Монтаж башен наращиванием

Монтаж башен

Башни отличаются от зданий и сооружений обычного типа: большой высотой конструкций (телебашня в Москве - 533 м), значительно превышающей размеры поперечного сечения и основания в плане; незначительной массой технологического оборудования по сравнению с собственной массой конструкций; второстепенным значением собственной массы конструкций и технологического оборудования по сравнению с ветровой нагрузкой.

Технологические факторы возведения башен: значительная зависимость возможности проведения монтажных работ от метеорологических условий (ветер, гололед, туман, низкая температура); ограниченное число рабочих мест в зоне производства работ; небольшая масса монтажных элементов и их малая повторяемость; повышенные требования к качеству работ и точности монтажа, постоянный геодезический контроль.

Экономические требования к башням: долговечность сооружения при наименьших затратах на его строительство и эксплуатацию; технологичность, малая трудоемкость при заводском изготовлении и монтаже; минимальные сроки работ, максимальная безопасность и нормальные условия ведения монтажных работ.

При возведении башен наиболее распространены следующие методы: наращивание конструкций в проектном положении - традиционное поярусное возведение снизу вверх; монтаж поворотом - предварительная сборка башни на земле в горизонтальном положении с последующим поворотом вокруг шарнира в вертикальное проектное положение; подращивание конструкции - сборка в вертикальном положении, начиная с самых верхних конструкций, их подъем, подведение под них последующих конструкций, их общий подъем до полного выдвижения всей конструкции.

Метод имеет преимущественное распространение, им монтируют в основном башни высотой до 100 м. Сущность метода - поярусный монтаж от нижних отметок к верхним с использованием различных монтажных механизмов.

Монтаж наращиванием можно осуществлять с помощью различных монтажных механизмов (рис. 12.1):

•переставным краном типа кран-укосина, состоящим из стойки длиной 8,5 м, которая нижней и верхней частями крепится к элементам возводимой башни, и стрелы длиной 28 м, шарнирно соединенной с нижней частью стойки и с верхней частью - полиспастом. Грузоподъемность крана до 6,5 т.

Рис. 12.1. Схемы монтажа башен:

а - универсальным подвесным краном; б - оголовком самоподъемного крана на трубе; в - самоподъемным портальным подъемником; г - приставным краном; д - вертолетом; 1 -электролебедка с якорем; 2 - тяговые полиспасты; 3 - обойма; 4 - монтажная рама; 5 - труба; 6 - задняя тяга; 7 - передняя тяга; 8 - опорный столик; 9 - опорные рамки крана; 10 - ловители

- универсальными подвесными самоподъемными кранами - все монтажные работы выполняют только на высоте;

- ползучими самоподъемными кранами, которые опираются на уже смонтированные ими конструкции и по мере возведения сооружения перемещаются по вертикали на вновь установленные секции. Перемещение крана осуществляется с помощью специальных блоков и лебедок.

При монтаже вытяжной башни с помощью универсального подвесного крана (см. рис. 12.1, а) его устанавливают в газоотводящем стволе. Перемещение крана вверх после завершения монтажа очередного яруса башни осуществляют с помощью подъемных полиспастов, устанавливаемых и закрепляемых в нижней опорной части крана. Грузоподъемность крана - до 4,5 т.

Монтаж вытяжных башен осуществляют с помощью оголовка самоподъемного (ползучего) крана, устанавливаемого на верхних секциях металлического газоотводящего ствола (см. рис. 12.1, б).

При использовании ползучих портальных подъемников монтаж осуществляют пространственными секциями массой до 40 т. Портальный подъемник устанавливают на специально разработанные монтажные столики, которые закрепляют к уже смонтированным конструкциям башни (см. рис. 12.1, в).

Крупноблочный монтаж с помощью самоподъемных портальных подъемников значительно сокращает объем верхолазных работ по сравнению с монтажом отдельными элементами

В условиях стесненной площадки возможен монтаж башен с помощью приставных кранов (см. рис. 12.1, г). Устойчивость крана обеспечивается специальными опорными рамками, которыми кран крепится к смонтированной части башни. Ствол крана выдвигают вверх по мере монтажа башни с помощью полиспастов, расположенных в опорном устройстве крана.

