СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЫСОТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ, НАПРИМЕР ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРУБ И БАШЕН
METHOD OF ERECTING HIGH-RISE REINFORCED CONCRETE STRUCTURES, FOR EXAMPLE, INDUSTRIAL CHIMNEY-STACKS AND TOWERS

Изобретение относится к области строительства высотных железобетонных сооружений, например промышленных труб и башен.
Известен способ строительства высотных железобетонных промышленных труб и телевизионных башен в подъемно-переставной опалубке с применением многоклеточного шахтного подъемника, которым осуществляют подъем монтажников в грузопассажирском подъемнике к месту ведения работ, доставку бетона и арматуры в грузовой клети в зону их укладки и установки, подъем рабочей площадки подъемным устройством, охватывающим шахтный подъемник снаружи и перемещающимся по нему циклически на шаг подъема для возможности ведения работ на очередном ярусе (Стуканов А.А. Возведение монолитных железобетонных промышленных труб. Изд. 2-е, испр. и доп., Стройиздат, 1973, стр.38-48, рис.15, стр.110, рис.41) (прототип).
Недостатком такого способа является то, что чистку и смазку щитов, установку и вязку арматуры производят под рабочей площадкой, к которой подвешиваются наружные щиты опалубки на небольшом расстоянии от нее, поэтому чистка и смазка щитов, установка и вязка арматуры представляют собой трудоемкие операции, требующие много времени; наружные щиты перед подъемом отводят на небольшое расстояние от бетонной поверхности, что дополнительно осложняет их чистку и смазку. Внутренние щиты применяют мелкощитовыми и их чистка, смазка, перестановка с подвесных лесов под рабочей площадкой осложняют эти работы.
Известен способ строительства высотных железобетонных сооружений с помощью подъемно-переставной опалубки. (Шмит О.М. Опалубки для монолитного бетона. / Пер. с нем. Л.М.Айгорн. /Под ред. Н.И.Евдокимова. - М.: Стройиздат, 1987. стр.137-145.) При этом способе щиты опалубки устанавливают на специальные консоли, с помощью которых щиты отрывают от бетона и перемещают их на величину, удобную для чистки и смазки щитов. Консоли с установленным на них щите последовательно снимают с анкеров, забетонированных на предыдущем ярусе, поднимают подъемным краном, установленным на нулевой отметке, и закрепляют их на анкерах забетонированных на последнем ярусе. Недостатком такого способа является то, что над щитами внутренней и наружной опалубок и в зоне рабочих мест трудно установить шатер и тепляк для создания климатических условий, обеспечивающих нормальное твердение бетона, особенно в зимнее время, что замедляет процесс производства работ, так как бетон медленно набирает необходимую прочность, что особенно неблагоприятно в местах установки анкеров. Подъем щитов осуществляют подъемным краном, при этом каждый щит поднимают и устанавливают по одному последовательно друг за другом, что увеличивает время на их перестановку.
Известен способ строительства высотных железобетонных промышленных труб и башен в подъемно-переставной опалубке с применением многоклеточного шахтного подъемника, при этом осуществляют комбинированный независимый несовмещенный по времени подъем: рабочую площадку, монтажную площадку с находящимися на ней кольцевыми монорельсами с талями, шатер, тепляк, бункер, подвесные леса, подвешенные к рабочей площадке поднимают подъемным устройством, охватывающим шахтный подъемник снаружи и перемещающимся по нему циклически на шаг подъема; наружные щиты с сопряженными с ними консолями, наружные компенсационные щиты, внутренние щиты, внутренние компенсационные щиты поднимают талями, расположенными на кольцевых монорельсах, закрепленных на монтажной площадке.
Наружные щиты переставляют в первую очередь. После отрыва наружного щита от бетона, его чистки и смазки, щит в блоке с двумя консолями, примыкающими к нему, и настилом на них поднимают талью с анкеров, установленных при бетонировании предыдущего яруса, перемещают и устанавливают на анкеры, забетонированные на последующем ярусе. Щиты последовательно переставляют по всему периметру. После перестановки наружного щита переставляют наружный компенсационный щит на высоту очередного бетонирования. Наружный компенсационный щит делают выше наружного щита на высоту, необходимую для его крепления на последнем забетонированном ярусе стяжками, устанавливаемыми в отверстия, оставленными на последнем ярусе от крепления верхней части компенсационного щита, высоту которого делают по сравнению с высотой наружного щита не более чем в два раза. Наружный щит прижимают к примыкающим к нему наружным компенсационным щитам и центрируют их по отношению к центру сооружения.
