Монтаж эстакады под технологический трубопровод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Челябинской области

Государственное бюджетное образование учреждение

среднего профессионального образования (ССУЗ)

Южно-Уральский государственный технический колледж

Введение

На предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, газовой, энергетической, металлургической промышленности широко применяется транспортирование продукта по трубопроводам, прокладываемым над землей по отдельно стоящим опорам и эстакадам.

Проектирование отдельно стоящих опор и эстакад осуществляется организациями различного профиля, как по типовым, так и по индивидуальным проектам.

Для рационального проектирования конструкций опор и эстакад большое значение имеют исследования, проведенные в последнее время по снижению их материалоемкости, а именно уменьшению горизонтальных технологических нагрузок, разработке конструкций опор и эстакад с применением свай и предварительно напряженных конструкций и др.

К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы, предназначенные для транспортирования в пределах промышленного предприятия или группы этих предприятий различных веществ (сырья, воды, промежуточных и конечных продуктов), тепловые сети и т.п., необходимые для ведения технологического процесса или эксплуатации металлоконструкции.

1. Общая часть

Отдельно стоящая опора под трубопроводы состоит из одной или нескольких колонн, связей, траверсы и фундамента.

Эстакада состоит из опор (опора включает в себя: колонны, связи, фундаменты), пролетных строений (ферм, балок), траверс, связей по фермам.

В продольном направлении отдельно стоящие опоры и эстакады следует разбивать на температурные блоки, длина которых принимается в зависимости от предельных расстояний между неподвижными опорными частями трубопроводов и расчета конструкций на климатические воздействия. Температурный блок состоит из пролетных строений, одной анкерной опоры и промежуточных опор. Анкерные промежуточные опоры следует устанавливать, как правило, в середине температурного блока. В местах поворота или конца трассы применяются анкерные угловые или концевые опоры. При прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам образуется условный температурный блок, включающий в себя анкерную и промежуточные опоры. Для эстакад с железобетонными опорами применяется температурный блок без анкерных опор. Передача нагрузок на отдельно стоящие опоры и эстакады от трубопроводов производится посредством подвижных и неподвижных опорных частей трубопроводов. Восприятие температурных удлинений трубопроводов осуществляется компенсаторами. Опорные части, и компенсаторы относятся к деталям трубопроводов и задаются заданием на проектирование. Отдельно стоящие опоры и эстакады для технологических трубопроводов должны проектироваться на срок эксплуатации не менее 25 лет. Прокладка трубопроводов на эстакадах, высоких или низких отдельно стоящих опорах применяется при любом сочетании трубопроводов независимо от свойств и параметров транспортируемых веществ. Пересечение и параллельное размещение отдельно стоящих опор и эстакад с воздушными линиями электропередач, а также совместная прокладка трубопроводов и электрокабелей должны осуществляться в соответствии с Правилами устройства электроустановок.

При проектировании железобетонных и стальных конструкций отдельно стоящих опор и эстакад должны выполняться требования, предусматриваемые СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». Стальные конструкции указанных сооружений должны быть заземлены. В зависимости от объемно-планировочных и конструктивных решений отдельно стоящие опоры и эстакады могут проектироваться различных типов, отличающихся между собой по следующим признакам: по материалу конструкций: железобетонные, стальные, комбинированные (стальные и железобетонные); по конструктивным решениям несущих конструкций: пролетных строений, опор, фундаментов; по высоте верха опор: низкие и высокие; по способам разложения труб на опорах и эстакадах: одноярусное, двухъярусное, многоярусное.

Выбор тех или иных конструктивных решений производится на основании действующих нормативных документов, технологических требований, противопожарных требований, технико-экономических обоснований, требований типизации и унификации, действующих типовых проектов, а также возможной реконструкции предприятия. Исходными данными для разработки конструкций опор и эстакад являются: технологическое задание на проектирование, район строительства, генеральный план местности с нанесением на нем всех подземных и наземных коммуникаций, данные инженерной геологии, сведения о производственной базе строительных конструкций.

