Возведение сооружений энергетики

Глава IX. Технология возведения инженерных сооружений

Монтаж башенно-мачтовых сооружений энергетики и связи

Общие положения

Характерные особенности сооружений башенно-мачтового типа выделяют их из общей массы строительных конструкций в особую группу, требующую специальных расчетов и конструктивных решений, а также специфических приемов изготовления, транспортировки и монтажа. К числу характерных факторов, объединяющих эту группу сооружений, можно отнести следующие:

- высоту значительно превосходящую размеры сооружения у основания;

- доминирующее влияние на напряженное состояние конструкций метеорологических факторов (ветер, гололед, повышенная и пониженная температуры), определяющих выбор конструктивной формы. Правильный учет влияния метеорологических факторов существенно отражается на экономичности принятых

- монтажные усилия, возникающие в процессе возведения сооружений башенно-мачтового типа и отличающиеся от эксплуатационных, на которые рассчитывается сооружение;

- специфическую оснастку, обеспечивающую качественное исполнение, в заводских условиях, так и в условиях монтажной площадки. В частности, наличие у мачт оттяжек из стального каната, требующих специальных работ по их изготовлению, вытяжке и испытанию;

- сравнительно небольшой объем работ в каждом отдельном случае за исключением уникальных сооружений башен и мачт высотой свыше 200м.

Сооружения башенно-мачтового типа можно классифицировать по следующим признакам.

По общей конструктивной схеме сооружения разделяют на башни, мачты и смешанные конструкции.

Башни – это стоящие сооружения с жесткими опорными элементами, у которых отношение ширины основания к высоте составляет от 1:12 до 1:17. Расчетная схема башни – консоль, заделанная в основание. Для ее удержания в вертикальном положении не требуется оттяжек.

Мачты – сооружения с гибкими опорными элементами, шарнирно или с защемлением опирающиеся на фундамент; в вертикальном положении удерживаются одним или несколькими ярусами оттяжек. Расчетная схема мачты – сжато–изогнутый стержень, поддерживаемый упругими опорами, которые создаются оттяжками.

В практике встречаются комбинированные решения, при которых сооружение имеет признаки и башен, и мачт, например, их нижняя часть решена в виде жесткого ствола, как башня, а верхняя – в виде мачты на оттяжках. При выборе общей конструктивной схемы сооружения считается, что мачты экономичнее, чем башни, но для размещения мачт необходима большая территория, чем для башен.

По материалу несущих конструкций башенно-мачтовые сооружения бывают металлические, железобетонные и комбинированные. Последние могут быть выполнены в виде железобетонного ствола на стальной опоре или стального ствола на железобетонной опоре (Останкинская телебашня высотой 540м в Москве, телебашня в Берлине высотой 360м и др.).

По конструктивному решению несущих элементов сооружения разделяются на решетчатые, сплошностенные и комбинированные.

Решетчатые в зависимости от формы применяемого сортамента металла можно разделить на две подгруппы – из хорошо обтекаемых профилей (из трубчатых и сплошных круглых стержней, обладающих наименьшими коэффициентами обтекания) и из прокатных профилей (уголков, швеллеров и др.), имеющих большие коэффициенты обтекания. В зависимости от формы ствола башни или мачты в плане решетчатые сооружения бывают треугольные, квадратные и многогранные. Сплошностенные сооружения обычно выполняются круглой формы в плане, ствол у них является одновременно ограждающей конструкцией и выполняется из листовой стали.

По характеру связи между собой и взаимному воздействию друг на друга сооружения башенно-мачтового типа делятся на две группы. К первой относятся отдельно стоящие сооружения, не связанные между собой в единую механическую систему. Характерными для этой группы являются опоры РРЛ, отстоящие одна от другой по трассе линии на расстоянии 40–60км, но механически между собой не связанные, телевизионные башни, вентиляционные и дымовые башни-трубы, буровые вышки и многие другие.

