промышленных
предприятиях распределяются разные материалы (топливные и техниче-
ские газы, масла, горячая вода). В последнее время все чаще технологи-
ческие трубопроводы устанавливают на эстакадах, так как их проводка
в земле, в каналах или железобетонных тоннелях представляет собой
дорогостоящее мероприятие и связана с рядом серьезных технических
трудностей, таких, как:
большой объем земляных работ;
частые пересечения с водопроводными и электроэнергетическими
сетями;
трудности, связанные с сохранением требуемых уклонов, особенно при
значительной протяженности трубопроводной сети;
трудности, связанные с содержанием и ремонтом трубопроводов;
трудности, связанные с последовательным расширением трубопровод-
ной сети.
271
Рис.9.1. Пролет эстакады
а — схема; б — рама; 1 — опора; 2 — трубчатая балка; 3 — рама; 4 — тросовый
штренгелъ; 5 — анкеровка штренгелей; 6 - узел опирания штренгеля на раму;
7 — прикрепление рам к трубчатой балке; 8 и 9 — опоры энергетических трубо-
провод >’
212
о) проектная опорная конструкция
I стенд~~ Ц стенд Щ стенд JY стенд
Монтажный конвейер
Рис.9.2. Схема монтажа пролетов эстакады
а — схема монтажного конвейера; б—д — монтажные стенды Т- ТУ
Рис.9.3. Эстакада со смонтированными технологическими трубопроводами
[160]
273
В предыдущий период строились в основном трубопроводные эстакады
в виде пространственных ферм. Поэтому монтаж пролетов таких эстакад
был подобен монтажу бункерных эстакад. Иной тип трубопроводных
эстакад следует применять на крупных промышленных предприятиях, на-
пример, на металлургическом комбинате "Катовице", где для подачи раз-
личных материалов потребовалось сооружение трубопроводных эстакад
общей длины около 14 км [159, 160 ]. На этих эстакадах проложено30
различных трубопроводов диаметром от 50 до 3000 мм. Такое крупное
по затратам мероприятие требовало применения конструкции, характери-
зующейся малой трудоемкостью, годящейся для серийного сборного
строительства, а также для монтажа конвейерным способом.
Дополнительной трудностью была значительная нагрузка на эстакаду,
доходящая до 10 т/м (при пролетах эстакады 48 м), а также внецентрен-
ное приложение нагрузки, вызывающее кручение несущих элементов про-
лета. В этих условиях оптимальным решением, принятым проектным бю-
ро "Бипрохут" в г. Гливице, было применение в качестве несущего эле-
мента пролета трубчатой балки с наружным диаметром D = 1620 —
2020 мм (в зависимости от длины пролета), усиленной двумя тросовыми
' шпренгелями (рис. 9.1). Шпренгели параболического очертания натягива-
лись на поперечные рамы, размещенные с шагом 6 м, и соединены с тру-
бой, являющейся несущим элементом пролета. Нижние три ригеля, а так-
же консоли служат опорами для технологических трубопроводов.
Толщина стенки несущей трубы составляла 10—18 мм в зависимости
от длины пролета. Трубы были изготовлены из стали St3S . Стенки
диаметром 45,5 и 35,5 мм были выполнены из напрягающих арматурных
тросов (марка 1 по Польскому стандарту PN-71/M- 80236). Для
повышения модуля упругости тросов перед выполнением из них шпренге-
лей производили их вытяжку с усилием, на 30% б&льшим расчетного. -
Гусеничный кран, который находился в распоряжении исполнителя
эстакады треста "Мостосталь" в Бендзине, позволил смонтировать комп-
лектный пролет на проектной опорной конструкции. Принимая во внима-
ние габариты и конструктивные особенности пролетов, решили сборку
на производственной базе проводить отдельно для несущей трубчатой
балки и отдельно для шпренгеля и рам. Укрупнительная сборка труб-
чатой балки из элементов длиной 6 мм проводилась на базе на поворотном
круге. Применялась полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа
на стенде, защищенном от атмосферных воздействий (в период низких
температур на сварочный стенд подавался теплый воздух). Сварочный
аппарат был установлен неподвижно, а трубчатую балку вращали во время
сварки в специальном кондукторе. Выполненные трубчатые балки перево-
зили на стройку и укладывали вдоль оси эстакады рядом с уже смонтиро-
ванными ранее колоннами. Монтаж пролетов эстакады был выполнен,
конвейерным методом (рис. 9.2); это потребовало выполнить четыре
монтажных пространственных решетчатых опоры высотой около 6,5 м и
длиной 5 м. На стенде 1 гусеничный кран укладывал трубчатую балку на
монтажной опоре, на Стенде П монтировались рамы, на стенде III устанав-
ливались шпренгели, а на стенде 1У проводились отделочные работы. Гото-
вый пролет эстакады гусеничный кран устанавливал на колоннах и затем
переносил освободившуюся монтажную опору на место перед первым ра-
бочим местом, продолжая таким образом монтажную ленту сборочного
конвейера.
274
Занятость бригады, а также вспомогательного оборудования была
рассчитана таким образом, чтобы обеспечить выполнение одного монтаж-
ного цикла (монтаж одного пролета) в течение 12 ч (рис. 9.3).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ackermann W., Gutsche Н., Jerusalem Е. G., Knappe G., Nittke R. Bau
von Hochdruckkugelgasbehaltern in Berlin — Charlottenburg. — Der
Stahlbau, nr 11/1975, s. 321—330.
