Технология ремонта и усиления конструкций эксплуатируемых зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Технология ремонта и усиления конструкций эксплуатируемых зданий»

Преподаватель Тимошук В.А.



1. Понятие о вывешивании конструкций

При усилении или замене конструкций возникает необходимость их разгрузки от временных и постоянных нагрузок, которая может быть осуществлена методом вывешивания без разборки вышележащих конструкций.

Вывешивание конструкций - снятие всех нагрузок с конструкций путём демонтажа элементов или изменения конструктивной схемы.

При реконструкции промышленных зданий способы вывешивания могут быть использованы при переустройстве или усилении колонн и фундаментов, подкрановых балок, подстропильных и стропильных конструкций.

Число креплений и опор при вывешивании и их тип зависят от конструкции усиливаемого или реконструируемого сооружения, прочности отдельных частей сооружения, конструктивного решения усиления, а также методов производства работ.

У вывешивания две основных задачи:

-Не дать конструкции сложится во время выполнения работ.

-Обеспечить включения конструкций усиления в работу, после снятия конструкций вывешивания.

При разгрузке ферм или балок временные опоры подводят под верхний пояс фермы, под раму или под балку. Опоры выполняют из одиночных или (лучше) парных стоек с насадкой поверху и раскреплением по высоте связей из досок, металлических креплений. При «вывешивании» конструкций рассчитывают величины и знаки усилий, возникающие в элементах укрепляемой конструкции; элементы, в которых при этом возникают перенапряжения, временно усиливают.

Вывешивание подкрановых балок - осуществляют при необходимости усиления подкрановых ветвей колонн, реконструкции их оголовков или опорных частей подкрановых балок, восстановления работоспособного положения, нарушенного в результате неравномерной осадки фундаментов колонн, установки подкрановых балок на новый высотный горизонт

Для обеспечения безопасности работ по усилению и реконструкции фундаментов часть здания, участки стен или отдельные колонны укрепляют временными опорами, т. е. производят их вывешивание. Временное укрепление выполняют с помощью продольных балок (рандбалок), врубаемых в стену или фундамент; разгрузочных поперечных балок; подкосных и подкосно-ригельных конструкций; рамных конструкций; систем стоечных конструкций; вывешиванием на сваях и шпренгельным вывешиванием.

Вывешивание конструкций это совокупность операций по полному снятию нагрузок, которые передаются вывешиваемому элементу вышележащими элементами, операции по разделению вышележащего и несущего элементов. Эти работы относятся к наиболее сложным, так как они выполняются в стесненных условиях, в цехах с без остановочным режимом работы. У вывешиваемой конструкции меняется расчетная схема работы, что вызывает необходимость ее усиления. Для выполнения этих работ требуется специальная технологическая оснастка и приспособления изготавливаемые обычно монтажными организациями. Также необходимо обеспечить пространственную устойчивость на период производства работ. Несмотря на сложность вывешивание конструкций дает большой экономический эффект. При реконструкции одноэтажных пром. зданий различные конструкции вывешивают при необходимости замены, усиления колонн и фундаментов, ПБ, подстропильных и стропильных конструкций.

Возможность использования метода, а также совокупность мероприятий по усилению вывешиваемых конструкций и обеспечение пространственной устойчивости каркаса цеха определяет проектная организация, которая разрабатывает проект реконструкции по исходным данным, выдаваемым проектной организацией разрабатываемой ППР.

Во время производства работ в границах участка, определяемого проектной организацией должна быть запрещена работа электромостовых кранов, остановлена работа оборудования, передающего динамические нагрузки на грунт или строительные конструкции.

Временные опоры и конструкции должны быть надежно закреплены растяжками или распорками. До начала работ убрать с кровли снег, пыль и прочее. С вывешиваемой конструкции снять пром проводки. Во время работы установить постоянный геодезический контроль за пространственным положением конструкций цеха. Работами по вывешиванию конструкции постоянно руководит инженерно-технический работник.

железобетонный колонна фундамент стропильный

2. Общие требования технологии вывешивания конструкций

Вывешивание конструкций - снятие всех нагрузок с конструкций путём демонтажа элементов или изменения конструктивной схемы.

У вывешивания две основных задачи:

-Не дать конструкции сложится во время выполнения работ.

-Обеспечить включения конструкций усиления в работу, после снятия конструкций вывешивания.

Возможность использования мероприятий по усилению вывешиваемых конструкций и обеспечение пространственной устойчивости каркаса цеха определяет проектная организация, которая разрабатывает проект реконструкции по исходным данным, выдаваемым проектной организацией разрабатываемой ППР.

Во время производства работ в границах участка, определяемого проектной организацией должна быть запрещена работа электромостовых кранов, остановлена работа оборудования, передающего динамические нагрузки на грунт или строительные конструкции.

Временные опоры и конструкции должны быть надежно закреплены растяжками или распорками. До начала работ убрать с кровли снег, пыль и прочее. С вывешиваемой конструкции снять пром проводки.

Во время работы установить постоянный геодезический контроль за пространственным положением конструкций цеха. Работами по вывешиванию конструкции постоянно руководит инженерно-технический работник.

3. Вывешивание колонн с помощью гидравлических домкратов

Вывешивание колонн со всеми вышерасположенными конструкциями с помощью гидравлических домкратов, осуществляется в тех случаях, когда требуется восстановить в проектное положение колонны, нарушенные в результате просадок основания (рис.).

