A variety of assembly techniques are available, to suit site conditions, and/or size or shape of the structure. Maintaining the design shape must be a key objective during plate assembly.
There are four basic methods by which structural plate structures can be assembled:
1) Plate-by-Plate Assembly - The majority of SPCSP structures are assembled directly on the prepared bedding in a single plate-by-plate erection sequence, commencing with the invert, then the sides, and finally, the top. This method is suitable for any size of SPCSP structure.
Initially, structures should be assembled with as few bolts as possible. The curved surface of the nut is always placed against the plate. Three or four untightened bolts near the center of each plate, along longitudinal and circumferential seams, are sufficient. This procedure gives maximum flexibility until all plates are fitted into place.
After part of the structure has been assembled into shape by partial bolting, the remaining bolts can be inserted and hand tightened. Always work from the center of a seam toward the plate corner. Alignment of bolt holes is easiest when bolts are loose.
After all the bolts are in place, tighten the nuts progressively and uniformly, starting at one end of the structure. The operation should be repeated to be sure all bolts are tight.
If the plates are well aligned, the torque applied with a power wrench need not be excessive. A good fit of the plates is preferable to the use of high torque. Bolts should not be overtightened. The bolts should be torqued to a minimum of 200 N.m and a maximum of 340 N.m.
It is important that the initial torquing be done properly. In many structures, nuts may be on the outside, and retorquing would not be possible after backfill.
In some applications, such as for pedestrian and animal underpasses, it is specified that all bolt heads should be on the inside of the structure, for safety and visual uniformity. If a paved or gravelled invert is to be placed, it may be allowable to have the bolt ends protruding into the area to be covered.
After backfilling, the structure relaxes and the actual in-service bolt torque will decrease slightly. Depending on plate and structure movements, some bolts may tighten, and some may loosen or vary over time. The degree of change in torque values is a function of metal thickness, plate match, and change of structure shape during backfilling. This is normal and not a cause for concern, should checks be made at a later stage.
2) Component Sub-Assembly -This is the pre-assembly of components of a ring, away from the bedding. The components are usually comprised of the bottom plates, the side plates and the crown plates. This method is suitable for most soil-steel bridge installations. Component sub-assembly is often more efficient than the plate-byplate method. Its main advantage is that it permits simultaneous progress at two different locations at the structure site. The foundation preparation and bedding operation can be carried out at the same time as the sub-assembly operation.
A step-by-step erection sequence using this technique is illustrated in the sketches in Figure 7.5. Two different types of mobile crane equipment are shown to indicate that either one would be satisfactory.
Placing the invert components on prepared shaped bedding poses a problem with bolt insertion and torquing for large radius inverts (i.e. pipe-arch or horizontal ellipse in particular). Bolts can be preplaced by the use of spring clips. Other methods, such as the use of magnets or access trenches, may be used. Experienced assemblers often place and tighten the bolts prior to bottom plate placement, as long as this does not affect the placement of side and top plates. During component assembly of larger SPCSP structures, it is important to maintain curvature against the flattening due to torquing and self weight of the plate sections. The invert component should be sized to the proper radius and chord length, (Figure 7.5, Step 2) before the side assemblies are started. This can be controlled by horizontal sizing cables. As the side components are bolted in place, these cables should be moved to the springline. Similarly, the sides should be held to the design shape, to effect top closure (Figure 7.5, Step 3). When design shape is maintained during erection, the top subassembly should literally drop into place.
Figure 7.5 Typical component sub-assembly erection sequence for soil-steel structures: Step 1 - excavation for bedding; Step 2 - bedding and bottom sub-assembly (lift capacity and reach capability should be determined prior to equipment selection); Step 3 - erection of side sub-assembly; Step 4 - closure with top sub-assembly; Step 5 - back-filling and deformation control; Step 6 completion of engineered backfill.
The sizing cables should be left in place until all the bolts are torqued and the cables slacken as a result of backfilling. It is important that design shape and size be maintained throughout the backfill operation, with allowances for normal movement arising from backfill pressures. On large soil-steel structures, all struts or supports, if used, should be removed when the backfill reaches the 2 and
The bolts in plate assembly components are all fully tightened prior to placement. This means that loose-bolting until the full ring is completed, is not possible. Therefore, it becomes much more important that exact design shape be maintained during erection, and that the component bolting be carefully aligned before torquing.