- план и продольный профиль трубопроводной трассы с указанием привязки подвижных и неподвижных опорных частей трубопроводов, компенсаторов, мест расположения анкерных опор и компенсирующих устройств;

- наименование трубопроводов, их привязка к строительным конструкциям;

- характеристика трубопроводов: наружный диаметр, нагрузка от веса трубопроводов, изоляционной конструкции, транспортируемого вещества, толщина изоляционной конструкции, возможность отложения пыли внутри трубопроводов, температура трубопроводов;

- тип опорных частей и максимально возможные их перемещения, горизонтальные нагрузки на неподвижные опорные части трубопроводов, размеры и тип компенсаторов;

- устройства для обслуживания трубопроводов: лестницы, проходные мостики, площадки;

- данные по резервным нагрузкам и габаритам при возможной реконструкции предприятия;

- предельные перемещения конструкций и оснований;

- особые технологические требования.

При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад следует преимущественно применять утвержденные типовые конструкции и узлы.

Прокладку трубопроводных сетей следует предусматривать вдоль проездов и дорог, как правило, со стороны, противоположной размещению тротуаров и пешеходных дорожек, выбирая по возможности кратчайшее расстояние между зданиями и сооружениями. Внутри производственных кварталов трассы трубопроводов следует проектировать параллельно линиям застройки.

Пересечение трубопроводов с железными и автомобильными дорогами должно предусматриваться, как правило, под углом 90°, но не менее 45°.

Высоту (расстояние от планировочной отметки земли до верха траверсы) отдельно стоящих опор и эстакад следует принимать: для низких отдельно стоящих опор - от 0,3 до 1,2 м, кратной 0,3 м в зависимости от планировки земли и уклонов трубопроводов; для высоких отдельно стоящих опор и эстакад - кратной 0,6 м, обеспечивающий проезд под трубопроводами и эстакадами железнодорожного и автомобильного транспорта в соответствии с габаритами приложения строений.

В поперечном сечении эстакад и отдельно стоящих опор рекомендуется равномерное распределение нагрузки от трубопроводов с возможной перегрузкой одной из сторон не более 20%.

Таблица 1 - Места ответвлений на основной эстакаде

При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад уклон трубопроводов должен создаваться за счет изменения отметки верхнего обреза фундамента или длины колонн с учетом рельефа поверхности земли вдоль трассы. Расстояние между отдельно стоящими опорами под трубопроводы должны назначаться исходя из расчета труб на прочность и жесткость. Шаг между опорами эстакад рекомендуется принимать 12, 18, 24 и 30 м.

При прокладке трубопроводов на низких опорах расстояние от поверхности земли до низа труб или теплоизоляции должно быть не менее 0,35 м при ширине группы труб менее 1,5 м и 0,5 м - при 1,5 м и более. Для перехода через трубопроводы следует предусматривать пешеходные мостики шириной не менее 0,9 м.

При прокладке по эстакадам трубопроводов, требующих регулярного обслуживания (не менее одного раза в смену), а также в многоярусных эстакадах должны предусматриваться, как правило, проходные мостики шириной не менее 0,6 м с перилами высотой не менее 1 м и через каждые 200 м лестницы - вертикальные с шатровым ограждением или маршевые.

Проходные мостики при прокладке по эстакадам и отдельно стоящим опорам рекомендуется предусматривать также в местах пересечения железных дорог, оврагов и на других труднодоступных для обслуживания трубопроводов местах.

Отдельно стоящие опоры и эстакады следует, как правило, проектировать сборными из унифицированных железобетонных конструкций с ненапряженной или напряженной арматурой. Применение стальных конструкций допускается в соответствии с Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов.

Конструкции отдельно стоящих опор и эстакад под трубопроводы с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями и газами должны проектироваться несгораемыми. Тип опорных частей трубопроводов определяется технологическим заданием в зависимости от величины передаваемых нагрузок и возможного перемещения трубопровода. При выборе подвижных частей следует стремиться к применению устройств, снижающих коэффициент трения, например прокладок из фторопласта и др.

Железобетонные опоры могут применяться с колоннами, защемленными в отдельные фундаменты, в виде одиночных свай-колонн, объединенных в плоские или пространственные системы; в виде колонн, установленных на односвайные фундаменты из свай-оболочек и буронабивных свай. Колонны стальных опор следует применять жестко соединенными с фундаментами. Допускается применение шарнирного опирания на фундаменты при условии обеспечения устойчивости опор в продольном направлении пролетными строениями или трубами и анкерными опорами.

Для отдельно стоящих опор с применением железобетонных шпал, температурный блок компонуется из промежуточных опор в виде железобетонных шпал, укладываемых на песчаную подушку, защищенную от выдувания путем пропитки ее битумом, и анкерных низких железобетонных опор (Указанные конструкции опор следует применять при непучинистых грунтах).