Рис. Вывешивание колонн при их восстановлении в проектное положение в результате просадок основания: 1 - подкрановая балка; 2 - вывешиваемая колонна; 3 - расчалки; 4 - наддомкратное опорное устройство; 5- домкрат; 6- основание под домкрат; 7 - фундамент

До начала работ опорные узлы колонны освобождают от бетона и при необходимости освобождают опорные плиты от сцепления с фундаментом. Колонны также освобождают от стенового освобождения. На колонне предварительно крепят упорные столики или под домкратные балки, а на поверхности фундамента устанавливают основания под домкраты. Между подготовленным основанием и над домкратной упорной конструкцией устанавливают парное число гидродомкратов. Работа их синхронизируется подключением к насосной станции. Устойчивость колонн перед подъемом обеспечивается 4 расчалками, прикрепленными к низу колонны и расположенными диаметрально. Устанавливают инструментальных контроль за усилиями в расчалках, которые должны быть равными. После этого колонну освобождают от фундамента, свинчивая гайки с анкерных болтов на величину, превышающую расчетную высоту подъема на 15-20мм и гидродомкратами поднимают колонну. Колонну поднимают также на 10-15мм выше расчетной величины, затем закрепляют выверенные по толщине прокладки или специальную вставку и опускают колонну переопирая её на прокладки. Затем закрепляют её гайками анкерных болтов, убирают домкраты, снимают расчалки и упорные конструкции.

4. Вывешивание колонн с помощью низких порталов

Если проектом реконструкции требуется замена старого фундамента, а так же при наличии в зоне колонны слабых грунтов, каналов, подземных сооружений и коммуникаций, вывешивание колонн производится с помощью низких и высоких порталов. Низкие применяются при замене и усилении существующего фундамента.



а) б)

Рис. Вывешивание колонн при замене фундамента (а) или переустройстве базы колонны или ее подкрановой части (б): 1 - подкрановая балка; 2 - вывешиваемая колонна; 3 - расчалки; 4 - наддомкратное опорное устройство; 5- домкрат; 6- ограждение портала; 7 - фундамент; 8 - низкий портал; 9 - основание под портал; 10 - высокий портал; 11 - отводной блок; 12 - полиспаст; 13 - лебедка

При использовании низких порталов в качестве подъемного устройства используют гидравлические домкраты, а высоких - гидравлические домкраты или лебедки с полиспастами.

Порталы представляют собой жесткую конструкцию и способны воспринять все монтажные и рабочие нагрузки от вывешиваемого участка. Они состоят из 4 опор, объединенных в верхней части балочной системой, а так же из несущих и связующих элементов, образующих рабочую площадку. Вывешиваемую колонну переопирают на портал, жестко прикрепляя к нему. После выполнения работ по опиранию работ на порталы грузоподъемные устройства (гидродомкраты, лебедки...) освобождают от нагрузки. Или опирание вывешиваемой колонны можно осуществлять на смежные колонны цеха, сохраняемые на период производства работ в проектном положение (типа ножниц) для этого используются наклонные жесткие подвески и подпорки коробчатого, трубчатого или решетчатого типа. Постоянной закрепление подпорок и подвесок с вывешиваемыми и существующими конструкциями рекомендуется выполнять на высокопрочных болтах, так как они образуют надежное, сдвигоустойчивое разъемное соединения. При вывешивании колонн нагрузки передаются на существующие конструкции цеха с помощью гидродомкратов, устанавливаемых непосредственно под фундамент или на домкратные рамки.

Выполняется в следующей последовательности:

1. На вывешиваемых и прежних, то есть сохраняемыми в проектном положении колоннах закрепляют детали узлов, сопряжение колонн с подвесками или подпорками.

2. На вывешиваемой колонне также закрепляют упорные поддомкратные конструкции.

3. С помощью полиспаста, лебедки и отводных блоков поднимают узел, сочленяемой подвеской или подпоркой и временно крепят его к колонне.

4. Устанавливается основание под гидродомкраты.

5. Расчаливают вывешиваемую колонну

6. Разъединяют колонну с фундаментом

7. Гидродомкратами поднимают колонну на расчетную высоту

8. Затем с помощью полиспаста лебедки и отводных блоков, приподнимают свободный конец подвески или подпорки, совмещают отверстия в узле и устанавливают высокопрочные болты, контролирую из натяжение. После проектного закрепления узлов плавно опускают поршни домкратов.

5. Вывешивание подкрановых балок при использовании стоек

Вывешивание подкрановых балок производят при необходимости усиления подкрановых ветвей колонн, реконструкции опорных частей подкрановых балок или установки подкрановых балок на более высокий горизонт. До начала подъема подкрановых балок стыковые узлы рельсов должны быть разъединены, а крепление рельсов ослаблены

Подъем подстропильных балок в зависимости от характера и степени стесненности монтажной зоны, наличия грузоподъемных механизмов, а также несущей способности конструкций покрытия может осуществляться: самоходными стреловыми кранами, подвесными кран-балками, тельферами, монтажными мачтами и стрелами, полиспастами и лебедками, мостовыми кранами вышерасположенных ярусов или специально переоборудованными монтажными балками, установленными на кровле цеха, и др.

В качестве временных опорных устройств используют стойки трубчатого или решетчатого сечения, а также пространственные опоры. При использовании стоек на специально подготовленное основание (самостоятельный фундамент, шпальную клетку, пакет стальных балок) с помощью лебедки и полиспаста устанавливают опорную стойку и раскрепляют ее растяжками в верхнем и нижнем узлах. Если стойку устанавливают на специально устроенный фундамент, то крепление нижнего узла выполняют анкерными болтами. Гидродомкратами, установленными на том же основании, поднимают стойку до соприкосновения ее верхнего узла с подкрановой балкой и временно их соединяют. Разъединяют узел сопряжения подкрановой балки колонной и смежной подкрановой балкой и производят дальнейший подъем на расчетную высоту, одновременно заполняя подкладками образующийся зазор между стойками и основанием. Если в средних рядах цеха осуществляют подъем блока подкрановых балок, то опорная стойка устанавливается по продольной оси блока, а ее сопряжение с блоком производят с помощью поперечных упорных балок, ввариваемых между двумя подкрановыми. Можно также использовать стойку, оборудованную в верхнем узле поперечной балки в подкосами, на которую опирают нижний пояс вывешиваемой подкрановой балки.

