Модуль универсального монтажного соединения конструкций

Одним из современных направлений развития строительства является разработка новых монтажных соединений металлоконструкций, от которых в значительной степени зависит продолжительность, трудоемкость и безопасность монтажа, а также экономическая эффективность и надежность конструкций в целом. Разработан Модуль универсального монтажного соединения конструкций, в котором объединены возможности автоматического и быстрозамыкаемого соединения конструкций. Модуль обеспечивает восприятие действующих знакопеременных усилий в соединяемых конструкциях. Конструкция модуля дает возможность выполнять автоматическое соединение без участия монтажников. При быстрозамыкаемом соединении монтажникам необходим ручной труд для вывинчивания легких монтажных болтов.

Одним из современных направлений развития строительства является разработка новых монтажных соединений металлоконструкций, от которых в значительной степени зависит продолжительность, трудоемкость и безопасность монтажа, а также экономическая эффективность и надежность конструкций в целом.

Как известно, монтажные соединения металлоконструкций в настоящее время выполняются при помощи болтов или сваркой. Монтаж пространственных решетчатых высотных сооружений (мачт и башен) состоящих из отдельных секций происходит с использованием мобильных и самоподъемных кранов, а также вертолетов. Наиболее распространенными конструктивными решениями монтажного соединения секций являются фланцевыми при помощи болтов, или сварными. Такие конструктивные решения трудоемки и опасны.

Для усовершенствования технологии монтажа и устранения недостатков фланцевого и сварного соединений разработаны автоматическое [1] и быстрозамыкаемое [2] монтажные соединения конструкций. Эти соединения осуществляются при помощи модулей, состоящих из соединительного стержня приваренного к торцу трубчатого пояса нижней секции, и замыкающей части приваренной к торцу трубчатого пояса верхней секции, а также клиновидных подвижных упоров, взаимодействующих одновременно с нижней и верхней частями модулей. Соединительный стержень модулей представляет собой плиту с утолщением в виде двух конусов, обращенных друг к другу основаниями и цилиндрическим участком между ними в виде пояса. Замыкающая часть модулей представляет собой фланец с круглым центральным отверстием, цилиндрическая поверхность которого в верхней части переходит в конусную рабочую поверхность, взаимодействующую с клиновидными подвижными упорами. Эти клинья размещены в просветах между направляющими упорами.

При автоматическом соединении подвижные клинья вставляют в центральное отверстие верхней части модуля таким образом, чтобы они под действием силы тяжести уперлись друг в друга. Затем верхнюю часть модуля насаживают центральным отверстием на вершину соединительного стержня. При этом даже смещенное вхождение приведет к соосности в процессе скольжения кромки центрального отверстия по верхней конической поверхности соединительного стержня, обеспечивая таким образом точную самонаводку. Коническая поверхность соединительного стержня, проходя через центральное отверстие верхне части модуля и скользя вдоль направляющих упоров, вступает в контакт с подвижными клиньями раздвигая их в стороны. Во время соприкосновения фланцев верхней и нижней частей модуля клинья опускаются вниз под действием силы тяжести и расклиниваются между нижним конусом соединительного стержня и конусной рабочей поверхностью фланца верхней части модуля. В 1991 году в институте “Укрниипроектстальконструкция” г. Киев были изготовлены и исследованы образцы Модуля автоматического монтажного соединения конструкций (Рис.1). По результатам исследования было рекомендовано применение модулей в проектах реальных мачт и башен связи.

В отличие от автоматического монтажного соединения конструкций в быстрозамыкаемом соединении клиновидные подвижные упоры подвешиваются временными болтами к верхней части фланца замыкающей части модуля таким образом, чтобы не мешать вхождению соединительного стержня в отверстие. После

Доклады независимых авторов 2018 выпуск 42 соприкосновения фланцев верхней и нижней частей модуля монтажники убирают временные болты. Освободившиеся клиновидные подвижные упоры под действием силы тяжести опускаются, скользя по наклонным пазам, и расклиниваются между этими пазами и нижними конусными поверхностями соединительного стержня.

Для дальнейшего усовершенствования технологии монтажа автором статьи разработан Модуль универсального монтажного соединения конструкций, в котором объединены возможности автоматического (Рис. 2) и быстрозамыкаемого (Рис. 3) соединения конструкций. За основу взят модуль автоматического соединения, в замыкающей части которого предусмотрены отверстия для временного крепления болтами подвижных упоров, которые при монтаже не препятствуют вхождению соединительного стержня в замыкающую часть модуля. Таким образом, универсальный модуль может быть использован по выбору, как при автоматическом так и при быстрозамыкаемом монтажном соединении конструкций.

Выводы.

Разработанный модуль обеспечивает восприятие действующих знакопеременных усилий в соединяемых конструкциях.

Конструкция модуля дает возможность выполнять автоматическое соединение без участия монтажников. При быстрозамыкаемом соединении монтажникам необходим ручной труд только для вывинчивания легких монтажных болтов.

Временное закрепление клиновидных подвижных упоров необходимо при перевозке конструкций.

При универсальном монтажном соединении конструкций значительно сокращаются трудозатраты, повышается безопасность монтажа, что в свою очередь снижает стоимость возведения сооружений.

Универсальное монтажное соединение конструкций может применяться при возведении башен и мачт связи, вытяжных башен, сооружении морских нефтедобывающих платформ, наземных нефтедобывающих вышек, при монтаже наращиванием, подращиванием, мобильными или самоподъемными кранами, вертолетом, в водной среде, в условиях радиации и загазованности, а также при монтаже других сооружений. Примеры возможного применения модуля универсального монтажного соединения конструкций на рис. 4.