Внутренний компенсационный щит делают равным высоте бетонируемого яруса и работу по бетонированию сооружения ведут двумя комплектами одинаковых компенсационных щитов, переставляя поочередно нижний внутренний компенсационный щит на верхний щит, забетонированный в последнем ярусе, который становится нижним, а установленный на него нижний - верхним. Нижний внутренний компенсационный щит является опорой для установленного на него компенсационного щита. После бетонирования очередного яруса снимают нижний внутренний компенсационный щит с анкера и переставляют его на штифты верхнего внутреннего компенсационного щита, верхний внутренний компенсационный щит соединяют с наружным компенсационным щитом в верхней части фиксатором, определяющим толщину оболочки сооружения, и стяжками, воспринимающими нагрузку от свежеуложенного бетона оболочки сооружения. Верхний внутренний компенсационный щит, соединенный с наружным компенсационным щитом, центрируют по отношению к наружному компенсационному щиту. К верхнему внутреннему компенсационному щиту крепят анкер, который используют вместе с этим щитом после бетонирования верхнего яруса, набора необходимой прочности бетона в зоне расположения анкера, снятия и подъема нижерасположенного внутреннего компенсационного щита в качестве опоры для вышеустановленного компенсационного щита. Внутренний щит, находящийся в зоне последнего забетонированного яруса, отрывают от бетона, снимают с зажимных устройств, установленных на нижних внутренних компенсационных щитах, находящихся в зоне последнего забетонированного яруса, перемещают талью вверх на зажимные устройства верхних внутренних компенсационных щитов, отцентрированных и скрепленных с наружным компенсационным щитом. Внутренний щит зажимными устройствами, находящимися на внутренних компенсационных щитах, прижимают к ним и стяжками соединяют с наружным щитом для уменьшения воздействия на щиты усилия от давления свежеуложенного бетона. Внутренний щит перед навешиванием на зажимные устройства очищают от налипшего бетона и смазывают для уменьшения сцепления бетона с рабочей поверхностью щита. Внутренние щиты последовательно переставляют по всему периметру (RU 2380502 C1, E04G 11/20, 27.01.2010 г.).
Недостатком такого способа является то, что внутренние и наружные щиты, внутренние компенсационные и наружные компенсационные щиты поднимают талями каждый в отдельности, последовательно перемещаясь по периметру. Наружный компенсационный щит делают выше наружного щита, внутренний компенсационный щит делают равным по высоте бетонирования яруса и работу по бетонированию сооружения ведут двумя комплектами одинаковых компенсационных щитов, переставляя поочередно внутренний компенсационный щит на верхний щит, забетонированный в последнем ярусе, который ставится нижним, а установленный на него нижний - верхним. Нижний внутренний компенсационный щит является опорой для установленного на него компенсационного щита. Внутренний щит, находящийся в зоне последнего забетонированного яруса, отрывают от бетона, снимают с зажимных устройств, установленных на нижних внутренних компенсационных щитах, находящихся в зоне последнего забетонированного яруса, перемещают талью вверх на зажимные устройства верхних внутренних компенсационных щитов. Внутренний щит зажимными устройствами, находящимися на внутренних компенсационных щитах, прижимают к ним и стяжками соединяют с наружным щитом. Внутренние щиты последовательно перемещают по всему периметру.
Необходимость применения двух комплектов внутренних компенсационных щитов и отличие по конструкции наружных компенсационных щитов от внутренних компенсационных щитов, подъем каждого компенсационного щита талью последовательно друг за другом удлиняют технологический процесс, увеличивают трудоемкость работ и их стоимость.
Подъем каждого внутреннего и наружного щитов ведут раздельно, создают неуравновешенный момент, действующий на шахтный, подъемник, особенно наружный, который поднимают вместе с двумя консолями и настилом.
Цель изобретения - устранить отмеченные недостатки.
Указанная цель достигается тем, что внутренние компенсационные и наружные компенсационные щиты подвешивают на роликах, перемещающихся по радиальным балкам рабочей площадки. Наружные, как и внутренние, щиты делают крупноблочными и размещают их на консолях и поднимают талями, расположенными на кольцевых монорельсах, закрепленных на монтажной площадке, осуществляют комбинированный независимый, не совмещенный, по времени подъем: рабочую площадку с подвешенными к ней наружными и внутренними компенсационными щитами, монтажную площадку с находящимися на ней кольцевыми монорельсами с талями, шатром, тепляком, бункером поднимают подъемным устройством, охватывающим шахтный подъемник снаружи и перемещающимся по нему циклически на шаг подъема. Наружные и внутренние щиты поднимают талями, расположенными на кольцевых монорельсах, закрепленных на монтажной площадке. После подъема рабочей площадки вместе с компенсационными щитами на 2,5 м и установки подъемного устройства на опорные кулачки, поочередно талями поднимают каждый блок внутренней опалубки, состоящий из двух консолей, внутреннего щита и настила и каждый блок наружной опалубки, состоящий из двух консолей, наружного щита и настила, при этом каждый блок наружной опалубки поднимают одновременно с внутренним, расположенным с противоположной стороны по отношению к центру сооружения, при этом внутренний блок используют в качестве противовеса наружному, чем уменьшают действующий на многоклеточный шахтный подъемник неуравновешенный момент.
