Усиление металлоконструкций
Для усиления металлоконструкций практикуются следующие методы:
- введение предварительно напрягаемых жестких и гибких элементов;
- включение дополнительных ненапрягаемых деталей;
- упрочнение стыковых соединений и других элементов конструкции;
- подведение разгружающих устройств или деталей;
- исключение определенных элементов из состава конструкции.
Для повышения несущих показателей отдельных деталей и/или их соединений практикуют следующие способы:
- усиление болтовых, заклепочных, сварных соединений;
- установку дополнительных элементов, которые включаются в совместную работу с усиливаемыми деталями.
Рассмотрим характерные примеры упрочнения стальных конструкций с помощью различных методик.
Усиление ненапрягаемыми элементами колонн промышленных зданий
Этап 1. Колонну освобождают от имеющихся коммуникаций. Усиливающие элементы размещают в зоне выполнения работ, отключают на этом участке троллеи мостового крана, монтируют приставную лестницу с площадкой либо подмостки. В узлах, которые находятся выше колонны, устанавливают электролебедки и закрепляют монтажные блоки. Также подготавливают поверхности колонных ответвлений.
Этап 2. Колонну частично освобождают от нагрузки (очищают от снега и/или пыли, ограничивают рабочую зону мостового крана и т. п.). К конструкции приваривают фиксаторы с шагом 60–100 см, предназначенные для выверки и временного закрепления усиливающих элементов.
Этап 3. Элементы усиления устанавливают в проектное положение, совмещая их отверстия с фиксаторами либо закрепляя струбцинами, затем – клиньями, после чего можно приступать к расстроповке усиливающих деталей.
Этап 4. Усиливающие элементы закрепляются посредством сварки. Сначала выполняются швы на концах деталей, затем – по всей их длине. Неокрашенные участки усиленной конструкции и применяемых для этого элементов покрываются антикоррозийным составом.
Этап 5. Снимаются блоки, разбираются подмостки, осуществляется демонтаж электролебедки, других конструкций и оборудования, использованных в ходе работ.
Усиление ферм ненапрягаемыми дополнительными элементами
Несущие показатели деталей верхнего пояса можно увеличить посредством установки шпренгельных элементов. Работы выполняются в следующей последовательности:
- В местах примыкания шпренгельных элементов подготавливают поверхность.
- Уменьшают нагрузку на ферму, для чего ее очищают от загрязнений.
- Монтируют узловые фасонки по разметке, фиксируют их проектное положение прихватками, затем – посредством приваривания проектными швами.
- Поднимают шпренгели, устанавливают их в проектное положение, обеспечивают временную фиксацию на болтах грубой точности.
- Накладывают сварные швы в узлах фиксации шпренгелей (согласно проекту).
- Обрабатывают неокрашенные участки антикоррозионными составами.
Все работы по усилению таких конструкций проводят с применением лестницы с люлькой, перемещаемой по направляющему канату вдоль фермы.
Концы канатов при этом фиксируют к вертикальным связям и закрепляют сжимами (минимум 3 шт. на 1 конец). Рабочие поднимаются на ферму с помощью приставных лестниц. Для обеспечения безопасности переходов на высоте 100–120 см от нижнего пояса размещают страховочный трос.
Для подъема усиливающих элементов используют лебедку и монтажный блок, который навешивается на прогон горизонтальных связей вдоль верхних поясов. По завершении усиливающих работ на 1–2 соседних панелях указанный блок и лестница с люлькой перемещаются в следующий узел, где фиксируются. Реже для проведения операций применяются высокие опорные площадки.
Усиление пролетов гибкими предварительно напряженными затяжками
Работы можно выполнять без уменьшения нагрузки, но с исключением динамических воздействий во время проведения сварки. Усиление проемов металлоконструкций осуществляется следующим образом:
- Отключают троллеи с подкрановых балок в области проведения работ.
- Готовят поверхности нижнего пояса на участках, где опирается затяжка.
- Сверлят отверстия для крепления фиксаторов и опорных элементов затяжки.
- Устанавливают опорные узлы (ребра жесткости, плиту, упорную планку) на болтах грубой точности.
- Приваривают к нижнему балочному поясу опорные плиты.
- С помощью блоков и лебедки устанавливают затяжку.
- К нижнему поясу крепят фиксатор на болтах грубой точности, затем его приваривают.
- Закрепляют концы затяжки посредством приваривания шайб к упорным планкам.
Работы завершаются созданием напряжения затяжки, для чего используют динамометрические ключи. Сначала создается напряжение до 50 % от проектной величины, делается выдержка 10 минут, и осуществляется усиление до 100 %.
Усиление несущих ферм с применением затяжек и шпренгельных стоек, упрочнение балок напрягаемыми жесткими элементами выполняется примерно по такому же алгоритму.
Замена и усиление конструкций подведением постоянных и временных опор
Напряжение стержневых систем регулируют с помощью приложения расчетного внешнего усилия в определенных узлах. Для этого задействуют разгружающую инвентарную опору. Алгоритм выполнения работ:
- Усиление узла, предназначенного для поддомкрачивания (если данная процедура необходима согласно расчетам).
- Установка инвентарной опоры под пролетами (требуемым узлом), навешивание лестницы с площадкой.
- Выбор зазора между требуемым узлом фермы и траверсой инвентарной опоры, для чего задействуется домкрат.
- Болтовая фиксация связевой нижней распорки галерей.
Затем технология усиления стен металлоконструкциями предусматривает поддомкрачивание узлом. Это позволяет создать нулевое усилие на элементе, требующем замены или усиления. Разгрузка осуществляется в две стадии (на 50 и 100 %). После выключения элемента его меняют полностью или усиливают с помощью прикрепления дополнительных конструкций.
При включении элемента в работу сначала уменьшают давление в домкратах до значения, с которого стартовало поддомкрачивание, затем демонтируют болты, посредством которых связевая распорка крепится к траверсе, и опускают давление до 0. Между траверсой инвентарной опоры и конструкцией фермы при этом должен оставаться зазор минимум 50 мм. На завершающем этапе выполняют демонтаж инвентарной опоры.