Ко второй группе относятся системы сооружений, механически связанные между собой канатами, если это опоры канатных дорог, антенными и рефлекторными полотнами, если это приемные или передающие системы радиоцентров, проводами в воздушных линиях электропередачи (ЛЭП) и пролетными строениями в высоких эстакадах.

В зависимости от вида монтажных соединений сооружения можно поделить на сборные с болтовыми соединениями и цельносварные. Наиболее распространенными соединениями в настоящее время являются фланцевые монтажные стыки, так как они требуют меньше времени на установку," чем сварные. Между тем, применение сварных монтажных стыков имеет свои преимущества, основное из них – значительно меньшая стоимость конструкций по сравнению с фланцевыми.

В соответствии со сроком службы сооружения могут быть стационарными (телевизионные и радиобашни и мачты, башни-трубы, опоры ЛЭП и др.) и временными, т.е. сборно-разборными (нефтяные и буровые вышки, метеорологические опоры и др.).

В зависимости от географического места возведения различают сооружения, рассчитанные на нагрузки соответствующих ветровых районов; в гололедном районе – рассчитанные на нагрузки, соответствующие району обледенения, и особых случаях – на сейсмические воздействия.

В зависимости от технологического назначения сооружения башенно–мачтового типа используются в качестве опор воздушных линии электропередач, телевизионных радиорелейных, вентиляционных башен-труб, канатных дорог, створных знаков устанавливаемых по берегам морей (озер, водохранилищ), водонапорных башен, вышек различного назначения (буровых, геодезических, обзора местности, прыжков с парашютом, лыжных трамплинов и др.), радио-опор, шпилей.

Возведение сооружений энергетики

Монтаж сооружений поворотом вокруг шарнира. При монтаже этим способом сооружение предварительно собирают в горизонтальном положении (или с небольшим наклоном в сторону подъема), основание его закрепляют в специальном шарнире и все сооружение поднимают, поворачивая в вертикальное положение вокруг неподвижного шарнира.

Масса монтируемого сооружения может превышать в два раза грузоподъемность монтажных средств, что позволяет расширить область применения грузоподъемного оборудования. Кроме того, грузоподъемное оборудование, такелаж и поднимаемая конструкция наиболее нагружены лишь в начальный момент подъема. Это обстоятельство используется для предварительного испытания грузоподъемного оборудования и такелажа.

Монтаж башенно-мачтовых сооружений краном – достаточно эффективный, но редко применяющийся способ. Поднимаемые конструкции стропят выше центра тяжести, что предопределяет использование крана с большой высотой подъема. По мере подъема крюка сооружение поднимается, поворачиваясь вокруг опорного шарнира, при этом места строповки перемещаются относительно первоначального положения. Поэтому в процессе подъема необходимо или изменять вылет стрелы и поворачивать ее в сторону фундаментов сооружения, или одновременно с подъемом перемещать кран вдоль монтируемого сооружения в ту же сторону.

Использование крана (рис. 9.1) для монтажа собранных на земле башенно–мачтовых сооружений значительно уменьшает объем такелажных работ.

Рис. 9.1. Схема монтажа осветительной мачты высотой 32 м, массой 12 т строительным краном

1 – осветительная мачта до и после монтажа; 2 – строповка с помощью траверсы; 3 – центр тяжести;

4 – расчалка из троса диаметром 19мм, длиной 65м; 5 – жестко закрепленный блок.

Количество одновременно используемых кранов зависит от массы и габаритов сооружений. Основным фактором, ограничивающим использование кранов для этого способа, является высота возводимых сооружений, в связи с трудностью подбора стреловых кранов с необходимой высотой подъема крюка. В этих случаях применяют комбинированную схему монтажа, при которой сооружение поднимают краном до предельной высоты подъема крюка, а затем с помощью лебедки и вспомогательных полиспастов доводят сооружение до проектного положения (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Подъем сооружения краном и вспомогательным полиспастом

1 – вспомогательный полиспаст; 2 – сбегающая нитка полиспаста к лебедке Q=0,5 т; 3 – поднимаемое

сооружение; 4 – стрела крана длиной 22,5м; 5 – стреловой кран

Применение кранов для монтажа связано с тем обстоятельством, что строповка сооружения производится в одном сечении, при этом в ряде случаев возникает необходимость усиления элементов поднимаемой конструкции, так как монтажные усилия превосходят эксплуатационные.

