Монтаж висячих покрытий с прямоугольной сеткой вант

Вантовым называют покрытие, имеющее в качестве опоры натянутые стальные канаты (ванты). Байтовая система, в свою очередь, опирается на опорный контур, воспринимающий все горизонтальные и вертикальные нагрузки. Опорный контур может устраиваться в виде рядов колонн или стен с контрфорсами, быть незамкнутым или замкнутым.
Как правило, ванты натягивают на замкнутое железобетонное кольцо, опирающееся на колонны. Кольцо полностью воспринимает горизонтальные нагрузки и исключает возникновение изгибающих напряжений в колоннах.
Помещения, перекрываемые вантовыми конструкциями, в плане могут быть прямоугольными, овальными или круглыми, а ванты — располагаться параллельно, радиально или перекрестно по главным направлениям поверхности оболочки В качестве вант могут быть использованы стальные стержни, пряди или канаты, в том числе объединенные для удобства установки в фермы.
Для уменьшения прогиба от эксплуатационных нагрузок и возможности появления трещин висячая оболочка подвергается предварительному напряжению путем натяжения вант и подвешивания дополнительных пригрузов. Для отвода воды и удобства ведения монтажных работ кроме несущего каната может дополнительно устанавливаться верхний — стабилизирующий канат (рис. 1). Пример устройства Байтового перекрытия приведен на рис 2.

Рис.1.: а и б — соответственно при незамкнутом и замкнутом опорном контуре; в — при натяжении и при грузке вантовых ферм; 1 — опорный контур; 2 — ванты; 3 — стабилизирующий канат, 4 — центральная цилиндрическая опора; 5 — несущий канат

Последовательность выполнения работ при перекрытии пролета вантовыми канатами:
- вантовый канат, намотанный на барабан, подают краном к месту установки, один конец каната закрепляют анкером в опорном контуре.
- канат раскатывают, оснащают контрольными грузами, поднимают в проектное положение, натягивают электролебедкой и закрепляют в опорном контуре с противоположной стороны;
- после установки всех продольных канатов производят геодезическую проверку положения точек вантовой сети;
- устанавливают поперечные ванты (на рис. 2 не показаны), закрепляют их пересечения с рабочими вантами;
- укладывают плиты покрытия в направлении от нижней к верхней;
- производят натяжение загруженной вантовой сети, бетонирование стыков и контурных участков.
Технология перекрытия вантовыми фермами была использована при строительстве Дворца спорта «Юбилейный* в Санкт-Петербурге. Здание, круглое в плане, высотой 20 м, диаметром 93 м, включает в себя спортивную арену, трибуны, обслуживающие и вспомогательные помещения Распор от натяжения тросов воспринимается металлическими колоннами и железобетонным кольцом, которое через консоли крепится к 48 колоннам.
Байтовые полуфермы собирались внизу на стендах, наносилось антикоррозийное покрытие, устанавливались анкерные муфты и т.п. Монтаж полуферм осуществлялся с помощью башенного крана, перемещающегося по кольцевым путям, проложенным вокруг здания, и сводился к подъему вантовых ферм и закреплению их с одной стороны к металлическим кольцам, а с другой — к заводке тросов с муфтам гнезд на колоннах.
Несущий и стабилизирующий тросы (соответственно диаметром 65 и 42,5 м) крепились на колоннах на разных уровнях, что позволило сократить высоту здания и установить в местах излома поверхности кровли приемные воронки для внутреннего водостока В качестве плит покрытия использовались стальные панели трапециевидной формы, покрываемые затем пенопластом и рубероидным ковром.

Рис.2. Технологические схемы перекрытия больших пролетов висячими конструкциями:
а — вантовыми канатами; б — Байтовыми фермами; 1 — электролебедка; 2 — башенные краны. 3 — вантовый канат; 4 — траверса, 5 — постоянная цилиндри-ческая опора из двух колец и стоек; б — установленная ферма. 7 — опорное железобетонное кольцо; 8 — временная монтажная опора; 9 — монтируемая вантовая ферма, 10 — трибуна

Монтаж висячего покрытия с использованием вантовых ферм включает в себя следующие технологические операции:
- установка с помощью стрелового крана временной центральной монтажной опоры и монтаж на ее верхней части постоянной цилиндрической опоры в виде двух колец, соединенных стальными стойками;
- изготовление, подъем и установка попарно вантовых полуферм и наружных связей — сначала по двум перпендикулярным осям, затем подряд с двух диаметрально противоположных сторон;
- первоначальное натяжение установленных полуферм;
- раскружаливание и демонтаж временной монтажной опоры;
- монтаж сборных элементов покрытия с заделкой стыков;
- напряжение всей вантовой системы в несколько этапов — по две фермы, расположенные перпендикулярно друг другу;
- установка внутренних связей по фермам и кровле;
- замоноличивание покрытия и контурных участков.

