Монтаж висячих покриттів
Байтові висячі покриття
Склад та послідовність виконання процесів монтажу вантових покриттів залежить від їхньої конструктивної схеми. Провідним та найскладнішим процесом є монтаж вантової мережі.
Конструкція висячого покриття з системою ортогональних вант, що є різновидом залізобетонної оболонки, складається з монолітного залізобетонного опорного контуру, закріпленої на опорному контурі вантової мережі, яка попередньо напружується; збірних залізобетонних плит, укладених по вантовій мережі. Після проектного натягу вантової мережі та замонолічування швів між плитами та вантами оболонка працює як єдина монолітна конструкція. Вантова мережа складається з систем поздовжніх та поперечних грузів. Ванти розташовують за основними напрямками поверхні оболонки під прямим кутом один до одного. Ванти в опорному контурі закріплюють за допомогою анкерів, що складаються з гільз та клинів, в яких стискаються кінці кожного каната. На будівництві будівель цирків вантову мережу оболонки прольотом 48 м монтували у такій послідовності.
Ванту, намотану на барабан, подавали краном і в два прийоми встановлювали на місце. Спочатку один її кінець траверсою подавався краном до місця встановлення, один анкер ванти простягався крізь заставну деталь в опорному контурі і закріплювався, потім розкочувалася частина ванти, що залишилася на барабані. Баштовими кранами піднімали ванту до позначки опорного контуру з одночасною підтяжкою за допомогою лебідки другого анкера до опорного контуру (рис. 1). Анкер протягували через заставну деталь в опорному контурі та закріплювали гайкою з шайбою. Ванти піднімали разом із спеціальними підвісками та контрольними вантажами для подальшої геодезичної вивірки.
Після закінчення монтажу поздовжніх вант іпопереднього натягу на зусилля 3— 5 тс виконано геодезична перевірка їх становища, яка полягала у визначенні становища точок вантової мережі. Були складені таблиці, у яких кожної ванти вказувалися відстані точок кріплення контрольних вантажів від початку відліку на гільзі анкера. У цих точках на дроті було підвішено контрольні вантажі масою 500 кг. Довжини підвісок виходили різними і були заздалегідь підраховані. При правильному провисанні робочих грузів контрольні вантажі (ризики на них) повинні знаходитися на одній позначці. При відхиленні рисок вантажів вгору або вниз від горизонтальної лінії на відмітці 4500 мм, прийнятої за вихідну, ризики призводили до цієї позначки натягом або ослабленням ванти.
Після вивірки положення поздовжніх було встановлено поперечні ванти, місця їх перетину з робочими вантами закріплені постійними деталями. Одночасно з цим були встановлені тимчасові відтяжки, що закріплювали положення місць перетину вант до конструкцій будівлі. Потім виконано повторну перевірку відповідності проекту поверхні вантової мережі.
Після цього проводили натяг вантової мережі в три етапи за допомогою 100-тонних гідравлічних домкратів та натяжних пристроїв-траверс, приєднаних до гільзоклінових анкерів.
Послідовність натягу визначалася з умов натягу вант групами, одночасного натягу груп у перпендикулярному напрямку, симетричності натягу груп щодо поздовжньої осі будівлі. Після закінчення другого етапу натягу до зусиль, що визначаються проектом, на вантову мережу було укладено збірні залізобетонні плити у напрямку від нижньої позначки до верхньої. При цьому на плитах до їхнього підйому встановлювали опалубку для замонолічування швів. Далі робили натяг завантаженоївантової мережі; у стиках між плитами укладали арматуру; бетонували стики та контурні ділянки.
Зусилля у вантах контролювали за допомогою манометрів, встановлених на насосах гідродомкратів або тензометричними накладними динамометрами. Ванта вважається натягнутою, якщо зусилля в ній після третього етапу дорівнюють проектним або відрізняються від них не більше ніж на 1,5% [71] - 5% [35]. Байтове покриття (рис. 2) у вигляді двоярусної системи сталевих канатів, що утворюють у просторі форму параболоїдів обертання, що взаємно перетинаються, застосовано для Палацу спорту «Ювілейний» в Ленінграді. Стальний канат, що несе, діаметром 65 мм і стабілізуючий канат діаметром 42,5 мм, з'єднані стійками і утворюють незмінну систему у вигляді легких напівферм. Усього таких напівферм, розташованих радіально, 48 шт. Несучі канати, що провисають, сприймають основне корисне навантаження, а стабілізуючі протистоять вітровому відсмоктуванню і дають можливість створити попередню напругу у всій системі. Зовнішні кінці канатів закріплюються в сталевих колонах, а внутрішні в центральних кільцях циліндричних, з'єднаних між собою стійками. Комплексний процес монтажу таких вантових покриттів включає: виготовлення вант; збирання вантових ферм; встановлення центральної тимчасової опорної вежі та центральних опорних кілець; встановлення ферм та зовнішніх зв'язків; натяг вант; встановлення внутрішніх зв'язків з ферм та щитів покрівлі. Було прийнято таку технологію виконання цих процесів.
Сталеві канати, що надходять на полігон, в бухтах розвантажувалися і встановлювалися на спеціальний пристрій для розмотування. Після розмотування канат витягувався зусиллям 5 тс на стенді за допомогою двох гідродомкратів.
