Технологический комплекс для возведения гидротехнического сооружения
Использование: устройства для производства работ в гидротехническом строительстве для возведения подходных эстакад, перегрузочных комплексов и причальных сооружений. Сущность: создание технологического комплекса для возведения гидротехнического сооружения с применением выносного кондуктора специальной конструкции для установки свайных опор и последующего последовательного монтажа пролетов. Технический результат: сокращение сроков строительства и снижение трудоемкости работ при упрощении процесса возведения гидротехнического сооружения, повышение надежности и возможность бесперебойной работы независимо от погодных условий и волнения на акватории.
Техническое решение относится к устройствам для производства работ в гидротехническом строительстве и может быть использовано для возведения подходных эстакад, перегрузочных комплексов и причальных сооружений.
Традиционная технология и конструкция устройств [3-6, 8-11] для возведения причальных гидротехнических сооружений, как правило, включает плавсредства для транспортировки свай и элементов ростверка к месту монтировки, например, платформы или понтоны [3, 6, 9], оснащенные специальным оборудованием. При этом такие устройства имеют размещенные на плавсредствах (понтонах) подъемные средства (лебедки, краны и/или домкраты [8-11], а также средства для установки свай (колонн), включая устройства бурения скважин под сваи [3, 5]. Возводимое гидротехническое сооружение традиционно включает [3-5, 7] свайные опоры с установленным на них ростверком. Бетонные работы по изготовлению плит ростверка осуществляются либо на суше [3] с последующей транспортировкой плит плавсредствами к месту установки, либо на плавсредстве [9], либо на специально оборудованной рабочей площадке в акватории [2].
Типичными аналогами комплексов для возведения гидротехнических сооружений являются устройства [2, 3] модифицирующее традиционные
конструктивные выполнения [10, 11]. Так, основными признаками комплекса [3] является наличие плавучего дока для транспортировки блоков и элементов к месту установки, а также подъемных механизмов для монтажа ростверка, жестко скрепленного с заглубленными в донный грунт сваями [4].
Основным недостатком известных устройств [3, 4] является значительная трудоемкость и стоимость работ вследствие использования плавсредств.
Элементы конструкции установки для производства бетонных изделий на воде приводятся в [2]. Устройство [2] содержит рабочую площадку с оснасткой для производства бетонных работ и совокупность средств для возведения причального сооружения, включающего свайные опоры с установленным на них ростверком. При этом в устройстве [2] рабочая площадка выполнена на плавучем основании плавсредства (понтона) с последующей транспортировкой изделий (свай, колонн, плит ростверка) этим плавсредством к месту установки, которая осуществляется с помощью подъемно-транспортных механизмов на этом плавсредстве.
Недостатком устройства [2] являются сложность, трудоемкость и большие капитальные затраты, обусловленные применением плавсредств. Зависимость от погодных условий (волнового режима) не может, в ряде случаев, обеспечить планируемых сроков строительства, а применение ряда плавсредств на мелководье весьма затруднительно. Недостатки установки [2] затрудняют достижение оптимального критерия производства «сложность - стоимость - эффективность», т.е. достижение максимально возможной эффективности (сокращение сроков работ, снижение трудоемкости и материалоемкости) при приемлемых сложности и стоимости.
Комплекс [1] для возведения причального сооружения, принятый за прототип, позволяет отказаться от использования сложных, дорогостоящих и неприменимых в условиях значительного волнения плавсредств для производства работ и транспортировки строительных элементов и
монтировать гидротехническое сооружение с посекционно наращиваемым ростверком путем поочередной последовательной на движки плит.
