Посилення металевих конструкцій, Реконструкція промислових підприємств, Навчальна база
Класифікація методів посилення конструкцій. Посилення металевих конструкцій може здійснюватися наступними методами (рис. 7.8): введенням додаткових ненапружуваних елементів; введенням попередньо напружуваних гнучких н жорстких елементів; підведенням додаткових розвантажувальних елементів (конструкцій); посиленням стикових з'єднань конструкцій та їх елементів; винятком елементів із конструкцій.
Для підвищення несучої здатності окремих елементів та їх сполук використовують такі методи посилення: постановку додаткових деталей, що включаються до спільної роботи з елементами, що посилюються; посилення зварних, заклепувальних та болтових з'єднань елементів.
Технологія посилення металевих конструкцій. Нижче розглянуто найбільш характерні приклади посилення сталевих конструкцій у різний спосіб.
Посилення колон промислових будівель додатковими ненапруженими елементами. Робота з посилення колон додатковими ненапружуваними елементами (рис. 7.9), що підвищують несучу здатність конструкцій, що посилюються, виконується в наступній технологічній послідовності.
Спочатку колону звільняють від комунікацій, елементи посилення розміщують в зоні робіт, відключають тролеї мостового крана в робочій зоні, встановлюють приставні сходи з майданчиком або оббудовують колону підмостями, у вузлах, розташованих вище конструкцій, закріплюють монтажні блоки і встановлюють електромонтаж колони. Потім частково знімають діючу на колону навантаження (обмежують зону роботи мостового крана, звільняють конструкції покриття від тимчасових навантажень — пилу, снігу) і приварюють до колони фіксатори, що підсилюються, службовці для вивіряння і тимчасового закріплення.елементів посилення, з кроком 600-1000 мм відповідно до кроку отворів під них на підсилювальних елементах.
Після цього встановлюють елементи посилення в проектне положення, закріплюючи їх струбцинами або поєднуючи отвори з фіксаторами, і тимчасово закріплюють їх за допомогою клинів, після чого можна виконувати розстропування елементів посилення. Робота закінчується закріпленням підсилювальних деталей шляхом зварювання (спочатку проектні зварні шви в кінцях елементів, а потім по всій довжині елементів), покриттям антикорозійним складом незабарвлених частин посиленої колони і елементів, що підсилюють і, нарешті, зняттям блоків, розбирання риштовання і видаленням електролебідки.
Посилення ферм додатковими ненапруженими елементами.
Несучу здатність елементів верхнього пояса ферми можна збільшити постановкою шпренгельних елементів (рис. 7.10). Роботи виконують у наступній послідовності: готують поверхню посилюваних елементів ферми в місцях примикання шпренгельних конструкцій, знижують навантаження на ферму шляхом звільнення покриття від тимчасових навантажень (пилу, снігу); встановлюють по розмітці вузлові фасонки і фіксують їх проектне положення спочатку прихватками, а потім приварюють проектними швами; піднімають та встановлюють шпренгелі у проектне положення та тимчасово закріплюють їх на болтах грубої точності; у вузлах кріплення шпренгельних елементів накладають зварні шви відповідно до проекту; покривають антикорозійними складами незабарвлені частини посилених конструкцій та шпренгельні елементи.
Усі операції з посилення ферми необхідно проводити за допомогою сходів з люлькою, яка переміщається вздовж ферми по напрямному канату (рис. 7.10 а). При цьому кінці канатів кріплять до вертикальних зв'язків іфіксують стисканнями (не менше трьох на один кінець). Для підйому робітників на ферму, що посилюється, використовують приставні сходи, а для переходу по фермі на висоті 1-1,2 м від нижнього пояса натягують страхувальний трос.