2. Airlift chops time from transmission line rebuild. — Transmission and
Distribution, nr 5/1976.
3. Albrecht R, Montagelehre. Verlag von Wilhelm Ernst u. Sohn, Berlin,
Munchen, Dusseldorf 1973.
4. Association Technique de ('Industrie du Gaz en France. Manuel pour le
transport et la distribution du gaz. Paris 1968.
5. Augustyn J. Mechanizacja montazu stalowych przekryc dachowych.
Materialy V Konferencji Naukowo-Technicznej "Konstrukcje Metalowe".
Warszawa 1974, 127—140.
6. Augustyn J., Saledziewski E. Awarie konstrukcji stalowych. Arkady^
Warszawa 1976.
7. Augustyn J., ^ledziewski E. Technologicznosc stalowych konstrukcji
spawanych. Arkady, Warszawa 1974.
8. Beer H. i inni. Eissportstadion Haale (Saale) — Ausfiirung des
Dachhubes. — Bauplanung — Bautechnik, nr 5/1969, s. 527—528.
9. Bergier P., Nauner H. G., Dumusque P. A., Metzger P. Der Bau tfiner
Werfthalle fur Grossraumflugzeuge in Ziirich-Kloten. — Acier, Stahl,
Steel, nr 9/1973, s. 360.
10. Biegus A., Kowal Z. i inni. Hale unikatowe о duzych rozpi^tosciach. —
Prace naukowe Instytutu Budownictwa Politechniki Wroctawskiej, nr
13/1974, monograf ia 4.
11. Biskup J. Spawane wiezowce w £rodmiesciu Toronto. — Przeglgd
Spawalnictwa, nr 2/1978, s. 5—11.
12. Bombrych H. Przekrycie dachowe sztucznego lodowiska "Torwar"
w Warszawie. — Biuletyn Branzowy "Mostostal", nr 4/13/1967, s. 4—9.
13. Brodka J. i inni. Przestrzenne przekrycia strukturalne. Podstawowe
zagadnienia wytwarzania i montazu. — Biuletyn Branzowy "Mostostal"
nr 2/1974 s. 70-82.
14. Brodka J. r inni. System konstrukcyjno-montazowy hal typu "Mosto-
stal" о przekryciach strukturalnych. — Prace COBPKM "Mostostal", nr
3-4/1975, s. 13-24.
15. Bustnin J. Zavesena konstrukcia vyskovej administrativnej budovy
v Povazskiej Bystrici. — Pozemni Stavby, nr 3/1973, s. 81—83.
16. Biittner O., Stenker H. Lekkie budownictwo metalowe. Arkady,
Warszawa 1975, s. 72—81.
17. Chabrowski A. Montaz i spawanie zbiornikow kulistych w rafinerii
nafty. — Przeglgd Spawalnictwa, nr 2/1976, s. 30—33.
18. Deren R., Gaszewski Z. Montaz hali widowiskowo-sportowej w
Katowicach. Praca zbiorowa "Mostostal" — postgp techniczny 1945—
1970". Zjednoczenie "Mostostal" Warszawa 1970, s. 329—336.
275
19. Dere'n R. Wojewodzka hala widow iskowo-sportowa w Katowicach.
Biuletyn Branzowy "Mostostal — dziafalnoic w latach 1966—1967".
Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1970, s. 84—88.
20. Дидковский B.M., Дидковский O.B., Модзелевский B.B. Стальная
сферическая оболочка из рулонированных заготовок. — Монтажные
и специальные работы в строительстве, 1974, № 1, с.5—8.
21. Дидковский В.М., Найштут Ю.С. Рулонированные металлические
листовые конструкции. Куйбышевский инженерно-строительный инсти-
тут, Куйбышев, 1972.
22. Dokumentacja montazowa dzwignicy bramowej Q = 900 Mg w Stoczni
im. Komuny Paryskiej w Gdyni — opracowana przez firm$ KONE
(Finlandia).
23. Dokumentacja projektowo-technologiczna zainstalowania mostu
przefadunkowego nr 1 w Hucie im. Lenina (Aglomerownia) — opracowana
przez COBPKM "Mostostal" — Oddziafw Krakowie.
24. Dokumentacja techniczna organizacji montazu kopufy hali sportowej
w Opolu —. opracowana przez "Mostostal-Stalkonstrukcia" w Zabrzu,
1967.
25. Dokumentacja techniczna organizacji montazu mostu przenosniko-
wego nr 5 kopalni "Piast" — opracowana przez Przedsigbiorstwo
Montazowe Urz^dzen Gorniczych w Katowicach.
26. Dokumentacja techniczna organizacji montazu budynku wysokoscio-
wego "Cekop-Polimex" - opracowana przez PKSiUP "Mostostal" w
Warszawie, 1976.
27. Dokumentacja techniczna organizacji montazu zbiornikow kulistych
Centralnego Magazynu Butadienu w Zakfadach Chemicznych "Oswigcim"
— opracowana przez PKSiUP "Mostostal" w Zabrzu 1967.