Стоечные опоры используют, в основном, когда высота до низа подкрановой балки не превышает 10 м. В других случаях, а также при большой массе подкрановых балок более рационально использование пространственных опор, обладающих повышенной несущей способностью и пространственной устойчивостью. Применение таких опор, оборудованных специальными рабочими площадками, позволяет осуществить простое переопирание подкрановых балок на опору с помощью поперечных промежуточных балок, что уменьшает трудоемкость и сроки производства работ. При больших объемах работ по вывешиванию подкрановых балок и относительно низкой внутренней стесненности реконструируемых пролетов цеха пространственная опора может быть выполнена сборно-разборной, подвижной или переставляемой.

а) б) в)

Рис. Схемы выжимания подкрановых балок с помощью гидродомкратов (а), временных опор (б) и пространственного А-образного портала (в): 1- колонна; 2- подкрановая балка; 3- временная опора; 4- растяжки; 5- гидродомкраты; 6- портал; 7- стяжное устройство

6. Вывешивание подкрановых балок при использовании пространственных опор

Вывешивание подкрановых балок производят при необходимости усиления подкрановых ветвей колонн, реконструкции опорных частей подкрановых балок или установки подкрановых балок на более высокий горизонт. До начала подъема подкрановых балок стыковые узлы рельсов должны быть разъединены, а крепление рельсов ослаблены

а) б) в)

Рис.2.7. Схемы выжимания подкрановых балок с помощью гидродомкратов (а), временных опор (б) и пространственного А-образного портала (в): 1- колонна; 2- подкрановая балка; 3- временная опора; 4- растяжки; 5- гидродомкраты; 6- портал; 7- стяжное устройство

Подъем подстропильных балок в зависимости от характера и степени стесненности монтажной зоны, наличия грузоподъемных механизмов, а также несущей способности конструкций покрытия может осуществляться: самоходными стреловыми кранами, подвесными кран-балками, тельферами, монтажными мачтами и стрелами, полиспастами и лебедками, мостовыми кранами вышерасположенных ярусов или специально переоборудованными монтажными балками, установленными на кровле цеха, и др.

В качестве временных опорных устройств используют пространственные опоры.

При использовании опор на специально подготовленное основание (самостоятельный фундамент, шпальную клетку, пакет стальных балок) с помощью лебедки и полиспаста устанавливают опорную стойку и раскрепляют ее растяжками в верхнем и нижнем узлах.

Если опору устанавливают на специально устроенный фундамент, то крепление нижнего узла выполняют анкерными болтами. Гидродомкратами, установленными на том же основании, поднимают опору до соприкосновения ее верхнего узла с подкрановой балкой и временно их соединяют. Разъединяют узел сопряжения подкрановой балки колонной и смежной подкрановой балкой и производят дальнейший подъем на расчетную высоту, одновременно заполняя подкладками образующийся зазор между стойками и основанием.

7. Вывешивание подкрановых балок с помощью пространственного А- образного портала

Вывешивание подкрановых балок производят при необходимости усиления подкрановых ветвей колонн, реконструкции опорных частей подкрановых балок или установки подкрановых балок на более высокий горизонт. До начала подъема подкрановых балок стыковые узлы рельсов должны быть разъединены, а крепление рельсов ослаблены

Способа А-образных пространственных порталов, совмещает в себе функции временного опорного и выжимающего устройств. Портал представляет собой ригель, на концах которого имеются две пары щек с отверстиями и две пары стоек, верхние концы которых заводятся между щеками и шарнирно соединяются между собой и с ригелем. Нижние концы стоек снабжены лыжеобразными опорными частями. Стойки попарно соединены стяжными устройствами. При работе портал устанавливают на металлический лист или отрезки швеллеров, поверхность которых может быть смазана для уменьшения сил трения между основанием и стойками портала. Затем с помощью стягивания стоек портал подводят до соприкосновения с низом подкрановой балки и временно соединяют их. После этого разъединяют узел сопряжения со смежной подкрановой балкой, отсоединяют вывешиваемую балку от колонны и, стягивая стойки, выжимают балку на расчетную высоту.



а) б) в)

Рис. Схемы выжимания подкрановых балок с помощью гидродомкратов (а), временных опор (б) и пространственного А-образного портала (в): 1- колонна; 2- подкрановая балка; 3- временная опора; 4- растяжки; 5- гидродомкраты; 6- портал; 7- стяжное устройство

8. Вывешивание стропильных ферм с помощью пространственных опор

Необходимость вывешивания стропильных ферм может быть вызвана неравномерными осадками фундаментов, что приводит к нарушению эксплуатации мостовых кранов.

Рис. Схемы вывешивания стропильных ферм с помощью временных стоек (а) и площадок, устраиваемых на подкрановых балках (б), на колонне (в) и на мостовом кране (г): 1- временная пространственная опора; 2- гидродомкраты; 3- рабочая площадка



9. Вывешивание стропильных ферм с помощью площадок, установленных на колонне

Необходимость вывешивания стропильных ферм может быть вызвана неравномерными осадками фундаментов, что приводит к нарушению эксплуатации мостовых кранов.

Рис. Схемы вывешивания стропильных ферм с помощью временных стоек (а) и площадок, устраиваемых на подкрановых балках (б), на колонне (в) и на мостовом кране (г): 1- временная пространственная опора; 2- гидродомкраты; 3- рабочая площадка

10. Вывешивание стропильных ферм с переопиранием на мостовой кран

Необходимость вывешивания стропильных ферм может быть вызвана неравномерными осадками фундаментов, что приводит к нарушению эксплуатации мостовых кранов.