Комплекс [1] содержит рабочую площадку с оснасткой для производства бетонных работ и совокупность средств для возведения причального сооружения (ПС), включающего свайные опоры с установленным на них ростверком. Рабочая площадка комплекса [1] выполнена в виде размещенного на суше у береговой линии продольного горизонтального стапеля, оснащенного оборудованием для производства плит ростверка ПС. Совокупность средств для возведения ПС включает подъемные устройства, установку для монтажа свайных опор основания ПС, домкратные устройства для последовательного горизонтального перемещения плит по опорным направляющим ограничителям с возможностью посекционного наращивания ростверка ПС и модуль завершающих монтажных работ. Стапель выполнен в виде железобетонной плиты с металлической верхней плоскостью и снабжен гнездами для закрепления упоров домкратов. Оборудование стапеля выполнено с возможностью производства железобетонных плит с металлическим нижним основанием и отверстиями для установки на свайные опоры. Совокупность средств для возведения ПС размещена на стапеле с возможностью перемещения на установленные плиты ростверка ПС, последовательно надвинутые по опорным направляющим ограничителям на свайные опоры основания ПС с помощью домкратных устройств.
Однако, в ряде случаев, технология [1] последовательно надвигаемых плит по опорным направляющим ограничителям на свайные опоры, устанавливаемые в предварительно пробуренные для них скважины, не может удовлетворить комплексным требованиям по сокращению сроков монтажа при снижении его трудоемкости ввиду относительной сложности, необходимости вспомогательных операций (бурение скважин под сваи, установка домкратов, производство плит специальной конструкции) и зависимости от погодных условий и волнового режима.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании технологического комплекса для возведения гидротехнического сооружения с применением выносного (выставляемого) кондуктора специальной конструкции для установки свайных опор и последующего последовательного монтажа пролетов.
Основной технический результат предлагаемого технологического комплекса - сокращение сроков строительства и снижение трудоемкости работ при упрощении процесса возведения гидротехнического сооружения за счет производства работ без применения плавсредств и, в значительной мере, за счет использования выставляемого кондуктора специальной конструкции для установки свайных опор и дальнейшего посекционного наращивания пролетов ростверка. Кроме того, предлагаемый комплекс реализует повышение надежности монтажа гидротехнического сооружения и возможность бесперебойной работы независимо от погодных условий и волнения на акватории.
Технический результат достигается следующим образом.
Технологический комплекс для возведения гидротехнического сооружения (ГТС) содержит рабочую площадку, совокупность средств для возведения ГТС, включающего свайные опоры с установленным на них ростверком из плит, причем рабочая площадка выполнена в виде продольного горизонтального стапеля, оснащенного оборудованием и сборными элементами для монтажа ГТС, а совокупность средств для возведения ГТС включает подъемное устройство и установку для монтажа свайных опор основания ГТС с посекционным наращиванием пролетов ростверка ГТС и модуль завершающих монтажных работ.
Основное отличие комплекса заключается в том, что подъемное устройство выполнено в виде большегрузного подъемного крана, установка для монтажа свайных опор включает выставленную подъемным краном по горизонту на проектные оси по длине и ширине пролета кондукторную раму со смонтированным на ней выносным кондуктором, один конец которой
установлен на поперечном металлическом ригеле уже смонтированного пролета ГТС, а второй выносной конец установлен на две пары снабженных гидроприводами опорных стоек, первая пара которых установлена на грунте дна вертикально, а стойки второй пары установлены наклонно под углом 15-25° к вертикальным стойкам. При этом кондуктор снабжен выполненными в виде стаканов проемами для размещения свайных опор на проектное положение посредством подъемного крана с последующим погружением их в грунт дна забивным снарядом на требуемую глубину и фиксацией расположенными в проемах кондуктора упорами. На верхних концах свайных опор смонтирован поперечный металлический ригель, установленный подъемным краном и закрепленный сварным соединением, а на поперечных ригелях уже смонтированной и вновь монтируемой секций ГТС установлены и закреплены сварным соединением металлические ортотропные плиты.
Кроме того комплекс отличается тем, что на рабочей площадке размещены подъемный кран и сборные элементы для монтажа ГТС, включая свайные опоры, выполненные в виде металлических труб большого диаметра, металлические поперечные ригели и ортотропные плиты, сваренные из металлических листов, а также другое оборудование, включая забивной снаряд для забивки свайных опор на требуемую глубину.