Підйом елементів посилення виконують за допомогою монтажного блоку, що навішується на прогін горизонтальних зв'язків по верхніх поясах та лебідках (рис. 7,10, а). Після закінчення робіт з посилення в одній або двох сусідніх панелях монтажний блок переноситься в наступний вузол, а сходи з люлькою переміщаються до нового місця, де вони кріпляться до верхнього та нижнього поясів. Іноді посилення та ремонт кроквяних ферм роблять з використанням високих майданчиків-опор.
За наявності в цеху мостових кранів роботи виробляються в такій послідовності: на мостовому крані встановлюють настил і на ньому розкладають елементи риштовання; мостовий кран встановлюється під фермою, що посилюється; відключаються тролеї мостового крана у межах небезпечної зони; за допомогою блоків та електролебідки на мостовому крані встановлюються підмостки (рис. 7.10, б) із закріпленням їх відповідно до ППР та забезпеченням їх жорсткості та стійкості; проводяться роботи щодо посилення ферм постановкою шпренгельних елементів (аналогічно описаному вище); знімають підмостки з мостового крана, відвідні блоки та лебідки.
Посилення прогонових конструкцій попередньо напруженими гнучкими затяжками. Роботи можуть виконуватися без зниження навантаження, але з обов'язковим виключенням динамічних впливів під час виконання зварювальних робіт.
Посилення підкранових балок (рис. 7.11) виконують так: спочатку відключають тролеї з обох боків підкранових балок у межах зони робіт; готують поверхні нижнього пояса балки в місцях спирання затяжки та просвердлюють отвори в нижньому поясідля кріплення опорних частин затягування та фіксаторів. Потім встановлюють на болтах грубої точності опорні вузли затяжки (опорну плиту, ребра жорсткості та упорну планку з прорізом), приварюють опорні плити до нижнього пояса балки та встановлюють затяжку за допомогою лебідок та монтажних блоків. Після цього фіксатор закріплюють до нижнього пояса балки на болтах грубої точності, приварюють, а кінці затяжки закріплюють приварюванням шайби до завзятих планок. Закінчується робота виконанням напруги затягування відтарованими динамометричними ключами. При цьому спочатку створюється напруга конструкції зусиллям до 50% проектного значення та після 10-хвилинної витримки з оглядом конструкції зусилля напруги доводиться до 100% проектного значення.
Приблизно в аналогічній технологічній послідовності проводяться роботи з посилення несучих ферм з використанням затяжки і стійок шпренгелю, а також посилення несучих балок жорсткими напруженими елементами.
Посилення та заміна конструкцій підведенням тимчасових та постійних опор. Напружений стан стрижневих систем ферм регулюють додатком зовнішнього розрахункового зусилля в заданому вузлі за допомогою інвентарної розвантажувальної опори в такій технологічній послідовності (рис. 7.12): спочатку виконують посилення вузла, в якому буде проводитися піддомкрачування (якщо потрібно за результатами розрахунку); встановлюють інвентарну опору під прогоновим будовою (безпосередньо під необхідним вузлом) і опору навішують сходи з майданчиками. Потім за допомогою домкратів вибирають зазор між траверсою інвентарної опори і вузлом ферми, до якого потрібно прикласти зовнішню силу, і траверсі інвентарної опори закріплюється на болтах нижня зв'язкова розпірка галерей.
Далі піддомкрачують вузол ферми на розрахункове зусилля тацим на елементі ферми, що вимагає посилення або заміни, створюють нульове зусилля. При цьому елементи ферми розвантажують у два етапи (50 та 100 % розрахункового значення). Після повного вимкнення елемента роботи виконують його посилення (прикріплюють додаткові елементи) або повністю його замінюють.
При включенні в роботу елементів спочатку знижують тиск у домкратах до величини, від якої починалося піддомкрачування вузла, а потім знімають болти, що кріплять зв'язкову розпірку до траверси, і доводять тиск у домкратах до нульового значення. При цьому проміжок між конструкцією ферми і траверсою інвентарної опори повинен бути не менше 50 мм. Після цього демонтують інвентарну опору.