Рис. Схемы вывешивания стропильных ферм с помощью временных стоек (а) и площадок, устраиваемых на подкрановых балках (б), на колонне (в) и на мостовом кране (г): 1- временная пространственная опора; 2- гидродомкраты; 3- рабочая площадка

11. Демонтаж ж/б колонн с помощью стреловых самоходных кранов

При реконструкции крупных объетов с большим объемом реконструкционных работ -- башенные краны, подъемники и легкие стреловые краны.

Самоходные стреловые краны находят наибольшее распространение при реконструкции, в том числе автомобильные, пневмоколесные, гусеничные и реже железнодорожные. Их применение обусловлено сравнительно небольшими затратами на транспортировку, монтаж и демонтаж, а также относительно высокой маневренностью. Эти качества определяют эффективность их работы в условиях рассредоточенности монтажных работ и при небольших объемах монтажа конструкций.

Способность самоходных стреловых кранов передвигаться с грузом весьма ограничена, поэтому монтируемые конструкции до начала монтажа должны быть уложены на специально отведенное место с учетом монтажной стоянки крана, его грузоподъемности, вылета крюка и места установки конструкций в проектное положение. Занятость площади реконструируемых пролетов существующим оборудованием не позволяет зачастую выполнить это требование, что вызывает дополнительные затраты на сортировку конструкций, устройство специальных подъездов, подачу конструкций под крюк крана с помощью вспомогательных транспортных машин (транспортных тележек, тракторов и др.).

При организации монтажных работ в стесненных условиях желательно строительные конструкции монтировать с транспортных средств, что дает возможность уменьшить площади, отводимые для складирования конструкций, сократить непроизводительные затраты машинного времени монтажных кранов, уменьшить трудоемкость и сократить сроки производства работ.

Эффективность использования самоходных стреловых кранов при монтаже пристраиваемых, встраиваемых и соединительных пролетов повышается при оснащении их башенно-стреловым оборудованием, которое обеспечивает большую свободу маневрирования при поворотах стрелы и больший вылет крюка. Применение таких кранов позволяет монтировать конструкции со стоянок, расположенных вне стесненных монтируемых пролетах, и обеспечивает значительную экономию затрат при подготовке площадки к производству работ.

Область использования самоходных стреловых кранов при реконструкции увеличивается при оснащении их телескопическим стреловым оборудованием. Небольшие габариты таких кранов в транспортном положении, быстрое приведение их в рабочее состояние, простота изменения длины стрелы создают благоприятные условия даже при производстве внутрицеховых монтажных работ.



12. Демонтаж ж/б колонн методом поворота вокруг шарнира

Для замены железобетонных колонн внутри действующих производственных зданий часто применяют метод демонтажа колонн поворотом вокруг шарнира с применением лебедок (рис. 9.7,а). При этом способе сначала конструкции покрытия переопирают на временно устраиваемые опоры. После этого газокислородной резкой отсоединяют опорные узлы стропильных ферм от закладных деталей убираемой колонны.

Закрепляют поворотный шарнир на демонтируемой колонне, что обеспечивает ее устойчивость после разрушения участка колонны вблизи фундамента. Затем на колонне закрепляют два подвижных блока полиспастов: один за верхнюю часть, другой -- ниже центра тяжести колонны. После срубки бетона оголовка (не менее 600 мм), и низа колонны между обоймами поворотного шарнира (не менее 400 мм) и резки несущей арматуры колонну опускают включением в работу полиспаста, присоединенного к верхней части; другой полиспаст вступит в работу только после наклона колонны на 30° к горизонту.

13. Демонтаж металлических колонн с помощью опорного шарнира

Замену металлических колонн внутри цехов с помощью опорного шарнира (рис. 9.8) производят в действующих цехах с высокой стесненностью и невозможностью доступа монтажных кранов в зону производства работ. Применение опорного шарнира позволяет произвести опускание и подъем новой колонны в строго зафиксированной плоскости.

Колонны доставляют электромостовыми кранами. Сначала осуществляют усиление стропильных ферм и закрепляют к фасонкам верхних поясов их опорные столики. Затем электролебедками с использованием блоков, закрепленных на монтажных опорных столиках, устанавливают и закрепляют в проектном положении две временные трубчатые опоры. Затем домкратами грузоподъемностью 200 т устанавливают их враспор и после отсоединения опорных узлов стропильных ферм от демонтируемой колонны передают нагрузки на каждую временную опору с помощью домкратов до образования расчетного зазора между опорной частью стропильной фермы и оголовком колонны. Далее колонну отсоединяют от фундамента и лебедками осуществляют поворот ее вокруг шарнира и укладку в горизонтальное положение, а затем вывозят.

В теле фундамента просверливают отверстия и устанавливают на эпоксидном клее короткие гладкие анкерные болты, а затем опорный поворотный шарнир и закрепляют его анкерными болтами. После этого монтируемую колонну укладывают на деревянные брусья и выводят ее конец в обойму опорного шарнира, где жестко закрепляют после выверки.

В дальнейшем стропят колонну и переводят ее в вертикальное положение с использованием электролебедки и падающей мачты. После проверки установки колонны осуществляют ее проектное закрепление к фундаменту. Затем домкратами опускают покрытие и закрепляют стропильные фермы на колонне.

Далее монтируют временные трубчатые опоры и устанавливают подкрановые балки, осуществляя их выверку и проектное закрепление.



14. Демонтаж подкрановых балок с помощью электролебедок

Железобетонные колонны демонтируют лебедками в том случае, когда производство работ внутри действующих цехов осуществляется без демонтажа конструкций покрытия, а конструкции основного каркаса позволяют закрепить применяемую такелажную оснастку и воспринять дополнительные нагрузки, возникающие при демонтаже колонны и подкрановых балок.