28. Dokumentacja techniczna organizacji montazu dzwigarow Dworca
Centralnego w Warszawie — opracowana przez PKSiUP "Mostostal" W
Warszawie, 1974.
29. Dokumentacja techniczna organizacji montazu hal FSM w Bielsku-
Biafej — opracowana przez PKSiUP "Mostostal" w Zabrzu, 1972.
30. Dokumentacja techniczna organizacji montazu hal FSM w Tychach —
opracowana przez Stjskie PKSiUP "Mostostal" w Zabrzu, 1’972.
31. Dokumentacja techniczna organizacji montazu hal Walcowni
Pofwyrobow w Zawierciu — opracowana przez (slgskie PKSiUP "Mos-
tostal" w Zabrzu, 1972.
32. Dokumentacja techniczna organizacji montazu hal Wytwdrni
Sztucznej Sk<5ry "Corfan" w Pionkach — opracowana przez PKSiUP
"Mostostal" w Warszawie, 1972.
33. Dokumentacja techniczna organizacji montazu komina H = 80 m w
Duisburgu — opracowana przez Biuro Projektow Konstrukcji Metalowych
i Urzgdzen Przemystowych, "Mostostal" w Zabrzu, 1971.
34. Dokumentacja techniczna organizacji montazu komina H = 75 m w
Szczecinie — opracowana przez "Mostostal-Stalkonstrukcja " w Zabrzu.
35. Dokumentacja techniczna organizacji montazu komina H = 80 m w
Knurowie — opracowana przez Przedsi^biorstwo Montazowe Urzqdzen
Gorniczych w Katowicach, 1974.
36. Dokumentacja technologii montazu masztu H = 110 m w Makarach —
opracowana przez Slgske PKSiUP "Mostostal" w Zabrzu, 1973.
276
37. Dokumentacja techniczna organizacji montaiu masztu RCN w
Konstantynowie — opracowana przez Biuro Projektow Konstrukcji
Metalowych i Urz^dzen Przemysfowych "Mostostal" w Zabrzu, 1972.
38. Dokumentacja techniczna organizacji montazu przejscia mostowego
rurociqgow cieptowniczych przez Wart^ w Poznaniu — opracowana przez
Biuro Projektow Konstrukcji Metalowych i Urzqdzen Przemysfowych
"Mostostal" w Zabrzu, 1974.
39. Dokumentacja techniczna organizacji montazu wiezy RTON na Slgzy
k. Wrocfawia — opracowana przez Biuro Projektow Konstrukcji
Metalowych i Urz^dzen Przemysfowych "Mostostal-Stalprojekt" w
Zabrzu, 1970.
40. Dokumentacja techniczna organizacji montazu komina staiowego
H = 40 m w zakfadach ELTA -Lodz, opracowana przez Politechnik^
Gdansk^, 1975.
41. Dokumentacja techniczna. Typowe wieze reflektorowe H = 30, 24 i
18 m. Ramowa instrukcja organizacji montazu — opracowana przez
"Mostostal-Stalkonstrukcja" w Zabrzu, 1967.
42. Dokumentacja techniczna zurawia petzajgcego dia masztu RCN w
Konstantynowie — opracowana przez Biuro Projekt6w Konstrukcji
Metalowych i Urzqdzen Przemysfowych "Mostostal" w Zabrzu, 1971.
43. Domanski S., Kasinski J. Przekrycie sztucznego lodowiska w
Gdahsku. Praca zbiorowa "Mostostal — post^p techniczny 1945—1970".
Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1970, s. 408—41Q.
44. Douady P. L'aluminium aux basses temperatures. — Aluminium Suisse,
nr 4/1962.
45. Drwiqga S., Pogorzelski M. Problemy projektowania i wykonawstwa
budynku gfownego spiekalni. XX111 Konferencja Naukowa KILiW PAN
i KN PZITB, t. V, cz^ic problemowa, s. 179, Gliwice 1977.
46. Dziennik Budownictwa. Dziennik Urz^dowy nr 6 z dnia 10 sierpnia
1973.
47. Earwood LT. Virginia's diamal swamp Yields a 500-Kv line — Trans-
mission and Distribution, April 1971.
48. Ellis H.l. River crossing poses many challenges. — Transmission and
Distribution, nr 12/1975.
49. Fafkowski J. Wykonanie i montaz stalowych zbiornikow cylindrycz-
nych na pfyny metodq srubow^— Przegl^d Budowlany, nr 3/1968.
50. Farkas J. Badania modelowe oddziaiywania wiatru na zbiornik о
pojemnos'ci 30 000 m3 z dachem starym.— Inzynieria i Budownictwo,
nr 6/1976, s. 225-227.
51. Feiferek W. Przykfady stalowych przekryc hal о duzej rozpi^tosci, —
Inzynieria i Budownictwo, nr 8—9/1969, s. 371—378.
52. Filipkowski J. Construction of suspended roof over open — air
theatre in Koszalin. Poland. — Proceedings Instn. Civ. Engers, Part 1,
August 1977, s. 463-472.
53. Filipkowski J. Przekrycie amfiteatru w Koszalinie. — Inzynieria i
Budownictwo, nr 7/1977, s. 251—254.
54. Fligier K., Rowinski L., Szwabowski I. Montaz zintegrowanych
konstrukcji budowlanych. PWN, Warszawa 1977.