Монтаж всех видов башенно-мачтовых сооружений поворотом вокруг шарнира может быть эффективным с помощью стреловых кранов, обладающих необходимыми параметрами при наличии на площадке места для сборки сооружения в горизонтальном положении.

Монтаж сооружений мачтами (рис. 9.3). Грузоподъемность монтажных мачт при возведении башенно-мачтовых сооружений данным способом определяют в зависимости от места строповки поднимаемого сооружения: чем ближе оно к опорному шарниру, тем большие усилия действуют на мачту, но вместе с тем меньшей может быть выбрана ее высота. В последней стадии подъема, при приближении конструкции к вертикальному положению, подъемный полиспаст может занять такое положение, которое вызовет в мачте отрывающие усилия.

Рис. 9.3. Подъем сооружения массой 58 т монтажной мачтой

1, 2 – полиспасты соответственно тормозной и грузовой; 3 – монтажная мачта

Рассматриваемый способ монтажа для башенно-мачтовых сооружений большой высоты не рационален, так как их высота часто превышает параметры монтажных мачт (высоту подъема груза и грузоподъемность). Кроме этого, возникает необходимость устройства якорей для расчалок мачты, на которые передаются значительные усилия от грузового полиспаста. При монтаже тяжелых конструкций мачтами небольшой высоты возникают большие усилия в расчалке, что требует ее выполнения в виде многониточного полиспаста л устройства мощного якоря для ее крепления. Усилия в подъемном полиспасте значительно превышают массу поднимаемого сооружения, при этом в поворотном шарнире возникает существенное горизонтальное усилие.

В некоторых случаях для того, чтобы уменьшить высоту монтажной мачты, подъем основным грузовым полиспастом производится не до проектного вертикального положения, а до поворота конструкции на 50–70 к горизонту. Далее продолжают поворачивать вспомогательным полиспастом, закрепленным за ранее смонтированные сооружения.

Монтаж поворотом вокруг двух шарниров (рис. 9.4) – способ, которым можно монтировать сооружения значительной высоты с использованием

Рис. 9.4. Схема монтажа сооружения массой 63 т поворотом вокруг двух шарниров

I – IV – этапы подъема; 1, 2 – шарниры соответственно основной и вспомогательный; 3 – кран СКГ-40

грузоподъемных средств с относительно небольшой высотой подъема крюка. При этом сооружение собирают в горизонтальном положении, основание его шарнирно закрепляют на фундаменте. В собранной конструкции устраивают в месте монтажного соединения второй промежуточный шарнир на расстоянии около 0,4 высоты сооружения от основания. По оси промежуточного шарнира его делят на две секции – верхнюю и нижнюю. Подъем ведут поэтапно:

1-й этап – подъем верхней секции поворотом вокруг промежуточного шарнира двумя кранами с передвижением их в сторону промежуточного шарнира вдоль поднимаемого сооружения. Этап завершается, когда угол наклона верхней секции составит 60° к горизонту;

2-й этап – дотяжка верхней секции с помощью полиспаста и расчалки до положения, при котором угол отклонения ее от вертикали достигает не более 3°.

3-й этап – подъем нижней секции совместно с поднятой верхней кранами. Нижнюю секцию поднимают до угла 30°. В процессе ее подъема верхняя отклоняется от вертикали на 10°, после чего подъем кранами прекращается и при помощи расчалки верхнюю часть сооружения дотягивают до положения, при котором угол отклонения от вертикали не превышает 3°. Затем снова поднимают нижнюю секцию кранами и цикл повторяется. Таким образом, сооружение поднимают до тех пор, пока нижняя часть его не поднимается на угол 30°, после чего нагрузка с кранов передается на подтягивающий полиспаст;

4-й этап – дотягивание нижней секции совместно с верхней до проектного положения указанным полиспастом.