Вначале необходимо устроить временные опоры покрытия, чтобы разгрузить демонтируемые колонны. Затем для закрепления полиспаста монтируют ригель, опирающийся на большепролетные подкрановые балки, устанавливают остальные электролебедки, отводные балки и запасовывают канаты. Закрепляют полиспаст и оттяжки к колонне, отсоединяют опорные узлы стропильной фермы от закладных деталей демонтируемых колонн. Перед демонтажом колонны рубят бетон в ее нижних ветвях (при необходимости бетон рубят и в верхней части колонны) и с помощью электролебедок опускают ее в крайнее нижнее положение.

В местах, недоступных для подхода и размещения стреловых кранов, подкрановые балки рекомендуется демонтировать при помощи электролебедок (рис. 9.10) и полиспастов.

Работы ведут в такой последовательности. Вначале устанавливают две грузовые лебедки у оснований смежных с демонтируемой зоной колонн и одну обтяжечную в пролете. На оголовках колонн закрепляют неподвижные блоки грузовых полиспастов, пропуская крепежные канаты вокруг узлов стропильных ферм. Демонтируемые балки освобождают от креплений в консолях колонн и сваривают между собой по опорным ребрам в плеть. Застропив ее на концах снимаемых балок, грузовыми лебедками приподнимают на 60--100 мм и затем, оттягивая от опорных консолей, опускают на подготовленную площадку. Демонтируемую часть вывозят транспортом.

Мелкоразмерные балки заменяют тяжелыми подкрановыми балками большого пролета при увеличении существующего шага колонн с 6--12 до 30 м и более. Такую замену осуществляют с помощью самоходных стреловых кранов и наиболее часто -- лебедок и полиспастов, неподвижные блоки которых закрепляют на несущих конструкциях каркаса. При очень тяжелых подкрановых балках применяют поэлементный монтаж, устанавливая балки по частям с использованием горизонтальных поддерживающих конструкций.

15. Демонтаж и монтаж подкрановых рельсов

Работа выполняется с применением вспомогательной грузоподъемной техники или вручную (автокраны, грузовые лебедки). Поочередно отсоединяются и опускаются на подготовленную площадку рельсы.

Крановые рельсы крепятся таким образом, чтобы исключалось боковое и продольное их смещение при передвижении и работе машины. Существуют различные способы крепления рельсов к подкрановым балкам при осуществлении монтажа: скобами, прижимными накладками, прижимными планками, крюками с регулируемыми гайками, пружинными скобами. Наибольшее распространение получили сборно-разборные крепления, обеспечивающие возможность выполнения горизонтальной рихтовки пути и простоты ремонта с заменой выбракованных участков рельса.

Подкрановые рельсы могут иметь следующие дефекты: 1) повреждения рабочих поверхностей в виде выбоин; 2) закаты рабочих поверхностей; 3) ослабление крепления; 4) непараллельность рельсов в горизонтальной плоскости; 5) повышенное отклонение путей от горизонтальной плоскости

Подкрановые рельсы должны укрепляться способом, исключающим боковое и продольное их смещение при передвижении и работе грузоподъемной машины.

Рис. Крепление крановых рельсов на крюках: 1 - крюки, 2 - крановый рельс, 3 - металлическая подкрановая балка, 4 - пружинная шайба, 5 - гайка

Рис. Крепление крановых рельсов на планках: 1 - болт, 2 - шайба, 3 - планка, 4 - пружинная шайба, 5 - гайка, 6 - подкрановый рельс, 7 - металлическая подкрановая балка



Рис. 10. Крепление крановых рельсов к железобетонным балкам на планках: 1 - упругая прорезиненная лента, 2 - рельс, 3 - болт, 4 - шпилька, 5 - гайка, 6 - шайба (пластина), 7 - упругая прорезиненная прокладка, 8 - лапка, 9 металлическая трубка, 10 - подкрановая балка, 11 - колонна

16. Метод подведения новых стропильных ферм

Для усиления решетчатых конструкций рекомендуется использовать следующие способы: подведение новых конструкций и введение новых (дополнительных) элементов решетки; изменение схемы всей конструкции; увеличение сечений отдельных элементов.

Подведение новых конструкций осуществляют в том случае, если другие способы усиления не дают требуемого эффекта и если по условиям производства допустима установка дополнительных промежуточных стоек.

Дополнительные элементы решетки вводятся для уменьшения гибкости стержней в плоскости фермы, для усиления верхнего пояса фермы на местный изгиб, а также для увеличения жесткости и несущей способности фермы в целом.

Усиление нижнего пояса осуществляют, как правило, увеличением его сечения. Верхний пояс усиливают шпренгельной решеткой.

Дополнительную перекрестную решетку устанавливают для повышения несущей способности и жесткости фермы в целом.

В этом случае ферма превращается в статически неопределимую систему и возникает опасность перераспределения усилий в элементах решетки (растянутые элементы испытывают сжимающие усилия, и наоборот). Поэтому иногда возникает необходимость дополнительного усиления отдельных элементов решетки.

17. Усиление стропильных ферм шарнирно-стержневыми цепями

Усиление состоит из двух одинаковых (шарнирно-стержне-вых) цепей по обе стороны от конструкции, анкерных устройств в верхней зоне на опорах, подвесок из круглой стали или стоек из профильного металла, расположенных в местах перегиба ветвей цепей.