55. Galicki J. Budowa i eksploatacja gazociagow na terenach niestabilnych.
XXY111 Zjazd Naukowy Gazownik<5w. Poznan 1968, s.25—42.
56. Gaszewski 2., 26rawski A. Montaz stalowej kopu+y dachowej о
srednicy 32 m. — Inzynieria i Budownictwo, nr 11/1970, s. 413—417.
277
57. Gerbaux H. Pose, Soudage et controle de soudures des grauds pipe —
liues. — Rev. de la Soud., nr 12/1956, s. 72.
58. Гуревич М.Л., Горобцов A.M. Монтаж опор радиорелейной линии. —
Монтажные и специальные работы в строительстве, 1972, № 4, с.12.
59. Hatas Т., Rutkowski A. Przekroczenie Wisfy gazociagiem pod dnem
rzeki. XXY111 Zjazd Naukowy Gazownikow. Poznan 1968, s. 59—68.
60. Hangar V., Copenhagen Airport, Kastrup (Denmark). — Biuletyn
AIPC., nr 31/1975, s.49.
61. Hann A. i inni. Nowe technologie montazu stosowane przy budowie
stalowni konwertorowo-tlenowej. — Inzynieria i Budownictwo, nr 8/
/1977, s. 326-328.
62. Hojarczyk S., Humigcki W. Montai konstrukcji hangaru nr 4 na
lotnisku Warszawa-OkQcie. — Przeglqd Budowlany, nr 1/1970, s.8.
63. Iyengar H. S. i inni. Das Sears — Hochhaus Chicago, das hochste
Gebaude der Welt. — Acier, Stahl, Steel, nr 7—8/1973, s. 308—313.
64. Jasiulek J. Zuraw petzajqcy 2P-8 do montazu masztu radiowego
WRC w Gqbinie. Praca zbiorowa "30 lat Mostostalu 1945—1975". Rozwoj
i osi^gni^cia w konstrukcjach metalowych". Zjednoczenie "Mostostal",
Warszawa 1975, s. 390.
65. Juffy E. Spawanie rurociagow gazowych i naftowych dalekiego
zasiggu. Biuro StudiAw i Projektdw Konstrukcji Stalowych "Mostostal",
Warszawa, 1966.
66. Кабацкий A.M., Артемьев В.И. Монтаж изотермическое резервуара
емкостью 44 000 м3. — Монтажные и специальные работы в строительст-
ве, 1977, N° 4, с.9.
67. Kaminski J. Montaz zbiornika wjezowego w Hucie "Katowice". —
Inzynieria i Budownictwo, nr 9/1977, s. 329—332.
68. Kapusta T. Przekrycie hali sltuc.zego lodowiska w Sosnowcu. Biuletyn
Branzowy "Mostostal" — dziatelno&t w latach 1966—1967". Zjednoczenie
"Mostostal", Warszawa 1970, s. 89—94.
69. Katalog metod montazu. Przedsiebiorstwo Montazu Urz^dzen Gornic-
zych, Katowice.
70. Kebo V., Sladkowskij E. Poznatku z montaze ocelowych konstrukei
vicepodlaznich budoy. — Pozemni Stavby, nr 3/1973, s. 95—98.
71. Киренко В.И., Л1имановский,В.1-1 Коршунов Д.А., Смирнов Ю,В.
Висячие трубопроводные переходы. Киев, Буд!вельник, 1Й68.
72. КиткаЛ Сооружение стальных резервуаров в Чехословацкой Соци-
алистической Республике. — Монтажные и специальные работы в строи-
тельстве, 1964, №6.
73. Knight D.E, Helicopter sets 16,500-lb steel tower section. Electrical
World. September 30, 1968.
74. Kopec A. Potokowa metoda montazu hal. Praca zbiorowa "30 lat
Mostostalu 1945—1975. Rozwoj i osiqgniecia w konstrukcjach metalo-
wych". Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1975, s. 234—244.
75. Корниенко B.C., Поповский Б.В. Сооружение резервуаров. М., Строй-
издат, 1971.
76. Kosicki Е. Konstrukcja i montaz dachu lodowiska "Torwar". —
Przeglqd Budowlany nr 4/1968, s. 170—178.
77. Koy B. Nadziemna konstrukcja Dworca Centralnego w Warszawie. —
Inzynieria i Budownictwo, nr 3/1976, s. 91—100.
78. Kozinski D., Mroczkiewicz Z. Montaz dzwignicy bramowej na suphym
doku w stoezni im. Komuny Paryskiei w Gdyni. Praca zbiorowa "Mostos-
278
tai — postgp techniczny 1945—1970". Zjednoczenie "Mostostal",
Warszawa 1970, s. 337-344.
79. Kukla E. No£nica gfowna przenosnika zasilajqcego wielki piec. —
Inzynieria j Budownictwo, nr 8/1977, s. 302—305.
80. Kwiatkowski J. i inni. Budynki trzonowe о stalowym szkielecie.
Materialy V Konferencji Naukowo-Technicznej "Konstrukcje Metafowe".
Warszawa 1974, s. 211—229.
81. Лившиц Л.С., Шейнблит Я.А., Котляров Б.Г., Кольдерцев Ю.С. Мани-
пулятор для 100% автоматической сварки сферических резервуаров. —
Монтажные и специальные работы в строительстве, 196В, №2.
