Особенности организации монтажных работ при реконструкции промышленных объектов

Технологические процессы, протекающие в про­мышленных зданиях, крайне разнообразны и именно этим они отличаются от гражданских зданий. В про­мышленных зданиях нередко выделяются агрессив­ные вещества, разрушающие конструкции в 5-6 раз быстрее, чем в обычных для любых зданий условиях. Например, в травильных цехах металлургических за­водов имеются значительные концентрации аэрозолей серной кислоты, при повышенной температуре и влаж­ности достигающей 90%. Сточные жидкости, содер­жащие соляную кислоту, могут превратить минераль­ные вещества фундаментов в растворы, рассасываю­щиеся в грунте, из-за чего здание может дать осадки и даже разрушиться. В пищевой промышленности, в частности молочной, специфические выделения раз­рушают такой высокостойкий материал, как керами­ка. Шум и вибрация также являются причиной раз­рушения конструкций, в первую очередь в местах со­пряжения их элементов.

Расходы на ремонт и восстановление строитель­ных конструкций промышленных зданий от воздей­ствия указанных факторов иногда за 3-5 лет достига­ют первоначальной стоимости зданий.

Основными же причинами, вызывающими необ­ходимость реконструкции промышленных зданий, являются упомянутые выше часто изменяющиеся тех­нологические процессы, вызывающие необходимость их модернизацию. Проводят следующие мероприятия по реконструкции промышленных зданий:1) повы­шение высоты одноэтажных зданий; 2) увеличение про­летов, т.е. разрежение сетки опор; 3) увеличение не­сущей способности стен, колонн, балок и других кон­струкций; 4) выполнение новых строительных конст­рукций для нового подъемно-транспортного оборудо­вания; 5) перестройку стен и покрытий для улучше­ния естественного освещения и аэрации; 6) расшире­ние или объединение помещений в многоэтажных зданиях с изменением строительных конструкций; 7) объединение нескольких зданий в одно с выравнива­нием их по высоте и внутренним переустройством.

В условиях реконструкции промышленных объектов производство работ может осуществляться методами: раздельным, совмещен­ным, комбинированным, открытым и закрытым. Основа организа­ционно-технологических решений реконструкции объекта на стадии ПОС формирование и обоснование целесообразного ва­рианта выполнения ведущих процессов — монтажа (демонтажа) конструкций и технологического оборудования.

Раздельный метод предусматривает монтаж или демон­таж оборудования, коммуникаций и других элементов технологи­ческой части реконструируемого производства после полного окон­чания работ по монтажу (демонтажу) строительных конструкций.

Совмещенный метод основывается на параллельном (совмещенном) выполнении процессов по монтажу и демонтажу строительных конструкций и монтажу (демонтажу) технологичес­кого оборудования. Совмещенное производство монтажных и демонтажных работ позволяет с наибольшей эффективностью использовать монтажные машины и свести к минимуму продолжи­тельность остановки реконструируемого цеха.

Комбинированный метод предполагает монтаж (де­монтаж) основной части технологического оборудования совместно со строительными конструкциями. Оборудование, которое по функ­ционально-конструктивным соображениям или условиям эксплуа­тации требует высокой (полной), степени строительной готовности здания, монтируют раздельным методом.

Открытый метод наиболее эффективен при реконструк­ции одноэтажных и павильонного типа зданий небольших размеров в плане с этажерками не более двух ярусов, небольшой плотнос­тью оборудования. Метод требует несколько больших размеров строительной площадки и предполагает очень сжатые сроки для производства монтажных работ.

При реконструкции многоэтажных зданий, открытых этажерок с большим количеством ярусов (более двух), зданий павильонного типа с этажерками в три и более ярусов открытый способ работ применяют ограниченно, так как при нем значительно усложняется обеспечение жесткости и устойчивости здания в период монтажа. В перечисленных случаях, а также при реконструкции зданий в ус­ловиях высокой внутриплощадочной стесненности, при значитель­ных размерах в плане с большой плотностью технологического оборудования более эффективен закрытый способ работ.

При закрытом методе каркас здания в целом или его отдельного участка (часть пролета, пролет в многопролетном здании) демонтируют полностью или частично только после демонта­жа технологического оборудования или внутрицеховых этажерок.