Таким способом можно монтировать башни и мачты также при помощи монтажных мачт, установленных по обе стороны поднимаемого сооружения. Монтаж башенно-мачтовых сооружений способом поворота вокруг шарниров, несмотря на сложность технологического процесса, может применяться для различных видов сооружений, особенно для мачтовых, имеющих постоянные оттяжки, в случае отсутствия грузоподъемных средств, обеспечивающих монтаж другими,– более простыми способами.

Монтаж с помощью «падающих» мачт и шевров – наиболее распространен при подъеме их поворотом вокруг шарнира (рис. 9.5). Верх мачты или шевра тягами соединен с поднимаемым сооружением. Усилие от лебедок или тягачей передается через полиспасты на оголовок «падающей» мачты и с помощью тяг переходит на поднимаемое сооружение. В процессе подъема «падающая» мачта опускается и переходит из вертикального положения в горизонтальное, я поднимаемое сооружение, поворачиваясь вокруг шарнира, переходит из горизонтального положения в проектное. Поворотные шарниры сооружения и мачты (шевра) совмещают или устанавливают в непосредственной близости друг от друга. Шарниры сооружений крепят к фундаментам, проверенным расчетом на нагрузку, действующую на шарнир в процессе подъема. Шарнир «падающей» мачты, если он не совмещен с шарниром сооружения, устанавливают на отдельном фундаменте или на опорных конструкциях поднимаемого сооружения при достаточной их прочности. Для

Рис. 9.5. Монтаж опоры ЛЭП высотой 31,43 м:

а – схема подъема; б – схема запасовки полиспаста Q = 20 т; 1 – якорь тормозного полиспаста; 2 – тормозная ручная лебедка; 3 – отводной блок тормозного полиспаста; 4. 11 – полиспасты соответственно тормозной и подъемный; 5, 10 – блоки полиспастов соответственно тормозного и тягового; 6, 7, 12 – тяги соответственно тормозного полиспаста Q = 5т, опоры, подъемного полиспаста; 8 – строп, удерживающий стрелу; 9 – шевр; 13 – трактор; 14 – якорь тягового полиспаста; 15 – отводной блок тягового полиспаста.

предотвращения выхода «падающей» мачты из плоскости подъема предусматривают две боковые расчалки, располагаемые в плоскости, перпендикулярной к плоскости подъема, закрепляемые заякори, устанавливаемые по оси поворота «падающей» мачты. При монтаже различают четыре схемы запасовки полиспастов (рис.9.6).

Тяги, применяемые для подъема сооружений, могут соединяться с «падающей» мачтой по двум различным схемам. При первой их глухо крепят к оголовку «падающей» мачты, при второй опирают на оголовок мачты свободно, так, что в определенный момент тяги отделяются от оголовка и ее освобождают. Первая схема наиболее эффективна при подъеме недостаточно жестких сооружений большой высоты. Количество тяг, постоянно закрепленных к оголовку «падающей» мачты, выбирается в зависимости от величины напряжений в конструкциях сооружения в процессе подъема. Для того чтобы тяги работали равномерно, контролируют их длину и предварительное натяжение с помощью фаркопфов, обеспечивая этим прямолинейность конструкций.

Рис. 9.6. Схемы запасовки полиспастов

В процессе поворота «падающая» мачта перестает воспринимать сжимающие усилия, так как направление подъемных тяг со стороны полиспастов совпадает с направлением тяг, поддерживающих конструкцию. С этого момента при неизменной связи «падающей» мачты с нижним шарниром и закреплении подъемных тяг на оголовке мачты в последней возникает растяжение. Это явление может воспрепятствовать дальнейшему подъему или вызвать значительную нагрузку на систему тяг или монтажную мачту. Во избежание этого при применении первой схемы соединения тяг в начальный период используют основной полиспаст, затем, когда направление поддерживающих тяг приближается к направлению основного полиспаста, работу последнего прекращают и включают в работу вспомогательный, с помощью которого осуществляют доводку сооружения в вертикальное положение.