82. Ляхов В.С., Лившиц Л .С., Евтихин В.Ф., Шейнблит Я.А., Миляв-
ский М.Д. Новый метод монтажа сферических резервуаров. — Монтаж-
ные и специальные работы в строительстве, 1969, № 3, с.3—7.
83. Laguna J. Stalowe pow+okowe zbiorniki wiezowe na wod§. — Biuletyn
Bran±owy "Mostostal", nr 3/1972, s. 40.
84. Laguna J. System technologiczno-konstrukcyjny ociepionych hal
stalowych typu "Mostostal" о uktadzie ramowym. — Prace COBPKM
"Mostostal", nr 3—4/1975, s. 7—13.
85. Lubinski M., Kwiatkowski J. Systemy statyczno-konstrukcyjne
wysokich budynkow stalowych. Planowanie i Projektowanie Budynkow
Wysokich. Konferencja Regionalna. Warszawa 1972, s. 71—84.
86. Luckos T. Przesuwanie budowli nadziemnych w gdrnictwie. —
Inzynieria i Budownictwo, nr 5/1977.
87. Mach J. Organizacja montazu komina stalowego H = 80 m dla
instalacji kwasu siarkowego w Duisburgu. Biuletyn Branzowy "Mostostal'
nr 2/1972, s. 73.
88. Machowski A., Karpinski R.1 Zbiorniki kuliste na gaz w Berlinie
Zachodnim. Praca zbiorowa "30 lat Mostostalu 1945—1975. Rozwoj i
osiggni^cia w konstrukcjach metalowych". Zjednoczenie "Mostostal"
Warszawa 1975, s. 347—356.
89. Maine — Montparnasse, das hochste Hochhaus in Europa: seine Ausfuh-
rung im Bild. — Acier, Stahl, Steel, nr 6/1973, s.256—264.
90. M.A.N. Kugeibehalter — Prospekt firmy Maschinenfabrik Augsburg —
Niirnberg Aktiengesellschaft Werk, Gustausburg.
91. Маркман Ю.Н., Шмульский Л.М. Надвижка большепролетного по-
крытия. — Монтажные и специальные работы в строительстве, 1969,
№ 10, с.7-10.
92. Masanz F. Die Barbarabiicke uber die Donau. — Der Stahlbau, nr 8/1959,
s. 212-222.
93. Mo Halfie Clark R. Das "Norcor Building" ein Hochhaus mit Hanget-
ragewerk in Pretoria. — Acier, Stahl, nr 12/1973, s. 493—499.
94. Мельник В.Ю., Плинер P.P. Монтаж конструкции волжского автоза-
вода. — Монтажные и специальные работы в строительстве, 1969, № 1,
с.3-10.
95. Минаев В.И. Машины для строительства магистральных трубопро-
водов. М., Недра, 1973.
96. Morawski Т., Duda R.: Badania nieniszczqce spoin ptaszczy zbiornikdw
cylindrycznych oraz ich wptyw na niezawodnosc konstrukcji. Migdzyna-
rodowa Konferencja Naukowa "Badania projektowanie, wykonawstwo i
eksploatacja zbiornik6w na paliwa pfynne". Gdansk 1975, s. 375—385.
97. Norma BN-68/8975-05. Podziemne przekroczenia gazociggow
wysokopreznych.
279
98 .0 лесов И.П. Флагман атомной энергетики. — Монтажные и специаль-
ные работы в строительстве, 1976, №8, с^ 10—12.
99. Orlik G. Stozkowe dachy samono^ne zbiornikow cylindrycznych
montowane metodq rulonow^. — Inzynieria i Budownictwo, nr 4/1970,
s. 155-159.
100. Orlik G.. Techno log iczne problemy realizacji cylindrycznych
zbiornikdw stalowych na paliwa ptynne. — Biuletyn Branzowy "Mostos-
tal", nr 2/1974, s. 65-70.
101. Pancewicz Z. i inni. Wybrane zagadnienia projektowania budynkow
wieszarowych. — Inzynieria i Budownictwo, nr 2/1973, s. 75—80.
102. Pancewicz Z., Kwiatkowski J. Przegl^d podstawowych problemow
w wysokim budownictwie stalowym. Planowanie i Projektowanie
Budynkow Wysokich. Konferencja Regionalna. Warszawa 1972, s. 71—84.
103. Pawtowski Z, i inni. Wybrane zagadnienia ksztattowan ia i konstruo-
wania budynkow wysokich. — Inzynieria i Budownictwo, nr 11/1976,
409-414.
104. Павловский В.Ф., Проценко Ю.П. Скоростной монтаж высотного
каркаса. — Монтажные и специальные работы в строительстве, 1972,
№ 1, с. 11,12.
105. Петров И.П., Спиридонов В.В. Надземная прокладка трубопрово-
дов. М., Недра, 1973.
106. Polak J. Maszt radiowy о wysokosci 646 m WRC w G$binie. Praca
zbiorowa "30 lat Mostostalu 1945—1975. Rozwoj i osi^gnigcia w
konstrukcjach metalowych". Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1975,
s. 329-333.
107. Поповский Б.В., Ритчик Г.А. Сооружение резервуаров в Народной
Республике Болгарии. — Монтажные и специальные работы в строи-
тельстве, 1977, № 8, с. 26-28.