Рис. Способы усиления металлических ферм покрытия: а) предварительно напряженными шарнирно-стержневыми цепями путем закручивания гаек; б) усиление узлов ферм металлическими хомутами из листовой стали или железобетона; в) шпренгельными затяжками из уголков или двутавра и уголков; 1 -- одноярусное усиление в пределах высоты ферм; 2 -- то же ниже пояса ферм; 3 -- шарнирно-стержневые цепи; 4 -- горизонтальные тяжи; 5 -- хомуты усиления; 6 -- бетон; 7 -- шпренгель; 8 опорное устройство; 9 -- распорка; 10 -- натяжные винты



Эффективным и достаточно простым способом усиления являются предварительно напряженные шарнирно-стержневые цепи, располагаемые в пределах высоты ферм (при наличии мостовых кранов) или ниже конструкции. При больших пролетах или значительном увеличении нагрузки шарнирно-стержневые цепи усиления располагаются в двух уровнях.

Усиление состоит из двух одинаковых цепей по обе стороны от конструкции, анкерных устройств в верхней зоне на опорах, подвесок из круглой стали или стоек из профильного металла, расположенных в местах перегиба ветвей цепей.

Рисунок Усиление конструкций: а - шпренгелем; б - шарнирно-стержневой цепью: 1 - усиливаемая конструкция, 2 - ветви шпренгеля или цепи, 3 - анкерное устройство, 4 - стойка

Шарнирно-стержневые цепи монтируются следующим образом. На усиливаемой конструкции закрепляются анкерные устройства. Затем подвешиваются ветви цепи с прикрепленными подвесками, оставляя свободное место для центральной подвески. Закручивая гайки, обжимаются анкерные устройства и промежуточные узлы. Затем натяжение ослабляется и подвески устанавливаются в проектное положение.

После этого производится натяжение ветвей цепи в месте расположения центральной подвески. Натяжение цепи производится при действии нагрузки, составляющей не менее 70...80% от полной.

Величина сосредоточенных сил, передаваемая подвесками на усиливаемую конструкцию определяется очертанием ветвей цепи. Очертание цепи рекомендуется принимать таким, чтобы тангенсы углов наклона к продольной оси усиливаемой конструкции отдельных звеньев, начиная от середины, относились между собой как 1:3:5:7 и т.д. В этом случае реакции в подвесках будут примерно одинаковыми и натяжение ветвей можно производить центральной подвеской.

Шарнирно стержневые цепи применяются, преимущественно, при усилении сборных балок, балок монолитных ребристых перекрытий и стропильных ферм и балок (рис.).

Рис. Установка шарнирно-стержневых цепей: 1 -- усиливаемая балка; 2 -- шарнирно-стержневая цепь, состоящая из двух уголков или стержней; 3 стойки из швеллера или двутавра; 4 -- опорное устройство; 5 -- опорные детали из швеллера; 6 -- пластина с отверстием для подвески натяжного груза.



18. Усиление нижнего пояса стропильной фермы затяжками из швеллеров

Рис. 3 Усиление нижнего пояса стропильной фермы затяжками из швеллеров: 1 -- усиливаемая ферма; 2 -- боковые предварительно напряженные затяжки; 3 -- торцевой упор; 4 -- пазуха, заполняемая бетоном;5 -- вертикальный держатель по торцам ферм;6 -- то же, в середине пролета; 7 -- хомут из листовой стали; 8 -- распорный винт упора; 9 - квадратный элемент с нарезкой для винта

Вместо гибких элементов усиления из цепей и тросов для усиления нижнего пояса можно использовать жесткие предварительно напряженные шпренгели из уголковой или швеллерной стали, которые крепятся к торцовым упорам, а в среднем узле они прикрепляются к металлическим подвескам (рис.).



Рис. Усиление нижнего пояса железобетонной фермы жесткой затяжкой из швеллеров: 1 - ферма; 2 - швеллер; 3 - элемент жесткости из уголковой стали; 4 - пластина торцевого упора;5 - ребро жесткости; 6 - фиксатор из полосовой стали; 7 - подвеска; 8 - обойма; 9 - напрягающее устройство

Натяжение усиливаемых элементов осуществляется с помощью специального напрягающего устройства, действующего перпендикулярно направлению фермы. Напрягающее устройство представляет собой высокопрочные болты, которые с двух противоположных сторон нижнего пояса балки прикреплены к горизонтальным элементам шпренгеля. При завинчивании высокопрочных болтов с помощью динамометрических ключей, болты упираются в металлическую обойму, отводят горизонтальные элементы шпренгеля от обоймы и тем самым создают в них необходимое предварительное напряжение.



19. Усиление нижнего пояса стропильной горизонтальной предварительно напряженной затяжкой

Наиболее эффективного повышения несущей способности стальных ферм достигается с помощью установки предварительно напряжнных затяжек (рис.).

Рис. Усиление стропильных ферм путем установки преднапряженных затяжек а)- при расположении вдоль нижнего пояса фермы; (б) и (в)- то же, в плоскости фермы при креплении затяжек в верхних и нижних опорных узлах фермы: 1-усиливаемая ферма; 2- колонна; 3-затяжка

Затяжки могут располагаться при расположении вдоль нижнего пояса или в пределах высоты фермы. Крепление затяжек осуществляют в пределах нижнего пояса или в верхних и нижних опорных узлах фермы. При повышении несущей способности элементов верхнего пояса металлической фермы с помощью установки шпренгельных элементов работы должны выполняться с обязательным снятием нагрузки на ферму.

Усиление стропильных ферм путем установки предварительно напряженных затяжек не требует дополнительных опор и может осуществляться из высокопрочных канатов, круглой стали или прокатного профиля, обеспечивая минимальную материалоемкость усиления.

При размещении затяжек вдоль нижнего пояса достигается разгрузка только нижних поясов ферм. Введение затяжек в уровне нижнего пояса ригеля эффективно в том случае, когда нижний пояс ригеля имеет ломаное очертание, что ведет к изменению усилий в большем количестве стержней.