Отличием комплекса также является то, что в качестве забивного снаряда для забивки свайных опор ГТС использован гидромолот, или вибропогружатель, или другое забивное устройство, перемещаемое от одной свайной опоры к другой посредством подъемного крана.
При этом модуль завершающих монтажных работ выполнен с возможностью закрепления сборных элементов ГТС посредством сварных соединений.
В частных случаях для выставления подъемным краном кондукторной рамы со смонтированным на ней выносным кондуктором использована траверса.
Кондукторная рама оборудована настилом и ограждением и снабжена технологической площадкой для производства монтажных работ.
В конкретном случае выполнения комплекса подъемный кран и установка для монтажа ГТС выполнены с возможностью последовательного посекционного наращивания пролетов ростверка посредством перемещения подъемного крана на установленные плиты очередного пролета для выставления кондукторной рамы с кондуктором на проектное положение последующего пролета прямолинейного или выполняемого с ответвлениями ГТС.
На чертеже представлена общая схема конструкции комплекса для возведения гидротехнического сооружения.
Комплекс для возведения ГТС содержит рабочую площадку 1, свайные опоры 2, ростверк 3, ортотропные плиты 4, подъемный кран 5, кондукторную раму 6, кондуктор 7, ригели 8, вертикальные опорные стойки 9, наклонные опорные стойки 10, проемы 11 кондуктора, настил 12, ограждение 13, технологическую площадку 14.
Работа комплекса для возведения ГТС иллюстрируется следующим примером (см. чертеж).
На рабочей площадке 1 ростверка 3 размещены используемые при возведении ГТС подъемный кран 5 и сборные элементы: свайные опоры 2, выполненные в виде металлических труб большого диаметра, металлические поперечные ригели 8 и ортотропные (прямонаправленные) плиты 4, а также другое оборудование (на чертеже не показано), включая забивной снаряд для забивки свайных опор на требуемую глубину. Подъемный кран 5 выставляет кондукторную раму 6 со смонтированным на ней выносным кондуктором 7. Выставление кондукторной рамы 6 и кондуктора 7 осуществляется по горизонту на проектные оси по длине и ширине пролета ростверка 3, при этом один конец кондукторной рамы 6 устанавливается на поперечном металлическом ригеле 8 уже смонтированного пролета ГТС, а второй выносной конец рамы 6 устанавливается на две пары снабженных
гидроприводами опорных стоек 9 и 10. В частном случае для выставления подъемным краном 5 кондукторной рамы 6 с выносным кондуктором 7 может быть использована траверса. Пара опорных стоек 9 устанавливается на грунте дна вертикально, а опорные стойки 10 устанавливаются наклонно под углом 15-25° к вертикальным стойкам 9 для предотвращения бокового волнового и ветрового воздействия на раму 6 и кондуктор 7.
В проемы 11 кондуктора 7 краном 5 осуществляется подача свайных опор 2, которые устанавливаются на проектное положение и затем погружаются забивным снарядом в грунт дна на требуемую глубину с последующей фиксацией упорами, размещенными в проемах 11 кондуктора 7. В качестве забивного снаряда для забивки свайных опор 2 может быть использован гидромолот, или вибропогружатель, или другое забивное устройство, перемещаемое от одной свайной опоры 2 к другой посредством крана 5.
Далее с помощью крана 5 на сваи 2 заводится ригель 8 с подгонкой по месту и обваркой ригеля 8 и свай 2. Сварочные работы осуществляются с настила 12 технологической площадки 14, имеющей защитное ограждение 13.
Затем на поперечных ригелях 8 уже смонтированной и вновь монтируемой секций ростверка 3 ГТС устанавливаются и закрепляются сварным соединением ортотропные плиты 4. После завершения монтажа очередной секции (пролета) ростверка 3 кран 5 перемещается на установленные плиты 4 для переставления рамы 6 с кондуктором 7 на новое проектное положение, осуществляя тем самым последовательное посекционное наращивание пролетов ростверка 3 прямолинейного или выполняемого с ответвлениями ГТС.