Рассматриваемым способом смонтирована мачта высотой 109м четырехгранной решетчатой конструкции с базой 1,5×1,5м (рис. 9.7). Подъем осуществляли с помощью «падающей» мачты высотой 40м, к оголовку которой жестко закрепили шесть подъемных тяг с натяжными приспособлениями.

Рис. 9.7. Схема монтажа мачты высотой 109м

1 – лебедка Q = 5т; 2 – натяжные приспособления; 3 – тяги из троса диаметром 36мм; 4 – тяги троса

диаметром 46мм; 5 – грузовой полиспаст (трос диаметром 22мм, длиной 840мм); 6 – «падающая» мачта высотой 40м; 7 – постоянные оттяжки; 8 – мачта РРЛ высотой 108,9м

При работе по второй схеме основной полиспаст применяется от начала подъема до выхода сооружения в положение, близкое к вертикальному. Когда направление поддерживающих тяг совпадает с направлением полиспаста, тяги отделяются от «падающей» мачты и она опускается на тросе.

Усилия подъема передаются полиспастами до достижения ими нейтрального положения непосредственно на поднимаемое сооружение, минуя «падающую» мачту.

В процессе подъема башенно-мачтовые сооружения расчаливают в направлении, перпендикулярном к направлению подъема; для мачтовых сооружений с этой целью целесообразно использовать постоянные оттяжки и анкеры.

При подъеме башенно-мачтовых сооружений поворотом вокруг шарнира с помощью «падающей» мачты или шевра сжимающие усилия N в «падающей» мачте и усилия Т в тяговом полиспасте зависят от расстояния между якорем и шарниром поворота (рис. 9.8). В первоначальный момент подъема они не зависят от вида соединения тяг с оголовком «падающей» мачты (жесткого или свободного опирания) и уменьшаются по мере удаления якоря от шарнира. В процессе подъема сооружения монтажные усилия в мачте и полиспастах уменьшаются. При жестком креплении тяг в «падающей» мачте в конце подъема возникают растягивающие усилия. Оптимальное расстояние от якоря до шарнира в зависимости от высоты «падающей» мачты выбирается из расчета L = (2,5÷3,5) h вне зависимости от способа соединения тяг с ее оголовком.

Рис. 9.8. Схема монтажа сооружения с помощью «падающей» мачты.

На монтажные усилия, воздействующие на якорь тягового полиспаста Т, и усилия, сжимающие поднимаемое сооружение ΣN, в значительной степени влияет угол γ° начальной установки «падающей» мачты. Указанные усилия взаимосвязаны – при увеличении Т сжимающие усилия ΣN уменьшаются и наоборот.

Оптимальный угол первоначальной установки «падающей» мачты γ° относительно вертикали определяют параметрами поднимаемого сооружения. При подъеме легких конструкций с небольшой собственной массой и малой жесткостью увеличением усилий в якоре можно пренебречь. В этом случае нужно стремиться к уменьшению сжимающих усилий ΣN, т.е. необходимо, чтобы γ>0 (наклонять «падающую» мачту в сторону поднимаемого сооружения). И наоборот, при подъеме тяжелых и достаточно жестких конструкций следует уделять внимание уменьшению усилий Т в якоре. В этом случае целесообразно наклонять стрелу в сторону тягового полиспаста, т.е. γ<0.