Shape checks should be carried out during and after erection to be certain that the erected shape is within design tolerances. If not, the necessary corrections must be carried out as before or backfill proceeds.
Additional bolt tightening may be required on large structures. Corner bolts control position, and the balance of the nuts are torqued to mid-range (approx. 270 N.m). Once the structure is completed, and correct alignment of plates is assured, another pass may be made to fully torque to not more than 340 N.m, before the next ring assembly is completed.
Cabling for shape control of horizontal ellipse long-span.
3) Pre-Assembly of Rings - In this method, circumferential rings of round structures are assembled off-site. These rings, or cans, are then transported to the assembly site for connection along their circumferential seams. A special technique is used to lap the end corrugations of one ring with those of its adjoining ring, to provide continuity in the assembly.
4) Complete Pre-Assembly - Pre-assembly of the complete structure can be done either at the factory or at the jobsite. The factory pre-assembled method is used for relatively small span installations; this application being limited by shipping size. The field pre-assembly method is selected for structures to be lifted intact or to be skidded onto a prepared foundation and bedding. Pre-assembly techniques are essential for installation under submerged bedding conditions.
Методы сборки
Существует ряд технологий сборки, учитывающих специфические условия на строительной площадке и/или размер или форму конструкции. Сохранение расчетной формы является главной целью в процессе монтажа сборных металлических гофрированных конструкций (СМГК).
Существуют четыре основных метода сборки СМГК:
5) Посекционная сборка. Большинство СМГК собираются непосредственно на подготовленной подушке посредством единоразовой последовательной укладки плит, начиная с нижней части, затем стороны и верхняя часть. Этот метод подходит для СМГК всех размеров.
Изначально конструкции необходимо собирать с минимальным использованием болтов. Изогнутая поверхность гайки всегда находится у секции. Достаточно трех или четырех незатянутых болтов возле центра каждой секции, вдоль продольных и поясных швов. Это позволяет добиваться максимальной гибкости до тех пор, пока все секции не будут поставлены на место.
После того как часть конструкции была смонтирована при помощи частичного болтового крепления, можно ввести оставшиеся болты и затянуть их вручную. Необходимо всегда производить эту операцию в направлении от центра шва к углу секции. Совмещение отверстий под болт легче всего осуществить, когда болты ослаблены.
Когда все болты находятся на своем месте, равномерно и постепенно затяните гайки, начиная с одного конца конструкции. Операцию необходимо повторить, чтобы убедиться, что все болты затянуты.
Для того чтобы секции были хорошо подогнаны, болты не должны быть чрезмерно затянуты. Хорошая подгонка секций предпочтительнее высокого крутящего момента.. Болты должны быть затянуть как минимум на 200 Н/м и максимум - на 340 Н/м .
Важно, чтобы первоначальная затяжка была произведена надлежащим образом. На многих конструкциях гайки должны быть на внешней стороне и подтяжка невозможна после засыпки.
В некоторых случаях, например при возведении подземных переходов для пешеходов и животных, необходимо указать, что все головки болтов должны находиться с внутренней стороны конструкции, для безопасности и визуальной однородности. Если необходимо установить мощеное или покрытое гравием основание, допускается выдавание концов болтов в область, которая впоследствии будет закрыта.
После обратной засыпки напряжение в конструкции уменьшается и затяжка болтов также ослабевает. В зависимости от движений секции и конструкции некоторые болты могут затянуться, некоторые – наоборот, ослабнуть, также их положение может варьироваться с течением времени. Степень изменения величин затяжки зависит от толщины металла, совмещенности секций и изменения формы конструкции в процессе обратной засыпки. Это нормальное явление, выявление подобных изменений при проверке на более поздней стадии не является причиной для беспокойства.
6) Предварительная сборка узлов. Это предварительная сборка узлов кольца не на подушке. Узлы обычно состоят из нижних, боковых и верхних секций. Этот метод подходит для установки большинства СМГК. Предварительная сборка узлов часто более эффективна чем посекционный монтаж. Ее основное преимущество состоит в том, что она позволяет одновременно работать на двух разных участках площадки, на которой собирается конструкция. Подготовка грунтового основания и подушки может осуществляться одновременно с предварительной сборкой.