После подъема внутренних и наружных компенсационных щитов, соответствующих им внутренних и наружных щитов, их отодвигают от бетонной поверхности на расстояние, удобное для чистки поверхности от налипшего к щитам бетона и смазки для уменьшения сцепления бетона с рабочей поверхностью щита. Очищенные и смазанные щиты прижимают к бетонной поверхности компенсационные щиты механизмом отрыва, расположенным на балках рабочей площадки, а внутренние и наружные щиты устройством отрыва, расположенным на консолях. Щиты центрируют и соединяют их стяжками.
После укладки бетонной смеси в опалубку и достижения ею необходимой прочности со специальной площадки, расположенной над рабочей площадкой, устанавливают вертикальную арматуру, а с рабочей площадки устанавливают горизонтальную арматуру.
Внутренние и наружные щиты при подъеме устанавливают с перекрытием бетонной поверхности наружным краем щита до 70 мм, что повышает более точное сохранение формы поверхности сооружения по ярусам.
Такое техническое решение обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности работы шахтного подъемника, его устойчивости и грузоподъемности; установка как наружных, так и внутренних щитов на консолях, а внутренних и наружных компенсационных щитов на роликах на балках рабочей площадки упрощает получение необходимого зазора между щитами и бетоном, улучшает условия чистки и смазки щитов, унификация конструктивных решений наружных и внутренних щитов снижает затраты на их изготовление и обслуживание. Все наружные и внутренние компенсационные щиты поднимают одновременно с рабочей площадкой и другими ранее перечисленными узлами, что снижает время на их подъем, а комбинированный, независимый, несовмещенный по времени подъем с подъемом внутренних и наружных щитов уменьшает расход энергоресурсов. Установка тепляка и шатра с теплоизоляцией позволяет создать необходимый тепловой режим для твердения бетона. Все это обеспечивает снижение трудозатрат, трудоемкости, сокращения сроков строительства, повышение качества работ и безопасности труда, повышение надежности многоклеточного шахтного подъемника и его устойчивости.
Сущность изобретения поясняется графически.
На фиг.1 изображена общая схема производства работ. Показано положение после бетонирования очередного яруса.
На фиг.2 изображена схема производства работ. Показано положение после набора бетоном необходимой прочности и установки вертикальной и горизонтальной арматуры.
На фиг.3 показана операция отрыва наружных и внутренних щитов от бетона.
На фиг.4 показана операция отрыва наружных и внутренних компенсационных щитов от бетона.
На фиг.5 изображена схема производства работ. Показано положение после поднятия подъемным устройством рабочей площадки с подвешенными к ней наружными и внутренними компенсационными щитами; монтажной площадки с кольцевыми монорельсами и установленными на них талями, шатра, тепляка и бункера.
На фиг.6 показан вид в плане опалубки бетонирования сооружения.
На фиг.7 показан вид фрагмента стыковки наружных щитов с наружными компенсационными щитами, внутренних щитов с внутренними компенсационными щитами и наружных щитов между собой.
На фиг.8 изображена схема производства работ. Показана операция подъема блока наружной опалубки, состоящего из наружного щита, двух консолей и настила, и блока внутренней опалубки, состоящего из внутреннего щита, двух консолей и настила, соответствующих талей.
Работу по строительству высотного железобетонного сооружения ведут с применением строительного комплекса, приведенного на общей схеме производства работ на фиг.1, где обозначено: строящееся сооружение 1, многоклеточный шахтный подъемник 2, грузовая клеть 3, гибкая связь 4, консоль 5, подъемное устройство 6, содержащее: каркас 7, опорное устройство каркаса 8, опорно-переставную раму 9, механизм подъема 10, шатер 11, опорное устройство 12, опорно-переставной рамы 9, раздаточный бункер 13, кольцевой монорельс 14, и таль 15 для подъема блока внутренней опалубки, кольцевой монорельс 16, и таль для подъема блока наружной опалубки, рабочая площадка 18, вертикальная арматура 19, щит наружной опалубки 20, наружный компенсационный щит 21, внутренний компенсационный щит 22, щит внутренней опалубки 23, анкер 24, стяжка 25, балка 26, подвески наружного компенсационного щита, балка 27 подвески внутреннего компенсационного щита, площадка 28 для установки вертикальной арматуры, устройство 29 для отрыва от бетона щитов внутренней и наружной опалубок, автобетоносмеситель 30, приемный бункер 31, желоб 32, монтажная площадка 33, защитное перекрытие 34, блок 35 внутренней опалубки, блок 36 наружной опалубки, грузопассажирский подъемник 37, тепляк 38.
