Монтаж оболочек, вантовых и висячих конструкций. Основные технологические принципы монтажа

В железобетонных оболочках наиболее полно используются пластические и прочностные возможности материала, что, по сравнению с покрытиями из линейных и плоских конструкций, снижает расход бетона на 30...35% и стали на 20...25%. Наиболее экономично применение оболочек в одноэтажных зданиях, не имеющих промежуточных опор. В практике строительства существует много примеров возведения оригинальных железобетонных оболочек, имеющих сложную конструктивную форму и поэтому выполненных в монолитном железобетоне В сборном железобетоне получили распространение сборно-монолитные оболочки, в том числе и унифицированная серия оболочек двоякой положительной кривизны, предназначенных для покрытий промышленных зданий с сеткой колонн от 18х18 до 36х36 м, которые монтируют из плоских и изогнутых однотипных элементов. Различают сборку на уровне земли (на нулевых отметках) на специальном пространственном кондукторе кружальной конструкции с последующим подъемом с помощью домкратов или кранов цельнособранной оболочки в проектное положение и сборку на проектных отметках. С применением первого способа в нашей стране возведено несколько большепролетных оболочек с размером в плане 40х40 м и массой до 600 т. Однако данный метод не получил широкого распространения, так как он не позволяет возводить две примыкающие друг к другу оболочки. При незначительных размерах и массе оболочек (например, оболочки 18х18) их можно поднимать в цельнособранном виде обычными монтажными кранами. В этом случае монтаж сводится к подъему собранной на земле оболочки выше проектной отметки, развороту ее в проектное положение и установке на оголовки колонн. Сборка на проектных отметках - основной технологический метод строительства оболочек в нашей стране. Сборку на проектных отметках можно осуществлять на монтажных поддерживающих устройствах или с опиранием укрупненных элементов на несущие конструкции здания. Сборку оболочек на монтажных поддерживающих устройствах изредка применяют при монтаже покрытий промышленных зданий или устройстве отдельно стоящих большепролетных оболочек. При строительстве многопролетных промышленных здании, перекрытых оболочками двоякой кривизны размером 24х24 или 36х36 м, применяют инвентарные кондукторы, передвигающиеся с позиции на позицию по рельсам. В пролете (или одновременно в нескольких пролетах) устанавливают а затем поднимают на проектные отметки кондукторы, которые представляют собой сетчатые кружальные конструкции, имеющие очертания оболочки. На колонны с помощью монтажных кранов устанавливают контурные фермы-оболочки. После укладки сборных плит в направлении от контуров оболочки к центру и выверки сваривают стыковые соединения и замоноличивают швы.

Вантовым называют покрытие, имеющее в качестве опоры натянутые стальные канаты (ванты). Байтовая система, в свою очередь, опирается на опорный контур, воспринимающий все горизонтальные и вертикальные нагрузки. Опорный контур может устраиваться в виде рядов колонн или стен с контрфорсами, быть незамкнутым или замкнутым.
Как правило, ванты натягивают на замкнутое железобетонное кольцо, опирающееся на колонны. Кольцо полностью воспринимает горизонтальные нагрузки и исключает возникновение изгибающих напряжений в колоннах.
Помещения, перекрываемые вантовыми конструкциями, в плане могут быть прямоугольными, овальными или круглыми, а ванты — располагаться параллельно, радиально или перекрестно по главным направлениям поверхности оболочки В качестве вант могут быть использованы стальные стержни, пряди или канаты, в том числе объединенные для удобства установки в фермы.
Для уменьшения прогиба от эксплуатационных нагрузок и возможности появления трещин висячая оболочка подвергается предварительному напряжению путем натяжения вант и подвешивания дополнительных пригрузов. Для отвода воды и удобства ведения монтажных работ кроме несущего каната может дополнительно устанавливаться верхний — стабилизирующий канат (рис. 1). Пример устройства Байтового перекрытия приведен на рис 2.

Последовательность выполнения работ при перекрытии пролета вантовыми канатами:
- вантовый канат, намотанный на барабан, подают краном к месту установки, один конец каната закрепляют анкером в опорном контуре.
- канат раскатывают, оснащают контрольными грузами, поднимают в проектное положение, натягивают электролебедкой и закрепляют в опорном контуре с противоположной стороны;
- после установки всех продольных канатов производят геодезическую проверку положения точек вантовой сети;
- устанавливают поперечные ванты (на рис. 2 не показаны), закрепляют их пересечения с рабочими вантами;
- укладывают плиты покрытия в направлении от нижней к верхней;
- производят натяжение загруженной вантовой сети, бетонирование стыков и контурных участков.

Монтаж висячего покрытия с использованием вантовых ферм включает в себя следующие технологические операции:
- установка с помощью стрелового крана временной центральной монтажной опоры и монтаж на ее верхней части постоянной цилиндрической опоры в виде двух колец, соединенных стальными стойками;
- изготовление, подъем и установка попарно вантовых полуферм и наружных связей — сначала по двум перпендикулярным осям, затем подряд с двух диаметрально противоположных сторон;
- первоначальное натяжение установленных полуферм;
- раскружаливание и демонтаж временной монтажной опоры;
- монтаж сборных элементов покрытия с заделкой стыков;
- напряжение всей вантовой системы в несколько этапов — по две фермы, расположенные перпендикулярно друг другу;
- установка внутренних связей по фермам и кровле;
- замоноличивание покрытия и контурных участков.

Рис.2. Технологические схемы перекрытия больших пролетов висячими конструкциями:
а — вантовыми канатами; б — Байтовыми фермами; 1 — электролебедка; 2 — башенные краны. 3 — вантовый канат; 4 — траверса, 5 — постоянная цилиндри-ческая опора из двух колец и стоек; б — установленная ферма. 7 — опорное железобетонное кольцо; 8 — временная монтажная опора; 9 — монтируемая вантовая ферма, 10 — трибуна