Пошаговая последовательность возведения с использованием этой технологии проиллюстрирована с помощью чертежей на Рис. 7.5. Здесь изображены два разных вида самоходных кранов, т.к. любой из них подходит для выполнения этого вида работ.
При помещении узлов нижней части конструкции на подготовленную подушку возникает проблема с введением и затяжкой болтов, если нижняя часть имеет большой радиус (т.е. если нижняя часть представляет собой конструкцию с плоским дном (пешеходный или транспортный тоннель) или эллипс пониженной высотности). Болты можно предварительно закрепить с помощью пружинных клемм. Можно также применять другие методы, такие как использование магнитов или соединительных замков. Опытные монтажники часто вводят и затягивают болты до установки нижней секции, если это не препятствует установке боковых и верхней секций. Во время установки деталей более крупных СМГК важно предотвратить выравнивание изгиба, вызванное затяжкой и собственным весом секций . Узел нижней части должен соответствовать радиусу и длине хорды (Рис. 7.5, Шаг 2) еще до начала сборки боковых секций. Это можно проконтролировать с помощью горизонтальных измерительных шнуров. После того как боковые узлы были закреплены на своем месте с помощью болтов, шнуры необходимо поместить на линию натяжки. Аналогично, стороны должны соответствовать расчетной форме, для того чтобы можно было осуществить состыковку с верхней частью (Рис 7.5, Шаг 3). Если расчетная форма соблюдается в процессе возведения, предварительно собранный узел верхней части конструкции должен успешно состыковаться со сторонами.
Рисунок 7.5 Стандартная последовательность предварительной сборки узлов для СМГК: Шаг 1 – выемка грунта для подготовки подушки; Шаг 2 – предварительная сборка подушки и нижней части (перед выбором оборудования необходимо определить его подъемную производительность и досягаемость); Шаг 3 – монтаж предварительно собранных сторон; Шаг 4 –состыковка с предварительно собранной верхней частью; Шаг 5 – проверка обратной засыпки и наличия деформаций; Шаг 6 завершение обратной засыпки.
Измерительные шнуры должны оставаться на линии натяжки до тех пор, пока все болты не будут затянуты и натяжение шнуров не ослабнет под действием обратной засыпки. Важно, чтобы в процессе обратной засыпки расчетная форма и размер не превышали допустимого смещения, вызванного давлением, возникающим вследствие обратной засыпки. На больших СМГК , при засыпке 75% до верха конструкции подпорки необходимо убрать.
Все болты в узлах СМГК должны быть полностью затянуты до присоединения узлов к конструкции. Это означает, что болты не должны быть ослаблены до тех пор, пока кольцо не будет завершено. Таким образом, возрастает важность соблюдения точной расчетной формы в процессе возведения, а также тщательного совмещения болтового соединения деталей до затяжки.
Проверки формы должны проводиться во время и после возведения для того чтобы удостовериться, что полученная форма находится в пределах расчетного допуска. При нарушении пределов расчетного допуска необходимо внести соответствующие поправки, либо продолжить обратную засыпку.
Дополнительная затяжка болтов может потребоваться на больших конструкциях. Положение угловых болтов и симметрия гаек средние (около 270 Н/м). Когда конструкция завершена и секции совмещены надлежащим образом, можно произвести еще одну затяжку не более чем на 340 Н/м прежде чем начинать монтаж следующего кольца.
Использование шнура для контроля формы эллипса пониженной высотности.
7) Предварительная сборка колец. В этом методе окружающие кольца круглых конструкций собираются не на площадке. Эти кольца, или оболочки, затем транспортируются на сборочную площадку для последующего соединения по кольцевым швам. Особая технология используется для того, чтобы соединить внахлестку конечные гофры кольца с конечными гофрами примыкающего кольца для обеспечения целостности монтажа.
8) Полная предварительная сборка. Предварительная сборка всей конструкции может быть произведена на фабрике или на строительной площадке. Метод предварительной сборки на фабрике используется для установки конструкций с относительно малой высотностью. Его применение ограничено допустимым объемом перевозок. Метод предварительной сборки на строительной площадке используется для конструкций, которые поднимаются целиком или транспортируются на передвижных грузовых платформах и помещаются на подготовленных основании и подушке. Метод предварительной сборки может применяться при установке на подушку без отвода воды.
Комментариев нет:
Отправить комментарий