Работу ведут следующим образом. Производят постепенный монтаж многоклеточного шахтного подъемника 2 с раскреплением его гибкими связями 4 к возводимому сооружению 1 по мере увеличения его высоты в процессе строительства. В ячейках многоклеточного шахтного подъемника располагают: грузопассажирский подъемник 37 для доставки монтажников в зону работ, грузовую клеть 3 для подъема арматуры и бетонной смеси в зону их укладки.
На многоклеточном шахтном подъемнике производят монтаж подъемного устройства 6, охватывающего многоклеточный шахтный подъемник по периферии и содержащего каркас 7, опорно-переставную раму 9, соединенные червячно-винтовым механизмом подъема 10, обеспечивающим поочередный подъем каркаса 7 и опорно-переставной рамы 9 на шаг подъема 2,5 м, перемещая вверх все подъемное устройство для последовательной работы на увеличивающейся высоте сооружения.
Перемещение подъемного устройства 6 осуществляют за счет последовательного опирания каркаса 7 на опорное устройство 8 и опорно-переставной рамы 9 на опорное устройство 12, последовательно сближая или удаляя относительно друг друга в зависимости от направления движения привода.
Бетонную смесь в ковше грузовой клети 3 поднимают до уровня бункера 13, где при автоматическом опрокидывании ковша перегружают в раздаточный бункер 13, откуда в тележках по рабочей площадке 18 доставляют к месту укладки.
Для защиты от атмосферных осадков и создания необходимого теплового режима применяют шатер 11 и тепляк 38, закрытые теплоизоляционным материалом.
На монтажной площадке 33 располагают кольцевые монорельсы 14 и 16, по которым перемещают тали соответственно 15 и 17. Тали применяют для подъема блоков, состоящих из консолей 5 и щитов 20 для наружной опалубки и из консолей 5 и щитов 23 для внутренней опалубки (см. фиг.6).
При подъеме блоков как со щитами 20 наружной опалубки, так и со щитами 23 внутренней опалубки консоли 5 автоматически снимают с анкеров 24, а в конце подъема навешивают на такие же анкеры, расположенные на 2,5 м выше и установленные при бетонировании очередной секции (см. фиг.5). Для предохранения от случайного срыва консоли с анкера устанавливают специальный фиксатор.
Подъем щитов производят в следующей последовательности. В первую очередь последовательно отрывают щиты внутренней 20 и наружной 23 опалубок от бетона устройствами 29, расположенными на консолях 5 (см. фиг.3), отрывают от бетона отрывным устройством 39 компенсационные щиты, установленные на роликах, расположенных на радиальных балках 26, 27 для подвески наружных 21 и внутренних 22 компенсационных щитов (см. фиг.4), подвешенных к рабочей площадке 18. Каждый компенсационный щит располагают между соседними щитами как внутренними, так и наружными.
После подъема рабочей площадки на 2,5 м, установки подъемного устройства на опорные устройства, талями поочередно поднимают каждый блок 35 внутренней опалубки, состоящей из двух консолей 5, внутреннего щита 23 и настила и каждый блок 36 наружной опалубки, состоящей из двух консолей 5, наружного щита 20 и настила, при этом каждый наружный блок поднимают одновременно с внутренним, расположенным с противоположной стороны по отношению к центру сооружения. При этом внутренний блок 35 выполняет роль противовеса наружному блоку 36 для уменьшения действующего на многоклеточный шахтный подъемник неуравновешенного момента (см. фиг.8).
Бетонную смесь доставляют автобетоносмесителем 30, из которого перегружают в приемный вибробункер 31 и по виброжелобу 32 в ковш грузовой клети 3, которой поднимают до раздаточного бункера 13, где при автоматическом опрокидывании ковша перегружают в раздаточный бункер 13, откуда в опалубку ствола сооружения. Перед опусканием бетонной смеси щиты опалубки центрируют и соединяют стяжками 25.
После укладки бетонной смеси в опалубку и достижения ее необходимой прочности, с площадки 28 устанавливают вертикальную арматуру 19 и с рабочей площадки 18 устанавливают горизонтальную арматуру 40 (см. фиг.2). Защитное перекрытие 34 устанавливают для предотвращения травм от случайно падающих предметов.