Эти строительные мероприятия пояснены ниже на нескольких примерах.

В механическом цехе автозавода им. Лихачева (ЗИЛа) в Москве в связи с модерниза­цией оборудования и увеличением его габаритов понадобилось увеличить высоту цеха от пола до низа балок с 6 до 9 м. Для этого были наращены железобе­тонные колонны металлическими стойками, замене­ны балки на металлические фермы и устроены фона­ри улучшенной конструкции. В процессе перестрой­ки деревоплита, служившая покрытием, была заме­нена сборными железобетонными плитами, уложеные на продольные прогоны (рис. 10.29,а).

Рис.10.29. Примеры реконструкции промышленных зданий:

а — механический цех ЗИЛа (увеличение высоты с заменой деревянных ферм металлическими);

б — термический цех того же завода (увеличен пролетов и высоты)

Реконструкция коснулась и термического произ­водства того же предприятия. В термическом цехе потребовалось одновременно увеличить и пролеты, и высоту без остановки работы здесь были установлены меж оборудования новые металлические колонны с пролетами 24 м вместо имевшихся 18-метровых и с высотой 15 м вместо 9 м. По новым колоннам смонтировали и новое покрытие, и только после этого было разобрано существовавшее раньше (рис. 8.12, б). В Усолье Сибирском Иркутской области на спи­чечном комбинате «Байкал» для производства строительной фанеры потребовалось установить пресс в 100 т. Для размещения его было найдено зда­ние, подходившее по всем параметрам, кроме высо­ты. Высота его была увеличена путем заглубления пола на 3 м и подстройки бетонных стен. На авиационном заводе в Сиби­ри потребовалось срочно перейти на производство но­вых видов самолетов, для чего, во-первых, следовало вывести имевшиеся в сборочном цехе самолеты с наи­меньшим раскрытием ограждающих конструкций, учитывая сибирскую зиму. Они были убраны через проем в боковой стене, а не через ворота. Во-вторых, было необходимо разредить сетку опор. Конструкция цеха представляла собой систему обо­лочек из деревоплиты пролетом 64 м и длиной волны 18 м (рис. 10.30) в диафрагмах. Для увеличения шага опор в диафрагмах вдвое надо было убрать их средние опоры. В зимних условиях были сооружены в нижней час­ти диафрагм железобетонные балки коробчатого сече­ния высотой 2,1 м при пролете 36 м. Для большей проч­ности диафрагм криволинейная балка, поддерживаю­щая деревоплиту, т.е. саму оболочку, была жестко со­единена с дополнительной железобетонной балкой.

Рис.10.30. Реконструкция цеха авиазавода в Иркутске для увеличения пролета с 18 до 36 м; план по реконструкции (а) и после реконструкции (б); разрез до реконструкции (в) и после реконструкции (г):

1 — деревоплита; 2 — деревянная криволинейная балка; 3 — стойки криволинейной балки;

4 — арка диафрагмы; 5 — затяжка арки; 6 — новая железобетонная балка; 7 — связи новой балки с арками и криволинейной балкой

После этого промежуточные опоры диафрагм были убраны и сетка опор увеличена до 64х36 м вместо 64х18 м. При расширении Московского завода порошковой металлургии на очень ограниченной территории два существующих цеха были объединены в одно здание с помощью сооружения нового пролета со встройкой его между существующим и новым зданиями (рис. 10.31). Встройки небольшой ширины дали возможность нейт­рализовать появление разной величины осадок в добав­ленных частях объединенного производства.

В конце 60-х годов прошлого века в различных от­раслях промышленности были построены по так на­зываемому канадскому принципу здания без окон и другого естественного освещения. В настоящее время для обеспечения естественного освещения многие такие корпуса оборудуют окнами и устройствами верх­него света в виде зенитных фонарей.