Монтажные напряжения в поднимаемом сооружении находятся в прямой зависимости от выбранной схемы строповки. При заданной высоте «падающей» мачты ее определяют количеством и местами крепления тяг к поднимаемой конструкции, а также способом их крепления к оголовку «падающей» мачты. Для строповки двумя тягами можно рекомендовать следующее:

- учитывая влияние неравномерности натяжения тяг на напряженное состояние поднимаемого сооружения, схема строповки с жестким креплением тяг к оголовку «падающей» мачты целесообразна только при тщательном контроле предварительного натяжения (ошибки не превышают 5–7%). В остальных случаях рекомендуется менее трудоемкая и нечувствительная к ошибкам схема со свободным опиранием тяг на оголовок «падающей» мачты;

- для уменьшения неравномерности напряжения тяг при жестком креплении их к оголовку «падающей» мачты нужно особенно тщательно контролировать напряжение в тяге, расположенной со стороны «падающей» мачты.

Безъякорный монтаж башенно-мачтовых сооружений осуществляют следующим образом. Башенные опоры поднимают подъемным полиспастом монтажной мачты, устанавливаемой между элементами решетки собранной на земле башни (рис. 9.9). Оголовок мачты расчаливают к опорным узлам поднимаемой башни. Расчалки обеспечивают устойчивость мачты в плоскости подъема и передают часть горизонтальных составляющих усилий подъемного полиспаста на конструкцию башни. Для восприятия возникающей в процессе подъема горизонтальной силы поворотные шарниры башни соединяют с опорным шарниром монтажной мачты тросовыми тягами, в результате чего образуется замкнутая система взаимоуравновешенных внутренних сил. Благодаря этому безъякорный монтаж имеет преимущества по сравнению с монтажом «падающей» мачты. Отпадает необходимость в якорях и раскреплении фундаментов сооружения на горизонтальную силу и появляется возможность монтажа в относительно стесненных условиях.

Рис. 9.9 Монтаж опоры ЛЭП высотой 40,7м безъякорным методом с помощью мачты:

I–IV – этапы монтажа.

При монтаже башен и мачт высотой свыше 50м место строповки смещают к вершине сооружения относительно вертикальной плоскости, проходящей через опорные шарниры портала. Значительные усилия Н, возникающие в начальный момент подъема (N≥1.5 Р), требуют усилия элементов поднимаемого сооружения в месте строповки (Р – масса сооружения).

Монтаж мачт и башен средней и большой высоты по безъякорной схеме с помощью портала не нашел широкого применения, так как для рассредоточения монтажных усилий каркасы этих сооружений при подъеме их целиком вокруг шарнира необходимо стропить в нескольких сечениях. Для монтажа сооружений небольшой высоты (до 50м) и массы (при ≤1 т/м), допускающих крепление полиспастов в одном сечении (это башни-трубы, металлические этажерки с технологическим оборудованием и др.), безъякорная схема эффективна.

Монтаж сооружений выжиманием, так же как и безъякорный способ, основывается на создании замкнутой системы сил, возникающих при подъеме. Монтируемую конструкцию закрепляют в поворотном шарнире и через жесткий шарнир или гибкие подвески крепят к ней специальные толкатели (один или два), нижние концы которых устанавливают на рельсовые пути и связывают полиспастами с поворотным шарниром. Перемещаясь по направляющим с помощью полиспастов, толкатель выводит тем самым сооружение в вертикальное положение. Поскольку максимальные усилия в тяговом полиспасте и толкателе возникают в начальный период монтажа, целесообразно для подъема сооружения до угла 15–20° использовать краны или другие вспомогательные механизмы (рис.9.10, а), после чего поднимать с помощью толкателя и полиспастов методом выжимания (рнс.9.10, б). При этом сокращается длина накаточного пути.

Рис.9.10. Схема монтажа башни способом выжимания:

а – предварительный подъем кранами; б – подъем выжиманием с помощью толкателя.