 

 

Монтаж купольных покрытий

Металлические конструкции в гражданских зданиях используются для перекрытия больших пролетов и в качестве каркасов при строительстве высотных зданий.
Так, спортивные залы, выставочные павильоны, цирковые арены и прочие здания с массовым нахождением людей могут перекрываться арочными, купольными, структурными, мембранными и вантовыми металлическими конструкциями пролетом до 100 м и более.
Купольные покрытия бывают ребристыми и сетчатыми. Ребристые купола могут собираться поэлементно, конструктивными блоками, навесным способом или устанавливаться в целом виде. В качестве временных опор могут использоваться мачты, башни кранов или опоры с радиально-поворотным устройством (рис. 1).
Чаше всего несущую конструкцию купола собирают из укрупненных конструктивных элементов. Монтаж с помощью центральной мачты с опорным кольцом вверху начинают со сборки мачты и оснащения ее стремянками, подмостями и монтажными приспособлениями. Собранную мачту поднимают одним или двумя самоходными кранами, выверяют и раскрепляют вантами. После этого устанавливают верхнее опорное кольцо. Укрупненные на земле ребра купола монтируют попарно с двух диаметрально противоположных сторон, опирая внизу на опорную коробчатую балку, а вверху – на опорное кольцо. Между собой ребра соединяют кольцевыми прогонами, верхний из которых образует на вершине купола отверстие, закрываемое затем вентиляционной шахтой.
Пологие купола рекомендуется возводить с помощью кран-мачт (рис. 1, б), используя их в качестве временных центральных опор. После установки и закрепления ребер ослабляют клинья в опорной клетке под основанием мачты и производят раскружаливание установленных конструкций.
После окончания работ мачту демонтируют, для чего разрезают ее ниже и выше верхнего кольца купола. Обе отрезанные части увозят, а оставшаяся вваренная в опорное кольцо часть остается составным элементом в конструкции купола.

Рис. 1. Монтаж куполов с использованием в качестве центральной опоры:
а – мачты с опорным кольцом, 6 – кран-мачты, в – башни с радиально-поворотным устройством; 1 – мачта; 2 – опорное кольцо; 3 – ванта, 4 – башня; 5 – радиально поворотное устройство; 6 – подкрановая эстакада.

При использовании в качестве опоры центральной башни и радиально-поворотного устройства (рис. 5.1, в) работы начинают с устройства монолитного основания под башню и кольцевых рельсовых путей, размещаемых на металлической эстакаде вокруг купола.
Отдельные отправочные марки металлических конструкций укрупняют в складки стреловыми кранами в зоне действия радиально-поворотного устройства, затем поднимают их в наклонном положении, соответствующем их проектному расположению, и после геодезической проверки сваривают.

Консоль купола также укрупняется из отдельных элементов, поднимается в проектное положение радиально-поворотным устройством и закрепляется болтами и сваркой.

Рис. 2. Монтаж купола с помощью передвижной фермы-шаблона:
1 - монтажная стойка; 2 - расчалки-стойки; 3 — тяги-подвски, 4 - ферма-шаблон; 5 — купол, 6 — расчалки; 7 — панелевоз, 8 — кран

Навесной способ монтажа (рис. 2) обычно применяют при укладке на куполе тяжелых железобетонных панелей покрытия. Для временной поддержки панелей до их скрепления с тягами – подвескам прикрепленными к инвентарным стойкам, – используют передвижные фермы-шаблоны.
Монтажные работы ведутся с помощью башенного крана, раскрепленного для жесткости с четырех сторон расчалками.
Монтаж панелей покрытия осуществляется поясами, располагаемыми по кольцевой схеме, в направлении снизу вверх. Каждую панель укладывают нижними углами на приваренные накладки узла, верхними – на установочные винты фермы-шаблона. После закрепления панелей к подвескам винты опускают на 110... 115 мм и перемещают ферму-шаблон в новое положение, для монтажа следующей смежной панели.
Метод подъема купола в целом виде очень сложен и поэтому широкого распространения в практике строительства не нашел. Сетчатые купола из-за разнообразия их конструктивных решений установившихся схем монтажа не имеют.