Траверсы для опирания трубопроводов подразделяются на рядовые и усиленные. На рядовых траверсах должно быть предусмотрено подвижное опирание трубопроводов, а на усиленных - неподвижное закрепление. Железобетонные траверсы рекомендуется проектировать прямоугольного сечения. Железобетонные траверсы должны иметь стальные закладные детали для размещения опорных частей трубопроводов и для крепления их к колоннам опоры или пролетным строением эстакад. Стальные траверсы рекомендуется выполнять коробчатого сварного сечения из двух швеллеров или гнутых замкнутых профилей.

2. Подготовка к монтажу

2.1 Приемка строительной части

Проект разрабатывается на основании задания на проектирование, составляемого заказчиком проекта. Производственные объекты проектируют в две стадии (первая стадия - технический проект, вторая - рабочие чертежи) или в одну стадию - технорабочий проект, в котором совмещены технический проект и рабочие чертежи.

Проект организации строительства (ПОС) - основной документ, по которому планируется и осуществляется строительство объекта, устанавливаются сроки и очередность строительства отдельных объектов и всего строительства в целом, определяются темпы и методы производства работ, потребность в рабочих кадрах и основных материально-технических ресурсах.

На основании проекта организации строительства разрабатывают проект производства работ (ППР), который служит руководством для организации и выполнения работ по возведению отдельных объектов или сложных конструктивных элементов. ППР разрабатывается на основе рабочих чертежей, в нем указывают способы выполнения работ.

В состав ППР по монтажу эстакады под технологический трубопровод должны входить: генплан с указанием расположения зданий и сооружений монтируемого объекта, подъездных путей, площадок складирования и укрупнительной сборки металлоконструкций, размещения временных инвентарных зданий и сооружений монтажной организации. На генплане наносятся временные сети трубопровода сжатого воздуха, воды, электроэнергии, сварочные посты, а также указываются направления перемещения и зоны действия основных монтажных механизмов и транспортных средств.

В состав документации, передаваемой заказчиком монтажной организации, входят установочные и рабочие чертежи технологических трубопроводов со спецификацией материалов, указанием параметров работы, нормами на монтаж и испытания, чертежи металлоконструкций, необходимые для их изготовления и монтажа. Кроме того, на период монтажа заказчик передает следующую комплектную документацию заводов-изготовителей: арматуры и контрольно-измерительных приборов, входящих в комплект поставки, сборочные чертежи металлоконструкции, поступающего отдельными блоками, формуляры с указанием допусков на сборку, заводские инструкции по сборке и сварке.

Установка и крепление металлоконструкции на фундамент - важнейшие монтажные работы, от качества выполнения которых во многом зависит их последующая работоспособность.

Фундаменты под металлоконструкцию должны быть выполнены в соответствии с проектом и не иметь поверхностных трещин, повреждений углов и оголенной арматуры. До сдачи фундамента под монтаж должны быть засыпаны пазухи, образовавшиеся при земляных работах, снята опалубка и извлечены пробки, поверхность тщательно очищена от остатков раствора и строительного мусора. Колодцы для анкерных болтов также должны быть прочищены.

Размеры фундамента в плане определяются габаритными размерами металлоконструкции и его размещением, а глубина - длиной фундаментных болтов, крепящих металлоконструкцию, размещением каналов и тоннелей в соответствии с чертежами и требованиями технических условий. На всех фундаментах, сдаваемых под монтаж металлоконструкции, должны быть заделаны металлические пластины с нанесенными на них осевыми и высотными отметками. После нанесения осей и отметок по реперам и планкам должна быть составлена исполнительная схема фундамента.

Монтажная организация приступает к приемке фундамента под монтаж только после получения от строительной организации исполнительной схемы и разрешения на производство монтажных работ. Готовность фундаментов к производству монтажных работ оформляют актом приемки - сдачи, подписанным представителями строительной и монтажной организации и технадзора заказчика.

Фундаменты под конструкции, устанавливаемые без подливки, сооружают на полную проектную отметку и сдают под монтаж с выровненной поверхностью. Готовые фундаменты принимают при условии соответствия фактических размеров проектным величинам, правильного расположения их поверхностей, закладных деталей, анкерной арматуры, фундаментных болтов и колодцев под них.