108. Prospekty firmy CRC CROSE INTERNATIONAL, INC Houston,
Texas, USA.
109. Przybyla E. Spawanie gazociagu orenburskiego. — Gaz., Woda i
Technika Sanitarna, nr 3/1977, s. 80—85.
110. Razny F. Most technologiszny przez rzeke. Praca zbiorowa "30 lat
Mostostalu 1945—1975. Rozwoj i osiagniecia w Konstrukcjach Metalo-
wych". Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1975, s. 300—303.
111. Rogalski t. Zbiorniki wiezowe, projektowanie i realizacja. Arkady,
Warszawa 1972.
112. Rowinski L. Metoda tasmowo-rytmiczna montazu przekryc obiektow
halowych. — Przeglqd Budowlany nr 5/1977, s. 237—242.
113. Rudol A., Ziomek R. Techno log ia automatycznego spawania
zbiornikow na przykfadzie zbiornika о pojemno&i V = 32 00 itP (jak w
poz. 96, s. 395-410).
114. Safarian M.K. Doswiadczenia w zakresie badari i projektowania
stalowych cylindrycznych zbiornikow о pojemnosciach do 100 000 m^,
wykonanych metod^ rulonow^ (jak poz. 96, s. 273—285),
115. Skorupa A., Burzyriski J. Wroctawski dom trzonowo-linowy. —
Inzynieria i Budownictwo, nr 8/1961, s. 344—348.
116. Skorupa A. Statyka budynkow о stropach zawieszonych. — Inzynie-
ria i Budownictwo, nr 7/1967, s. 266—274.
117. Schmoll K. Das hochste Hochhaus der Welt. Chicago Sear Tower. —
Detail, nr 2/1973, s. 200-202.
280
118. Schneider H. Das John Hancock Center neues Hoshhaus in Chicaqo —
Der Stahlbau, nr 5/1969, s. 150-154.
119. Strzeboriski S., Mikolajszyk J. Projektowanie i montaz stalowej
konstrukcji hali w Lipsku. - Przeglad Budowlany, nr 2/1978, s. 87—89.
120. Szarek A. Wybrane problemy technologii produkcji i prefabrykacji
konstrukcji masztu WRC w Gabinie. Praca zbiorowa "30 lat Mostostalu
1945—1975. Rozwoj i osi§gniecia w konstrukcjach metalowych".
Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1975, s. 334—341.
121. Szenkelbach E. Montaz konstruksji dashu i £cian walcowni. Praca
zbiorowa "30 lat Mostostalu 1945—1975. Rozwoj i osiagniecia w konst-
rukcjach metalowych". Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1975, s.
246-249.
122. Шишов Е.П. He снижать темпы. — Монтажные и специальные работы
в строительстве, 1977, № 9, с. 10.
123. Taylor R.G. ВОАС hangar 01 at Heathrow airport of Boeing 747
airliners. — Structural Engineer, nr 9/1970.
124. The C.N. Tower, Canadian Building, nr 7/1975, s. 11.
125. Телешев Ю.П., Семенов A.B, Подъем башни выхлопной трубы ме-
тодом выжимания. — Монтажные и специальные работы в строительстве,
1971, №7.
126. Tomalka W. Montaz smigfowcem rurociggowego przejscia tukowego
nad kanafem wodnym. Mi^dzynarodowa Konferencja Naukowa "Smigtowce
w budownictwie". Gdansk 1978, s. 155—162.
127. Trojanowski S.. Konstruksja przekrycia sztucznego lodowiska w
Sosnowcu. Praca zbiorowa "Mostostal — post^p techniczny 1945—1970".
Zjednoczenie "Mostostal", Warszawa 1970, s. 411—414.
128. Une grue sans limitee de hauteur et de portee. L'helicoptere. Materiel
d'entreprise 157. Mai 1975.
129. Uniejewski A. i inni. Zagadnienia projektowe montazu glownej
wojew6dzkiej hali widow iskowo-sportowej. — Biuletyn Branzowy
"Mostostal", nr 4/21/1969, s. 46—49.
130. Wasiukiewicz Z., Wolski M. Projekt i realizacja nasuwanych dachow
przy przebudowie hal. — Inzynieria i Budownictwo, nr 8—9/1963, s. 327—
332.
131. West F.E.S. Construction de la toiture du hangar 01 de la BOAC
a I'aeroport de Heathrow (Londres). I. Discription generaie et construc-
tion. — Acier, Stahl, Steel, nr 2/1970.
132. Wiliams D.T. Deux nouvelles constructions suspendues das la Cite
de Londres. — Acier, Stahl, Steel, nr 6/1969, s. 127.
133. Wincenciak Z. Przekrycie dachem sztucznego lodowiska "Torwar".
Biuletyn Branzowy "Mostostal — dzialalno^c w latach 1966—1967".
Zjednoczenie "Mostostal", Warszama 1970, s. 60—64.
134. Wojdyto L., Zabystrzan T. Przesuwanie wie± wyciggowych -iacznie
z budyhkiem nadszybia. IV Konferencja Naukowo-Techniczna "Kierunki
rozwoju konstrukcji metalowych". Warszawa 1970, t. 11, S. 232.