Ломаное очертание нижнего пояса ригеля позволяет значительно уменьшить изгибающие моменты в стойках и ригеле от воздействия вертикальных нагрузок на ригель.

На рис. приведены детали крепления предварительно напряженных затяжек с креплением их на верхние узлы стропильной фермы. При креплении затяжек на верхние узлы стропильной фермы необходимо к надопорной стойке и в средней части нижнего пояса фермы приварить детали усиления из прокатного профиля, дополнительные фасонки и анкерные устройства, к которым прикрепляют металлические тяжи.

Рис. Усиление металлических стропильных ферм установкой предварительно напряженных тяжей: 1-усиливаемая ферма; 2- новая фасонка; 3- стержни усиливаемой фермы; 4- преднапряженные тяжи; 5- анкерное устройство; 6- деталь усиления; 7- надопорная стойка

Предварительное напряжение в тяжах создается с помощью натяжных муфт или тельферных напрягающих устройств, которые должны включаться в совместную работу одновременно.



20. Усиление фундаментов ж/б «рубашкой»

Железобетонная «рубашка» представляет собой монолитную оболочку, которая охватывает существующий фундамент со всех сторон. Арматура оболочки образует пространственный каркас, и для обеспечения совместной работы старого фундамента с конструкцией усиления обязательно стыкуется на сварке с предварительно обнаженной арматурой усиливаемого фундамента. Рабочую арматуру «рубашки» устанавливают вдоль граней усиливаемого фундамента.

Рис. Усиление фундаментов железобетонной «рубашкой»: 1 -- усиливаемый фундамент; 2 -- железобетонная «рубашка»; 3 -- арматура усиления; 4 -- усиливаемая колонна; 5 -- обойма колонны

Для улучшения несущей способности железобетонной рубашки в фундамент забивают анкеры. Поверхность фундамента очищают от грунта и делают насечки. После чего устанавливают сетку рубашки, используя вертикальные и горизонтальные арматурные прутки. Следующим этапом является закачка бетона. Полученная железобетонная рубашка значительно улучшает несущую способность ленточного бутового фундамента

Арматура «рубашки» в виде пространственного каркаса должна свариваться с арматурой фундамента для обеспечения совместной работы. При устройстве «рубашки» происходит уширение подошвы фундамента, поэтому перед бетонированием «рубашки» под ее подошвой осуществляют уплотнение грунта.

«Железобетонная рубашка» для ленточного фундамента Так, поврежденные ленточные заливные фундаменты «лечатся» дополнительной армированной доливкой: Шаг 1. Фундамент обкапывают с улицы и подпола, если тот есть - до самого основания. Шаг 2. Бетон чистят, щели расшивают, а сам фундамент сверлят насквозь - чтобы вставить потом в эти отверстия прутья арматуры. Важный момент: все выступающие части старого фундамента нужно отсечь - настолько, насколько получится. Шаг 3. К выступающей части прутьев приваривается арматурный каркас, который потом и заливается бетоном. Шаг 4. Делают опалубку и заливают ее.

Железобетонная рубашка, которая опирается на зону обжатого грунта, обеспечивает комплексное усиление не только ленточного бутоворго фундамента, но и части стены -- как внешней, так и расположенной в подвале (между надподвальным перекрытием и отметкой пола подвала). С целью улучшения характеристик железобетонной рубашки в фундамент ми стену устанавливаются анкеры.

Чтобы усилить подколенную часть фундамента будет также эффективна железобетонная рубашка. Она устанавливается следующим образом:

поверхность подколенника подготавливают к бетонированию -- очищают и наносят насечки;

из поперечных и вертикальных арматурных стержней устанавливается сетка обоймы;

усиливается железобетонная обойма методом нагнетания бетона, благодаря чему улучшается несущая способность колонны.

Установив кирпичные стенки, можно аннулировать деформацию фундамента. Сперва надо произвести выемку грунта от фундамента на ширину около 1 м, затем очистить деформированную область, заделать цементом область повреждения, провести качественную гидроизоляцию, путем обмазки битумом или оклейки рубероидом. Выемка заполняется жирной глиной, а из кирпича кладется защитная рубашка.

21. Усиление ленточного фундамента подводкой

Рис. Усиление ленточного фундамента подводкой: 1 -- усиливаемый фундамент; 2 -- разгружающая балка; 3 -- подставка; 4 -- распределительный ростверк; 5 -- домкрат

Подводка фундаментов - один из наиболее известных и достаточно часто применяемых способов укрепления зданий, заключающийся в увеличении площади подошвы и заглублении фундамента методом частичной или полной замены старой фундаментной кладки. Подводка ленточных фундаментов выполняется участками («захватками»), длина которых зависит от прочности вышележащей кладки (стен, цоколя, фундаментов), наличия в ней проемов, трещин, а также от глубины заложения фундаментов. Сравнительно короткие захватки 1,5-2 м под глухими стенами, допускающими перенос давления, выполняются обычно без крепления. При подводке фундаментов в сложных условиях (большая глубина, осыпающаяся кладка, сосредоточенная нагрузка) применяется временное крепление захватки в виде стоек, поперечных или продольных рам, распределительных балок и т.д.

Конструкция временного крепления должна учитывать возможность размещения армокаркасов и опалубки, а также перестановки или демонтажа.



Подводимая часть фундамента выполняется обычно из монолитного бетона или железобетона, иногда применяется бутовая кладка. Порядок раскрытия и бетонирования захваток назначается из условия, что каждая раскрываемая и бетонируемая захватка находится под защитой смежного участка.

Значительную сложность представляет подводка фундаментов под отдельно стоящие столбы, пилоны, нагруженные простенки и т.п. Порядок раскрытия захваток в этом случае должен исключить длительное внецентренное обжатие кладки и основания. Усиливаемые столбы и простенки должны быть максимально разгружены.