Металлоконструкцию, когда позволяют его габариты и масса, поставляют в собранном виде. Если металлоконструкция нетранспортабельна в собранном виде, его поставляют из минимального числа габаритных блоков, а в обоснованных случаях - негабаритных блоков с возможно меньшей степенью негабаритности.

Металлоконструкции разделяют на укрупненные транспортабельные (поставочные) блоки, если оно по своим габаритным размерам не может быть перевезено любым видом транспорта в собранном виде. Крепежные и другие детали, предназначенные для соединения (сборки) поставочных блоков между собой, для крепления и выверки его на фундаменте, а также отдельные детали (например, ограждения, арматура), снятые на время транспортирования с блоков, поставляют в комплекте с соответствующими поставочными блоками.

На каждой единице поставляемой металлоконструкции указывают места крепления стропов, положения центра тяжести, а также делают риски для выверки металлоконструкции на фундаменте. Для установки в проектное положение тяжеловесных и крупногабаритных сосудов металлоконструкций в их конструкции предусматривают устройства для строповки (цапфы, штуцера). В комплекте с металлоконструкцией поставляют специальные траверсы и опорные устройства, а также установочные винты (болты) и опорные пластины к ним для выверки его на фундаменте.

Вместе с металлоконструкцией завод-изготовитель поставляет техническое описание, инструкции по эксплуатации, техническому обслуживанию, монтажу металлоконструкции на месте его монтажа. Документация должна содержать перечень поставочных блоков, схемы строповки металлоконструкции в сборе, а также каждого блока в упаковке и без нее. Кроме того, в технической документации указывают: места установки уровня для выверки положения металлоконструкции в процессе его монтажа (при необходимости), габариты, массу и положение центра тяжести металлоконструкции в сборе, а также каждого блока.

В сопроводительной технической документации должны быть указаны способы проверки правильности сборки металлоконструкции, способы подготовки внутренних поверхностей к нанесению защитных покрытий либо сохранения защитных покрытий в процессе транспортирования и монтажа, места установки пломб.

Передают металлоконструкцию в монтаж по заявкам монтажной организации в соответствии с принятой последовательностью монтажных работ. Для сдачи - приемки металлоконструкции в монтаж заказчик и монтажная организация выделяют соответствующих работников.

Принимают металлоконструкцию в монтаж по внешнему осмотру без разборки на сборочные единицы. При этом должны быть проверены комплектность металлоконструкции по заводским спецификациям или отправочным ведомостям, соответствие металлоконструкции чертежам и проектным спецификациям, отсутствие повреждений или поломок, трещин, раковин и прочих видимых дефектов, наличие пломб, наличие специальных инструментов и приспособлений, поставляемых заводом-изготовителем.

Все доставленные металлоконструкции отправляются на склад, где их разгружают и сортируют в зависимости от очередности подачи на монтаж. Металлоконструкции складируют следующим образом. Фермы и аналогичные решетчатые конструкции складируют в вертикальном положении и поддерживаются упорами, длинные элементы (колонны, стойки, подкрановые балки) желательно укладывать параллельно подъездному пути с целью уменьшения числа разворотов конструкций при разгрузке и погрузке. Тяжелые конструкции укладывают ближе к пути, а легкие - дальше.

Перед подачей конструкций на монтаж их очищают от грязи и ржавчины. Далее следует проверка на дефекты. При их наличии, если у монтажной организации имеется возможность исправления обнаруженных неполадок, они исправляются на месте. При отсутствии такой возможности, конструкция возвращаются заводу-изготовителю для исправления либо замены.

2.3 Организация монтажной площадки

Монтажной площадкой называют территорию, на которой выполняют работы по монтажу всех машин, агрегатов и другого технологического оборудования, трубопроводов и металлоконструкций строящегося объекта. Основные решения организации монтажной площадки отражают на генплане. Территорию ограждают, устанавливают бригадные домики, места для курения, санитарный узел. Одним из основных элементов правильной организации монтажной площадки является организация складирования оборудования и материалов.

Металлоконструкции, находящиеся на складах, необходимо предохранять от механических повреждений и деформаций. На складе металлоконструкцию следует размещать так, чтобы была возможность осматривать его, перемещать и комплектно выдавать в монтаж. Металлоконструкция независимо от наличия упаковки должно быть уложено на подкладки для предотвращения непосредственного касания пола или земли.