135. Wytyczne technology i organizacji montazu. Hale ocieplone о
przekryciach strukturalnych z siatkami diagonalnymi. Prace COBPKM
"Mostostal", Warszawa 1976.
136. Wytyczne technology i organizacj.i montalu. Hale ocieplone о
przekryciach strukturalnych z siatkami ortogonalnyml, Prace COBPKM
"Mostostal", Warszawa 1976.
281
137. Wytyczne technologii i organizacji montazu. Hale stalowe ocieplone
szedowe. — Prace COBPKM "Mostostal", Warszawa 1976.
138. Wytyczne technologii i organizacji montazu lekkich hal i wiat
stalowych nieocieplonych. — Prace COBPKM "Mostostal", Warszawa 1976.
139. Zielinski Cz. Hajdukjewicz B. Zespo-t hal walcowni. — Inzynieria i
Budownictwo, nr 9/1977, s. 312—316.
140. Ziotko J. Adaptacja konstrukcji stalowych do montazu s'migtowcem.
— Prace Naukowe Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocfawskiej, nr
2^ Konferencja nr 2/1976, s. 247—253.
141. Zi6lko J. Badania aerodynamiczne modeli stalowych zbiornikow z
pfywajqcymi dachami. — Archiwum Inzynierii Lqdowej, nr 4/1977, s. 455—
473.
142. ZjotkbJ. Montaz kominow stalowych. — Iniynieria i Budownictwo,
nr 12/1973, s. 493-497.
143. Ziotko J. Nowa metoda wykonywania zbiornikow stalowych. —
Inzynieria i Budownictwo, nr 2/1960, s. 41—49.
144. Zirftko J. Rutonnyi mietod montaza listowych konstrukcji w
Polsze. — Montainyje i Spiecijalnyje Raboty w Stroitielstwie, nr 1/1966,
s. 23-26.
145. Zi<5lko J. Uszkodzenia konstrukcji zbiornikow stalowych. —
Inzynieria i Budownictwo, nr 12/1975, s. 501—505.
146. Ziolko J. Zbiorniki metalowe na ciecze i gazy. Arkady, Warszawa
1970.
147. Ziolko J. Golinski I., Kilian L. Montaz smigfowcem s-tupow wspor-
czych linii wysokiego napi^cia. — Inzynieria i Budownictwo, nr 4/1978,
s. 124-129.
148. Zidtko J., Orlik G., Urbartska-Galewska E., Jewstafiew W. Optymalna
trasa lotu £migfowca przy obrotowym montazu sllipdw wsporczych
linii wysokiego napiQcia. — Inzynieria i Budownictwo, nr 4/1978, s. 129—
132.
149. Ziolko J., Silin A.. Montaz komina stalowego smig-towcem. — Inzyn-
ieria i Budownictwo, nr 4/1976, s. 161—164.
150. Арсеньев Л.Б. Пневматические оболочки для монтажных работ. —
Монтажные и специальные работы в строительстве, 1968, № 9.
151. Dokumentacja techniczna organizacji montazu przejscia przez
Wis-fQ Rurociqgu Zachodniego 0 324 mm — opracowana przez "Energo-
pol-1" w Grudzi^dzu, 1976.
152. Prospekt firmy Celler Maschinenfabrik Gebrijder Schaafer —
Horozintal Press — Bohr Anlagen.
153. Brodka J. i inni. Pawi Ion Wystawcow Brytyjskich na terenie
Mi^dzynarodowych Targow Poznanskich. — Inzynieria i Budownictwo,
nr 2/1978, s. 54-58.
154. Bregon G. La Tour Nobel. — Batir, nr 146/1966.
155. Wasiukiewicz Z. Projekt, realizacja i eksploatacja trzeciej pojskiej
cukrowni Orestias w Gresji. — Inzynieria i Budownictwo, nr 1/1978,
S. 4—9.
156. Pieszka J., Kopec A. Uprzemystowione metody montazu hal. — Mate-
rial VI Konferencji Naukowo-Technicznej "Konstrukcje Metalowe",
Katowice 1979, III, s. 2851-298. ,
157. Marek P. Ocelov6 konstrukce na poddolovanem uzemi. Cesky svaz
stavebnich inZenyru. Praha 197B.
282
158. B^nsky C. Stroje na vystavbu plynovodov v ZSRR. Inienyrske stavby
pfilohou Meehanizace nr 5/1979, s. 67t-75 (p^iloha Mechanizace).
159. Piechocki W.r Hann A. Montaz estakad ogolnohutniczych sieci
energetycznych w kombinacie metalurgicznym Huta "Katowice" VI
Mi^dzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna "Konstrukcje Metalo-
we", Katowice 1979, t. Ill, s. 264—272.
160. Rabsztyn Z., Stqpniak R. Estakady ogolnohutniczych sieci energety-
cznych. — Inzynieria i Budownictwo nr 8/1977, s. 319—322.
161. Neue Hotels in Amsterdam - Acier, Stahl, Steel, nr 5/1971, s. 201-
207.
162. Mazurkiewicz B. Hydrotechniczne konstrukcje stoezniowe cz. I. —
Wydawnictwo Morskie, Gdansk 1979.
163. Барон Р.Й., Макаров K.H., Пономарев B.T. Вертолет на реконст-
рукции телебашни. — Монтажные и специальные работы в строительстве,
1977, №8.