Применяют две основные схемы этого способа: крепление толкателя непосредственно к конструкциям сооружения и крепление толкателя к конструкциям с помощью гибких подвесок. Первая схема более приемлема для сооружений, обладающих значительной жесткостью, так как при предварительном подъеме с помощью вспомогательных механизмов при недостаточной жесткости возможны деформации. Толкатель к поднимаемому сооружению крепят вблизи его центра тяжести, его длина выбирается минимальной из условия завершения подъема. Вторая схема (наиболее эффективная) позволяет за счет снижения усилий в такелажной оснастке обеспечить более оптимальное распределение монтажных нагрузок в конструкции. Это достигается строповкой подвесок к конструкции в нескольких сечениях для разгрузки наиболее напряженных мест.

Монтаж выжиманием наряду с общими для способа поворота вокруг шарнира преимуществами обладает такими особенностями: возможностью подъема сооружений в стесненных условиях монтажной площадки; отсутствием расчалок и якорей для крепления такелажных средств, которые применяются при монтаже с помощью мачт; незначительными горизонтальными усилиями на фундамент, слагающимися только из тяговых усилий лебедок и усилий трения толкателей о рельсы; расположением грузовых полиспастов на небольшой высоте, что создает удобство для контроля их работы в процессе подъема; возможностью подъема сооружений с различной жесткостью конструкций.

Монтаж сооружений способом наращивания. При возведении сооружений средней и большой высоты наращивание применяют, когда монтаж ведется снизу вверх с последовательной установкой и окончательным закреплением элементов в проектном положения.

Отличительной особенностью способа является то, что монтируемые конструкции сооружений испытывают в процессе монтажа нагрузки от собственной массы и ветра того же характера и направления, что в период эксплуатации. Максимального значения они достигают на заключительном этапе монтажа. При монтаже «прислонными» и самоподъемными кранами последние создают в конструкциях дополнительные нагрузки. При монтаже сооружений наземными кранами такие нагрузки не возникают.

Монтаж сооружений самоходными стреловыми кранами. В пределах технологических возможностей кранов конструкции предварительно укрупняют в плоские или пространственные блоки и затем монтируют (рис. 9.11).

Рис. 9.11. Схема монтажа башни самоходным стреловым краном

Установленные блоки до проектного закрепления временно фиксируют специальными устройствами или расчаливают. Применение самоходных стреловых кранов на монтаже высотных башенно-мачтовых сооружений сокращает сроки монтажа и экономит средства на изготовление специальной такелажной оснастки. Это подтверждается отечественным и зарубежным опытом. Применение этого способа ограничивается параметрами кранов, имеющихся в распоряжении монтажных организаций.

Монтаж сооружений «прислонными» кранами. Для возведения башенно-мач-товых сооружений средней и большой высоты (вентиляционных башен-труб, переходных опор ЛЭП и др.) применяют «прислонные» (приставные) башенные краны, т.е. такие, у которых башня расположена рядом с наружной частью возводимого сооружения. По мере монтажа башню крана подращивают (рис. 9.12), поэтому для обеспечения устойчивости ее крепят к смонтированной части сооружения. Конструкции возводимого сооружения предварительно рассчитывают на горизонтальные усилия, возникающие в процессе монтажа от закрепления к ним башни «прислонного» крана. Применение «прислонных» кранов при монтаже высотных сооружений характеризуется высокой производительностью и сокращением сроков возведения за счет возможности осуществлять монтаж крупными объемными секциями, однако при этом увеличиваются расходы на монтаж и демонтаж кранов.

Рис. 9.12. Монтаж башни «прислонным» краном

Монтаж сооружений самоподъемной мачтой. Монтажную мачту (рис. 9.13) у шарнирно устанавливают на опорном столике, который крепят к

Рис. 9.13. Монтаж башни самоподъемной мачтой

1 – расчалки мачты; 2 – грузовой полиспаст; 3 – обойма для выжимания мачты; 4 - полиспаст для передвижения мачты; 5 – монтажная мачта; 6 – опорный столик монтажной мачты

одному из поясов башни; мачта расчалена четырьмя расчалками, наклоненными к вертикали при наивысшем положении мачты под углом, не превышающим 45°. Для перемещения мачты на очередную стоянку используют специальную обойму, которая в период работы находится в нижнем положении и не крепится к башне; перед подъемом мачты на следующую рис стоянку обойму поднимают вверх и закрепляют к верхнему свободному фланцу ранее смонтированного элемента пояса. Поднимают мачту полиспастом. Первые два яруса сооружения монтируют мачтой, установленной на земле. Затем ее поднимают на первую стоянку. Последующий монтаж конструкций ведется отдельными элементами или плоскими панелями с массой в пределах грузоподъемности мачты.