Во многих предприятиях медицинской промыш­ленности в связи с переходом на новые технологичес­кие процессы с заменой оборудования в производствен­ных зданиях, в том числе выполненных из традици­онных конструкций, были созданы помещения больших размеров как в плане, так и по высоте. Для этого часть перекрытий и внутренних опор была разобрана,

Рис10.31. Реконструкция завода порошковой металлургии в Москве. Штриховкой показаны стены нового корпуса между осями А—В, покрытие эстакады между осями Ж-Л и соединительные вставки Б-В и Е-Ж

В качестве примера тщательной отработки всех вопросов организации и технологии монтажа строительных конструкций может служить проект производства монтажных работ по реконструкции головной части колесопрокатного цеха трубопрокатного завода

На одном из участков существующего цеха взамен сносимого требовалось смонтировать конструкции трех вновь возводимых пролетов шириной 30; 10,5; 25,2 м и длиной 336 м. Каркас здания металлический, стеновые панели и плиты кровли — железобетон­ные. Шаг колонн 6; 12; 18 м, а по ряду и, кроме того,— 36 м. Под стропильные фермы длиной 36 м являлись одновременно и подкра­новыми. Все металлические конструкции здания — сварные, монтажные узлы выполнены на высокопрочных болтах. Общая масса металлических конструкций, подлежащих монтажу, составила4248, демонтажу — 287 т. Объем смонтированных железобетон­ных конструкций — 3000 м³.

Рис10.32Реконструкция котельной Штриховкой выделены новые конструктивные элементы:

1 — усиляемые стойки; 2 — дополнительные металлические

стойки; 3 — новые прогоны; 4 — фермы; 5 — фонарь

Вновь возводимые пролеты с двух сторон полностью и частично с, третьей стороны непосредственно примыкали к существующим Пролетам цеха. Свободная сторона выходила в узкий коридор, ог­раниченный другим действующим цехом. Внутри коридора прохо­дил действующий железнодорожный путь и эстакада промышлен­ных проводок.

На выбор основных организационно-технологических решений по монтажу конструкций решающее влияние оказывала большая насыщенность пролета М — К фундаментами под технологическое оборудование, что при сжатых сроках реконструкции требовало их возведения параллельно с монтажом здания. Было рассмотрено два варианта схемы монтажа. По первому монтаж предполага­лось осуществлять с помощью козлового крана УКП-40-56 проле­том 56 м и самоходного стрелового крана СКГ-40/25, по второму — с помощью самоходных стреловых кранов СКГ-100БС, СКГ-40/25 и СКГ-40.

Первый вариант имел ряд недостатков, основными из которых являлись: последовательность монтажа пролетов в сторону су­ществующих, а не наоборот; невозможность параллельного монтажа всех пролетов; не была предусмотрена подача конструкций в пролет Д — И; подземные конструкции машзала требовали усиления для прохода по ним козлового крана; увеличение сроков монтажа почти в два раза по сравнению со вторым вариантом; боль­шие затраты на монтаж и демонтаж козлового крана, а также на устройство временных фундаментов и опор.

В качестве основного был принят второй вариант (рис. 10.33), До начала производства монтажных работ было предусмотре­но демонтировать в необходимом объеме конструкции существующего пролета и смонтировать временную стенку по ряду Д, осуществить перенос инженерных коммуникаций в коридоре между действующими цехами; отрыть котлован, выполнить фундаменты под колонны и произвести обратную засыпку, в объеме, необходи­мом для безопасной работы монтажных кранов и устройства вре­менных железнодорожных путей; расставить и запитать от дей­ствующих заводских электросетей шкафы питания; обеспечить по­дачу кислорода и освещение площадки; установить пожарные посты и др.

Приемку, складирование и укрупнительную сборку конструкций предусматривалось в основном производить на центральном складе, оборудованном козловым краном К-183, который ранее уже ис­пользовался при возведении нового прокатного цеха на этом же заводе. Кроме этого, с обоих торцов реконструируемого колесо­прокатного цеха были дополнительно выделены промежуточные площадки складирования. Как центральный склад, так и проме­жуточные площадки имели автомобильные и железнодорожные подъезды. Складирование конструкций в зоне действия монтажных кранов в связи с высокой стесненностью площадки не предусматривалось.

Доставку конструкций под монтаж намечалось производить в основном железнодорожным транспортом по постоянным и временным путям. Временные пути предназначались для доставки конструкций внутрь монтируемых пролетов. Мелкие конструкции частично предусматривалось доставлять автотранспортом. На всех пересечениях железнодорожных и автомобильных дорог как постоянных, так и временных были запроектированы переезды.

Рис.10.33 Основные решения по организации монтажа конструкций при реконструкции