164. Makarow K.N. Zastosowanie smigtowcow do prac budowlano-mon-
tazowych w,ZSRR. — Przeglgd Budowlany, nr 5/1979.
165. Schrdter H.J. Hyperbolische Paraboloide aus Stahl als Dacher fur
Grossflugzeughallen. Der Stahlbau, nr 6/1971.
166. Posselcel G. Flugzeughallen in San Francisco und Los Angeles. Die
Bauwelt, nr 16/1971.
167. Thornton C.H., Tomasetti R.L. Hangar features stressed-skin hypars.
Civil Engineering, nr 11/1970.
16B. Kloppel K., Moritz W., Schardt R. Neus Grossflugzeughallen. Der
Stahlbau, nr 9/1965. f
169. Lochschmidt O. Deux hangars pour avions en Republique Fe'd^rale
Allemande. Acier, Stahl, Steel, nr 2/1966.
170. Carlsson K.J. Halle nr 2 der SAS auf dem Flughafen Arlanda,
Stockholm (Schweden). Acier, Stahl, Steel, nr 9/1974.
171. Pipeline & Gas Journal — roezniki 1975 -?• 1978.
172. Oil & Gas Journal — roezniki 1975 4- 1978.
173. Trans Alaska Line to lay pipe at last. Oil & Gas Journal, nr 9/25 Feb.
1974.
174. Bridges carry pipeline over major stream crossing. Pipeline & Cas
Journal, nr 9/September 1976.
175. Gulkana Bridge wius welding award. Pipeline & Gas Journal, nr
7/July 1977.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие к русскому изданию.................................
Введение ........................ . ...........................
1. Монтаж промышленных зданий, зрелищных и спортивных залов....
1.1. Поэлементный монтаж................................ .
1.2. Монтаж блочным способом..........................
1.3. Монтаж методом надвижки.........................'.....
1.4. Монтаж поточным методом................................
2. Мовтаж ангаров..............................................
2.1. Монтаж способом подъема конструкции покрытия, собранной на
земле.......................................................
2.2. Блочный монтаж ........................................
2.3. Поэлементный монтаж....................................
3. Монтаж мачт, башен, дымовых труб, опор высоковольтных линий и
водонапорных башен ...........................................
3.1. Монтаж способом поворота у фундамента..................
3.2. Монтаж способом наращивания сегментов..................
3.3. Специальные методы.....................................
4. Монтаж высотных зданий......................................
4.1. Монтаж с помощью прислонных кранов (высотное здание Поли-
мекс-Цекоп в Варшаве).......................................
4.2. Монтаж методом подъема перекрытий по железобетонному стволу
жесткости (административное здание в г. Поважска-Бистрица) ......
4.3. Монтаж с помощью самоподъемных кранов .............
5. Монтаж вертикальных цилиндрических резервуаров .............
5.1. Монтаж методом наращивания поясов.......‘..............
5.2. Монтаж методом подращивания поясов.....................
5.3. Монтаж методом рулонирования...........................
6. Монтаж сферических резервуаров..............................
6.1. Ручная сварка оболочки резервуара, собираемой от экваториаль-
ного пояса..................................................
6.2. Ручная сварка оболочки резервуара, собираемой от нижнего пояса
(монтаж газового резервуара в Западном Берлине) ............
6.3. Монтаж методом полусфер (монтаж резервуаров на химическом
заводе ’’Освенцим”).........................................
6.4. Автоматическая сварка резервуара на манипуляторе.......
6.5. Монтаж двухстенчатых резервуаров > . ..................
7. Монтаж магистральных трубопроводов..........................
7.1. Монтаж линейной части газопроводов, прокладываемых на подра-
батываемых территориях .....................................
7.2. Переходы трубопроводов под автомобильными дорогами и желез-
нодорожными путями .........................................
7.3. Переходы через водные препятствия......................
7.4. Монтаж арктических трубопроводов.......................
8. Монтаж опорных конструкций транспортного оборудования на про-
мышленных предприятиях....................'. ..............
8.1. Монтаж бункерных эстакад...............................
8.2. Монтаж козловых кранов.................................
8.3. Монтаж надшахтных копров...............................
9. Монтаж опорных конструкций технологических трубопроводов....
Список литературы..............................................
5
7
9
17
32
49
59
76
77
87
92
99
101
ПО
131
140
141
150
152
162
164
175
181
186
188
191
195
195
197
198
200
206
207
220
239
241
247
259
271
275
284
Ежи Зюлко, Гедымин Орлик
МОНТАЖ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Редакция переводных изданий
Зав, редакцией Р.Л. Рощина
Редактор Т.В. Рютина
Мл. редактор Е.Г. Ежова
Технический редактор Е.Н. Ненарокова
Корректор В.И. Галюзова
ИБ№3158
Подписано в печать 18.05.83. Формат 60x90/16 Бумага офсетная № 2
Набор машинописный Печать офсетная Печл. 17,75 Усл. кр.-от. 18.2
Уч.изд.л. 19,11 Тираж 9000 экз. Изд. № А УШ-9778 Зак. №464.
Цена 2 руб. 90 коп.
Стройиздат, 101442, Москва, Каляевская 23 а.
Тульская типография Союзполиграфпрома при Государственном комите-
те СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
г. Тула, проспект Ленина, 109.