Монтаж теле- и радиобашен с помощью монтажной мачты характеризуется следующими особенностями: эксплуатация такелажной оснастки и оборудования (мачты, лебедки, блоки и др.) не связана со значительными затратами-(а перестановку монтажной мачты затрачивается 0,3 маш.-смены, т.е. не больше, чем на перестановку подвесного крана; производство работ требует повышенного внимания и согласованности действий монтажников, находящихся друг от друга на большом расстоянии; необходима значительная территория для размещения расчалок. Последнее обстоятельство затрудняет возможность применения рассматриваемого способа монтажа при сооружении башен в стесненных условиях – среди городских и промышленных строений, в гористой, лесистой и пересеченной местностях.

Метод монтажа башен наращиванием с помощью монтажной мачты может быть рекомендован для сооружений, высота которых не превышает 150 – 180м при наличии достаточно свободной площадки для устройства якорей и расчалок и для обзора места установки монтажного оборудования.

Монтаж сооружений самоподъемным порталом. Для монтажа переходных опор ЛЭП, тяжелых пространственных блоков вентиляционных башен-труб, предварительно укрупненных из отдельных элементов на земле, применяют самоподъемные порталы, представляющие собой трубчатую рамную конструкцию с опорной балкой. К верхнему ригелю портала подвешены два грузовых полиспаста, служащие для подъема укрупненных блоков каркаса и перемещения опорной балки. К опорной балке с его внешней стороны крепят два полиспаста перемещения портала.

Опорную часть сооружения и собственно портал монтируют отдельными механизмами (гусеничным краном или мачтой). После установки портала в рабочее положение секции сооружения монтируют грузовыми полиспастами. Их верхние блоки закрепляют к кольцевым обоймам, которые при изменении наклона вращаются вокруг трубы ригеля, обеспечивая вертикальное положение грузовых полиспастов независимо от наклона портала. После того как секция достигнет проектной высоты, портал расчалками наклоняют так, чтобы секция оказалась в проектном положении. На следующую стоянку портал поднимают полиспастами, закрепленными к верху поясов смонтированной секции.

Преимущество применения порталов по сравнению с монтажом самоподъемными мачтами заключается в том, что имеется возможность вести монтаж крупными тяжелыми блоками. Недостатки такие же, как и в предыдущем случае.

Монтаж башенно-мачтовых сооружений с помощью самоподъемных кранов характеризуется следующими особенностями: монтаж башен с помощью подвесных кранов имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием самоподъемной мачты, а именно: управление полиспастами или гидравлическими устройствами выдвигают вертикально вверх. К поднятым подращивают следующие за ними блоки. В такой последовательности продолжается монтаж до окончания возведения сооружения согласно проекту.

Основные преимущества способом подращивания: работы по сборке конструкций и оформлению узлов выполняются на низких отметках, что повышает безопасность работ и создает условия для проведения качественного контроля всех рабочих операций; рабочие места от начала и до конца монтажа основных конструктивных частей башни остаются постоянными, что дает возможность их оборудовать и создать хорошие санитарные условия для рабочих.

Недостатки: наличие мощных вспомогательных устройств при их ограниченном использовании; необходимость держать все сооружение до заключительного момента монтажа навесу, что требует разработки специальных мер, обеспечивающих устойчивость конструкций при монтаже.

Необходимо отметить, что монтаж конструкций подращиванием требует специального подхода к проектированию сооружения еще на стадии технического проекта.