Условиями для оптимального применения данного способа считают:

- значительную протяженность укрепляемых конструкций;

- ленточный характер фундамента и отсутствие сосредоточенной нагрузки на него;

- монолитность укрепляемых стен и фундаментов, регулярную кладку (из кирпича или белого камня), отсутствие или небольшое количество низкорасположенных проемов и трещин;

- небольшое заглубление подводимых фундаментов (до 2-2,5 м);

- низкое стояние грунтовых вод;

- достаточную несущую способность грунтов основания - не меньше 0,15 МПа.

22. Усиление фундамента с помощью свай «Мега»

Эффективным средством усиления фундаментов, особенно при неравномерных деформациях сооружения, являются составные сборные сваи «Мега», которые не требуют больших габаритов помещения и включаются в работу сразу после вдавливания. Недостатком этих свай является достаточно высокая трудоемкость работ по их устройству, а также необходимость выполнения временного котлована под подошвой фундамента, что снижает его несущую способность в процессе усиления (рис. 10.5). При устройстве усиления сваями «Мега» конструкция существующего фундамента должна быть проверена на воспринятое усилия от реакции вдавливания.

Для воспринятия значительных растягивающих усилий применяют винтовые сваи. При усилении фундаментов используют также монолитные сваи различных типов: буронабивные сваи требуют громоздкого оборудования, однако могут применяться в любых грунтовых условиях, в том числе и тех, где забивные сваи неприменимы; пневмонабивные, виброштампованные сваи и сваи Страуса могут применяться в помещениях с ограниченной высотой и не требует сложного технологического оборудования.

Первые два типа свай используют в любых гидрогеологических условиях, сваи Страуса можно применять только при отсутствии грунтовых вод.



Рис. Усиление фундамента с помощью свай Мега: 1 -- усиливаемый фундамент; 2 -- распределительный элемент; 3 -- домкрат; 4 -- подпорка; 5 головной элемент; 6-- рядовой элемент; 7 -- нижний элемент сван

23. Усиление фундамента корневидными сваями

Применение для усиления фундаментов корневидных свай, называемых в нашей стране буроинъекционными, позволяет производить работы без разработки котлованов, обнажения фундаментов и нарушения структуры грунта в основании

Сущность способа усиления корневидными сваями заключается в устройстве под зданием своего рода подпорок -- жестких корней в грунте, которые переносят большую часть нагрузки на более плотные слои грунта. При усилении корневидными сваями может предусматриваться создание единой конструкции в ростверковом и безростверковом вариантах. Корневидные сваи выполняют вертикальными или наклонными с помощью установок вращательного бурения, которые позволяют пробуривать скважины через расположенные выше стены и фундаменты. Диаметр буров изменяется от 80 до 250 мм. При бурении для обеспечения устойчивости стенок скважин могут использоваться обсадные трубы, вода, глинистая суспензия или сжатый воздух.

Корневидные сваи обладают высоким сопротивлением трению вдоль боковой поверхности, что обеспечивается путем частичной цементации грунта, находящегося в контакте со сваей. Благодаря прохождению сквозь существующие конструкции корневидные сваи оказываются связанными с сооружением, поэтому не требуется дополнительное их сопряжение с существующими фундаментами. Корневидные сваи имеют значительную прочность на растяжение, вследствие чего их иногда используют в качестве анкеров в конструкциях, подверженных воздействию горизонтальных усилий, и в конструкциях, воспринимающих внецентренные нагрузки.

После бурения в скважину устанавливают арматурные каркасы, состоящие из отдельных секций, стыкуемых с помощью сварки. Длина секций обычно не превышает 3 м и лимитируется высотой помещения, в котором производят работы. Каркас оборудуют фиксаторами, которые предупреждают отклонение от оси скважины. После установки арматурного каркаса или одновременно с этой операцией в скважину опускают инъекционную трубу диаметром 25--50 мм, через которую нагнетают цементно-песчаный раствор, обжимающий стенки скважины и образующий небольшие местные выступы. После извлечения инъекционных труб верхняя часть скважины опрессовывается сжатым воздухом.

Корневидные сваи применяют также при необходимости устройства глубоких выемок в непосредственной близости от существующих зданий. Сооружаемая "решетчатая" подпорная стенка удерживает от обрушения откос вместе с фундаментом. В отдельных случаях корневидные сваи органически связаны с существующим фундаментом как единое целое.

Зарубежный и отечественный опыт показал, что во многих случаях способ усиления фундаментов и их оснований корневидными сваями является более рациональным и экономичным, чем усиление фундаментов вдавливаемыми и буронабивными сваями, цементация или химическое закрепление грунта.

Применение системы корневидных свай для усиления существующих фундаментов и их оснований особенно эффективно при реконструкции производственных зданий с заменой устаревшего оборудования.

Такое усиление проводится, как правило, с минимальной остановкой производства, а в некоторых случаях и без нарушения эксплуатации.

Рис. Схема усиления фундаментов административного здания буроинъекционными сваями: 1 -- деревянные сваи; 2 -- стены подвала; 3 -- стены здания; 4 -- буроинъекционные сваи; 5 -- торф и заторфованные суглинки; 6 -- супесь пластичная; 7 -- песок средней плотности; 8 -- известняки



Рисунок Усиление фундамента корневидными сваями: а- общий вид фундамента (1- усиляемый фундамент, 2-стена, 3-корневидная свая) б - схема изготовления буроинъекционной сваи (I - бурение скважины, II-установка арматурного каркаса. III- бетонирование скважины, IV-готовая свая, 1-буровой снаряд, 2 обсадная труба, 3-арматурный каркас, 4-цементно-песчаный раствор)

Размещено на Allbest.ur

...