Таким образом, посредством выносного кондуктора специальной конструкции для установки свайных опор и последующего последовательного монтажа пролетов ГТС достигается снижение трудоемкости работ при упрощении процесса возведения ГТС, повышается
надежность монтажа ГТС, реализуется возможность бесперебойной работы независимо от погодных условий и волнения на акватории. При этом, как показывает опыт работ ПСФ «Спецфундаментстрой» (г.Геленджик) по монтажу подходной эстакады в акватории Черного моря (Таманский полуостров), срок монтажа каждого из 24-метровых пролетов ГТС сокращается в 3-4 раза (с 7-8 дней до 2-3 дней), что позволяет судить о реализации технического результата по оптимизации критерия «сложность - стоимость - эффективность».
1. Технологический комплекс для возведения гидротехнического сооружения (ГТС), содержащий рабочую площадку, совокупность средств для возведения ГТС, включающего свайные опоры с установленным на них ростверком из плит, причем рабочая площадка выполнена в виде продольного горизонтального стапеля, оснащенного оборудованием и сборными элементами для монтажа ГТС, а совокупность средств для возведения ГТС включает подъемное устройство и установку для монтажа свайных опор основания ГТС с посекционным наращиванием пролетов ростверка ГТС и модуль завершающих монтажных работ, отличающийся тем, что подъемное устройство выполнено в виде большегрузного подъемного крана, установка для монтажа свайных опор включает выставленную подъемным краном по горизонту на проектные оси по длине и ширине пролета кондукторную раму со смонтированным на ней выносным кондуктором, один конец которой установлен на поперечном металлическом ригеле уже смонтированного пролета ГТС, а второй выносной конец установлен на две пары снабженных гидроприводами опорных стоек, первая пара которых установлена на грунте дна вертикально, а стойки второй пары установлены наклонно под углом 15-25° к вертикальным стойкам, при этом кондуктор снабжен выполненными в виде стаканов проемами для размещения свайных опор на проектное положение посредством подъемного крана с последующим погружением их в грунт дна забивным снарядом на требуемую глубину и фиксацией расположенными в проемах кондуктора упорами, на верхних концах свайных опор смонтирован поперечный металлический ригель, установленный подъемным краном и закрепленный сварным соединением, а на поперечных ригелях уже смонтированной и вновь монтируемой секций ГТС установлены и закреплены сварным соединением металлические ортотропные плиты.
2. Комплекс для возведения ГТС по п.1, отличающийся тем, что на рабочей площадке размещены подъемный кран и сборные элементы для монтажа ГТС, включая свайные опоры, выполненные в виде металлических труб большого диаметра, металлические поперечные ригели и ортотропные плиты, сваренные из металлических листов, а также другое оборудование, включая забивной снаряд для забивки свайных опор на требуемую глубину.
3. Комплекс для возведения ГТС по п.1, отличающийся тем, что в качестве забивного снаряда для забивки свайных опор ГТС использован гидромолот, или вибропогружатель, или другое забивное устройство, перемещаемое от одной свайной опоры к другой посредством подъемного крана.
4. Комплекс для возведения ГТС по п.1, отличающийся тем, что модуль завершающих монтажных работ выполнен с возможностью закрепления сборных элементов ГТС посредством сварных соединений.
5. Комплекс для возведения ГТС по п.1, отличающийся тем, что для выставления подъемным краном кондукторной рамы со смонтированным на ней выносным контуром использована траверса.
6. Комплекс для возведения ГТС по п.1, отличающийся тем, что кондукторная рама оборудована настилом и ограждением и снабжена технологической площадкой для производства монтажных работ.
7. Комплекс для возведения ГТС по п.1, отличающийся тем, что подъемный кран и установка для монтажа ГТС выполнены с возможностью последовательного посекционного наращивания пролетов ростверка посредством перемещения подъемного крана на установленные плиты очередного пролета для выставления кондукторной рамы с кондуктором на проектное положение последующего пролета прямолинейного или выполняемого с ответвлениями ГТС.