Натяг велося в три етапи з витримкою після кожного етапу 4-5 хв. Витягнутий нарозрахункове зусилля канат витримували під навантаженням протягом 2 годин, після чого скидали навантаження і повторне натяг на 5 тс. При повторному натягу робили розмітку місць встановлення сталевих манжет для кріплення стійок вантових ферм, обрізали канати, насаджували на них муфти, обробляли кінці вант і заливали в муфтах. Виготовлені ванти переносили на складальний майданчик, де робили повне складання вантових ферм. Паралельно монтували тимчасову центральну вежу, центральні нижнє та верхнє опорні кільця, конструкції ліхтаря. Ферми монтували баштовим краном БК-300 зі стрілою 30 м. Кран піднімав ферму за допомогою спеціальної траверси безпосередньо зі складального майданчика полігону та встановлював її у проектне положення без додаткових перекидів. Спочатку встановлювали 4 ферми по осях 1, 25, 13, 37 для забезпечення стійкості горизонтальній площині центральних кілець. Потім монтаж вели поспіль проти годинникової стрілки. Кожну ферму кріпили кільцевими муфтами до оголовка колон. Після цього за допомогою троса діаметром 22 мм муфти ферм лебідками затягували у вікна центральних кілець та кріпили за проектом. Несучий канат діаметром 65 мм закріплювали остаточно за допомогою упору в нижньому кільці, а стабілізуючий канат за допомогою гвинтової тяги діаметром 70 мм, шайб регулювальних і гайок у верхньому кільці. У процесі монтажу ферм встановлювали зовнішні контурні зв'язки.
Для створення попередньо напруженої системи покриття після монтажу всіх форм і крайніх зв'язків за ними робили натяг стабілізуючих вант. На верхньому робочому майданчику були встановлені два насоси і чотири гідродомкрати з тяговим зусиллям 63 тс кожен з ходом поршня 315 мм. Домкрат ставився в упор з внутрішньої сторони верхнього центрального кільця та за допомогою подовжувачаз'єднувався з гвинтовою тягою муфти каната, що стабілізує. Попереднє натяг канатів вели по захваткам з одночасним натягом чотирьох ферм у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Такий порядок натягу забезпечував стійкість центральних кілець горизонтальній площині.
З метою забезпечення проектного натягу вант та їх рівномірної роботи в конструкції до натягу вант була проведена зйомка їх провисання щодо довільно обраного несучого каната та рихтування провисання нижніх вант ферм.
Після повного закінчення натягу вантових ферм та геодезичної вивірки, а також перевірки спеціальним приладом фактичних зусиль у вантах, за загарбками в радіальному напрямку проводили монтаж щитів. У процесі монтажу щитів встановлювали внутрішній контур зв'язків ферм.
Рамні висячі покриття
Двосхилий висячий покриття виставкового павільйону утворено сталевими рамами, встановленими з кроком 9,1 м, що включають стійки-пілони, що виступають над покриттям на висоту 16 м, а також системою основних і допоміжних прогонів. Трипролітна рама з центральним прольотом 92,5 і двома бічними прольотами по 15,2 м складається з двох симетричних половин (напіврам), з'єднаних в центрі шарніром з амортизатором коливань, що допускає взаємне вертикальне зміщення ригелів напіврам при впливі сильних вітрових навантажень. Для зниження величин згинальних моментів, що виникають у ригелях рамної конструкції, останні за допомогою чотирьох похилих підвісок кріпляться до оголовка стійок-пілонів, нахилених назовні під кутом 9° до вертикалі. Для забезпечення стійкості стійка-пілон утримується відтяжкою, верхній кінець якої кріпиться до оголовка пілона, а нижній до зовнішньої стійки напіврам. Стійки-пілони заввишки 24,3 м виконані у виглядізварної конструкції змінного коробчатого перерізу, що зменшується від вузла (місця спирання ригеля) до кінців: у вузлі розміри перерізу дорівнюють 457X1219 мм, біля опорної плити та оголовка 457X457 мм. Ригель і зовнішні стійки також зварені з листової сталі та мають змінний двотавровий переріз, що змінюється по висоті від 1460 мм (у вузлі) до 457 мм по кінцях. На будівельний майданчик стійки-пілони та зовнішні стійки з вузловим відрізком ригеля доставляли повністю зібраними, а оігеля напіврам у вигляді трьох елементів довжиною 15, 17 та 29,5 м.
Монтаж рам вели у такій послідовності. Спочатку за допомогою пневмоколісних кранів встановлювали стійки-пілони, які прикріплювали до фундаментів та після надання необхідного нахилу розчалювали тимчасовими відтяжками. Потім зовнішню стійку укрупняли з 15-метровим ланкою ригеля в єдиний Г-подібний елемент, який піднімали краном, встановлювали на фундамент, пропускаючи одночасно передній кінець ригеля через отвір, спеціально залишений у стійці-пілоні. Після цього дві ланки ригеля, що залишилися, напіврами довжиною 17 і 29,5 м зварювали на землі, піднімали краном і приварювали до виступаючого зі стійки-пілона кінця раніше змонтованого 15-метрового ланки ригеля. Потім, не звільняючи крана, здійснювали кріплення та заданий натяг постійних підвісок та відтяжки. Для виготовлення підвісок та відтяжки використовували сталевий канат із оцинкованого дроту, який піддавали попередньої витяжки на спеціальному стенді. Зовнішні кінці напіврам підтримували підвіскою з двох канатів, середню точку ригеля підвіскою з одного каната, а для зовнішньої відтяжки використовували всі три відрізки каната. Ліву та праву напіврами монтували одночасно. Після їх встановлення та натягу підвісок виступаючі кінці ригелів напіврам замикали шарніром з амортизатором.