Варианты монтажа собранными на земле блоками (секциями): самоходными гусеничными, пневмоколесными и мобильными кранами на специальных шасси; башенными кранами достаточной высоты для установки верхних элементов; приставными башенными кранами высотой 120... 150 м в два этапа: до отметки 65 м кран работает, находясь свободно на своем основании, а далее ствол крана наращивают в верхней части дополнительными звеньями и для повышения устойчивости дополнительно соединяют монтажными диафрагмами со смонтированной частью башни.

Монтаж башен приставным краном обеспечивает высокую скорость монтажных работ благодаря крупноблочному монтажу конструкций башни, недостатком данной схемы производства работ является их значительная трудоемкость по установке, перемещениям и демонтажу крана. Для монтажа крупноблочных конструкций башни, установки и замены технологического оборудования, верхних частей башни используют вертолеты (см. рис.12.1,д). Широкое использование вертолетов для монтажных работ ограничивается их недостаточной грузоподъемностью и высокой стоимостью эксплуатации.

Для подачи на уровень рабочего горизонта арматуры и бетона применяют подъемники или краны. При возведении отдельно стоящих, компактных в плане сооружений могут применяться легкие краны, смонтированные на рабочем настиле формы и поднимающиеся вместе с нею. При больших объемах работ и бетонировании сгруппированных сооружений, например элеваторов, используются башенные краны.

Рис. 12.2. Схема возведения телевизионной башни в Останкино с помощью механизи-рованного опалубочного агрегата: 1 - опорная часть башни; 8 - ствол башни; 3 - опалубочный агрегат; 4 - легкий кран; 5 - приемная площадка; 6 - перегрузочная площадка; 7 - башенный крав

При возведении железобетонных труб или других сооружений конической формы целесообразна опалубка, состоящая из двух конических оболочек. Оболочки прикрепляются к радиальным направляющим, а они в свою очередь - к кольцевой раме, подвешенной на петлях к шахтному подъемнику. Оболочки состоят из панелей трапециевидной формы, которые придают форме необходимую конусность.

Панели из стального листа, обрамленные уголками, жестко скрепляются по верху специальной накладкой и между собой по боковым торцам с помощью болтовых соединений. Панели внутренней оболочки вдвое меньше по высоте и навешиваются в два яруса.

Бетонирование сооружения ведется поярусно. После того как бетон в очередном ярусе достигнет необходимой прочности, опалубка переставляется на вышележащий ярус. При этом происходит регулировка опалубки в радиальном направлении.

Механизированные опалубочные агрегаты являются разновидностью переставной опалубки. Они используются для бетонирования железобетонных сооружений башенного типа с изменяющимся по высоте сечением.

В СССР впервые в мировой практике был разработан самоподъемный опалубочный агрегат для сооружения железобетонной опоры телевизионной антенны в Останкино. Агрегат состоял из ствола с винтовым подъемником, обоймы и двух трехпалых опорных балок с выдвижными опорами. Обойма агрегата несла на себе рабочую площадку с закрепленными на ней краном, подвесными лесами и кольцевой наружной и внутренней опалубкой (рис. 12.2.) Щиты наружной опалубки устанавливались на всю высоту секции (5,25 м), а внутренней - наращивались поярусно.

Подъем агрегата (через 30 ч после окончания бетонирования очередного яруса) осуществлялся путем последовательного выжимания ствола агрегата с опиранием выдвижных опор в специально оставленных нишах. После перестановки агрегата производились его центрирование, перевеска опалубки, наращивание арматуры и бетонирование.

Всего с применением агрегата было уложено около 5000 м3 бетона при средней скорости возведения башни 0,69 м/сут.

Предварительное напряжение конструкции башни осуществлялось натяжением тросов по внутренней поверхности, после того как было закончено ее бетонирование и бетон достиг проектной прочности.

Механизированные агрегаты используются и для бетонирования других высотных сооружений, например градирен гиперболического очертания.