Склады следует строить по наиболее экономичным типовым проектам. При размещении складов вблизи строящихся объектов следует соблюдать все необходимые условия. Сооружать склады на площадках, не подлежащих застройке в течение периода их эксплуатации. Склады на реконструируемых действующих предприятиях химической и других отраслей промышленности, и в первую очередь склады металлоконструкций, необходимо располагать с учетом действующих предприятиях химической и других отраслей промышленности, а также необходимо их располагать с учетом направления господствующих ветров.

3. Монтаж

Эстакада под трубопровод проста по конструкции. Она состоит из фундаментов стаканного типа, колонн, продольных балок и траверс. Самым тяжелым элементом являются колонны.

Перед началом монтажа спланируем и утрамбуем площадку для сборки блоков эстакады и для стоянок крана.

Конструкции разгружаем в зоне действия монтажного механизма и раскладываем в положение, удобное для их подъема. Запас конструкций должен обеспечить бесперебойную работу по монтажу.

До начала монтажа устанавливаем временную и постоянную опоры.

Навешиваем на блоки Б1 и Б2 лестницы, а также натягиваем страховочный канат.

Монтаж эстакады будем вести двумя блоками, краном СКГ-40БС, lстр=25 м. На первом этапе смонтируем блок Б2 массой 16,2 т длиной 33 м. Из исходного положения блок Б2 краном СКГ-40БС установим на опору. Крепление блока выполняем на монтажных болтах с вышки АГП-18. После крепления блока на опорах, производим расстроповку.

На втором этапе смонтируем блок Б1 массой 10,1 т длиной 24 м, произведем это краном СКГ-40БС в следующей последовательности:

По тому же принципу монтируем эстакаду до конца. После чего проведем визуальный осмотр всей эстакады, проверим крепежи, очистим территорию от мусора. И, в заключение, после окончания монтажных работ необходимо подготовить акт приемки-сдачи эстакады. Составлением акта занимаются монтажная организация и заказчик.

4. Расчетная часть

1. Определяем наибольшую высоту подъёма крана, Нк, м., по формуле:

Нк=hф+hзф+hгр+hс, м; (1)

Нк= 15,5+0,5+6+1,5= 23,5 м

2. Подбираем кран:

Конструкция крана СКГ- 40БС

Грузоподъёмность крана, т., Q= 40

Длина стрелы, м., Lc= 25

Вылет крюка, м., Lк= 4,5

Наибольшая высота подъёма крюка, м., Hк= 23,5

4.2 Расчет стропа для подъема блока Б1 весом 10,1 т

1. Определяем усилие в каждой ветви стропа Pc ; т.с ; по формуле:

Pс= ; (2)

Где: Pc - усилие в каждой ветви стропа

б - угол стропа

Pс= = = 3,58 т.с = 35,8 кН.

2. Определяем разрывное усилие стропа R; кН; по следующей формуле:

R= Pc•k ; (3)

где R- разрывное усилие стропа

Pc- усилие в каждой ветви стропа

R= 3,58•6= 21,48 т.с = 214,8 кН.

3. Подбираем канат

Конструкция каната ТЛК 637+1 о.с.

Разрывное усилие, кН, R= 215,5

Предел прочности, МПа, = 2000

Диаметр каната, мм, d= 19,5

Вес каната 1000 метров, кг, Q1000= 1350

4.3 Расчет стропа для подъема блока б2 весом 16,2 т

1. Определяем усилие в каждой ветви стропа Pc; т.с; по формуле (2)

Pс= = = 5,73 т.с = 57,3 кН.

2. Определяем разрывное усилие стропа R; кН; по формуле (3)

R= 5,73•6 = 34,38 т.с = 343,8 кН

3. Подбираем канат

Конструкция каната ТЛК 637+1 о.с.

Разрывное усилие, кН, R= 353

Предел прочности, МПа, = 1400

Диаметр каната, мм, d= 29

Вес каната 1000 метров, кг, Q1000= 3015

4.4 Расчет стропа для подъема колонны весом 20 т

1. Определяем усилие в каждой ветви стропа Pc; т.с; по формуле (2)

Pс= = = 7,07 т.с = 70,7 кН.

2. Определяем разрывное усилие стропа R; кН; по формуле (3)

R= 7,07•6 = 42,42 т.с = 424,2 кН

3. Подбираем канат

Конструкция каната ТЛК 637+1 о.с.

Разрывное усилие, кН, R= 428,5

Предел прочности, МПа, = 1700

Диаметр каната, мм, d= 29

Вес каната 1000 метров, кг, Q1000= 3015

Размещено на Allbest.ru