Этапы монтажа фермного покрытия большого пролёта

Почему монтаж ферм большого пролёта требует особого подхода

Фермы покрытия пролётом от 24 до 60 метров и более встречаются в промышленных цехах, складах, спортивных объектах, ангарах. Их масса достигает нескольких десятков тонн, а длина исключает транспортировку в готовом виде — конструкции делятся на отправочные марки и собираются непосредственно на объекте. Именно это принципиально отличает монтаж ферм большого пролёта от монтажа типовых балочных перекрытий.

Сложность не только в весе и размерах. Тонкостенные элементы решётки и пояса ферм чувствительны к потере устойчивости в процессе подъёма, пока постоянные связи ещё не смонтированы. Любое отклонение от проектного положения первой установленной фермы отзывается накопленной ошибкой по всей оси здания. Поэтому технология монтажа ферм большого пролёта регламентируется проектом производства работ и требованиями СП 70.13330 «Несущие и ограждающие конструкции».

Прораб, принимающий этот фронт работ, обязан знать не просто последовательность операций, но и физический смысл каждого ограничения: почему расчалка должна стоять под определённым углом, почему распорки снимаются в строгом порядке, и что именно контролируется при выверке. Именно это знание позволяет грамотно управлять бригадой и не допускать опасных импровизаций.

Подготовка: входной контроль и разбивка стапеля

До начала монтажа ферм большого пролёта проводится входной контроль конструкций на приобъектном складе. Проверяются геометрические размеры отправочных марок, совпадение монтажных меток, наличие заводской маркировки, состояние антикоррозионного покрытия. Повреждения грунтовки, полученные при транспортировке, восстанавливаются до подъёма — после монтажа доступ к узлам существенно затрудняется.

Параллельно геодезисты выносят оси колонн и проверяют отметки опорных площадок. Допустимое отклонение опорной поверхности по высоте задаётся проектом и в общем случае не превышает нескольких миллиметров — конкретное значение берётся из рабочей документации. Отклонение сверх допуска компенсируется подкладками из листовой стали строго по проекту, а не «на глаз».

Стапель для укрупнительной сборки располагают в зоне действия монтажного крана — чаще всего вдоль пролёта здания, между рядами колонн. Стапель выставляется по уровню, фиксирует расстояния между узлами нижнего пояса и обеспечивает правильный строительный подъём (предварительный выгиб, предусмотренный проектом для компенсации упругих деформаций под нагрузкой). Строительный подъём для ферм пролётом 36–60 м обычно составляет 1/200–1/400 пролёта, точная величина — в КМД.

Укрупнительная сборка на стапеле

Укрупнительная сборка — ключевой этап монтажа ферм большого пролёта. Отправочные марки стыкуются в полноразмерную конструкцию горизонтально на стапеле, что несравнимо удобнее, чем работа на высоте. Стыки поясов и узлы решётки выполняются болтовыми соединениями на высокопрочных болтах либо сваркой — в зависимости от конструктивного решения КМД. Порядок постановки болтов и последовательность сварных швов определяются ППР, чтобы исключить накопление сварочных деформаций.

Для стальных ферм большого пролёта распространены стали класса С345 и С390 по ГОСТ 27772. Класс С345 соответствует нормативному пределу текучести 345 МПа и обеспечивает достаточный запас прочности при умеренной толщине элементов. Класс С390 применяется в наиболее нагруженных поясах, где важна экономия металла. Свариваемость обоих классов допустима при соблюдении технологических карт сварки: подогрев, разделка кромок, контроль межпроходной температуры.

После сборки и выполнения всех соединений геометрия фермы контролируется ещё раз: длина нижнего пояса, высота в середине пролёта, диагональ. Прогиб в горизонтальной плоскости («серп») должен быть минимальным — иначе при подъёме возникнут нежелательные крутящие усилия. При обнаружении отклонений их устраняют до строповки, не после. На поясах наносят риски осей прогонов, распорок и связей — по ним ориентируются при монтаже смежных конструкций.

Строповка и схема подъёма

Строповка ферм большого пролёта выполняется траверсой — специальной горизонтальной балкой с несколькими точками захвата. Применение одиночных строп недопустимо: угол между стропами при подъёме не должен вызывать горизонтальных сжимающих усилий в верхнем поясе выше расчётных. Траверса снижает эти усилия, распределяя подъёмную нагрузку равномерно. Схема строповки разрабатывается в ППР, в ней указаны места захвата, тип и грузоподъёмность траверсы, допустимый угол наклона.

Количество точек захвата зависит от пролёта: для ферм до 30 м обычно достаточно двух точек в узлах верхнего пояса, для пролётов 36–60 м — три–четыре точки. Места строповки должны быть заранее обозначены на конструкции (риски, стрелки) и соответствовать узлам, а не панелям пояса — нагрузка должна прикладываться строго в точку, где сходятся стержни решётки.

Подъём ведётся плавно, без рывков. В момент отрыва от стапеля бригадир визуально контролирует поведение фермы: нет ли перекоса, не провисает ли пояс. При малейших признаках нестабильности ферму опускают обратно и устраняют причину. Монтажники на земле удерживают конструкцию оттяжками (расчалками), чтобы исключить раскачку при ветровой нагрузке. Работы прекращаются при скорости ветра, превышающей допустимую по ППР (как правило, 10–15 м/с для конструкций такого типа).

Установка первой фермы и расчалочное раскрепление

Первая ферма покрытия — самая ответственная позиция. До монтажа смежных конструкций она не имеет пространственной опоры в плоскости, перпендикулярной своей плоскости, и должна раскрепляться расчалками. Расчалки устанавливают попарно с обеих сторон в верхнем поясе — в точках, определённых расчётом устойчивости. Угол расчалки к горизонту, как правило, не более 45°; при невозможности выдержать этот угол пересчитывают усилие в расчалке и подбирают более мощный канат.

Натяжение расчалок выполняется натяжными муфтами-талрепами или домкратами до проектного усилия, контролируемого динамометром. Слабо натянутая расчалка не обеспечивает удержание — при боковом ветровом воздействии ферма способна потерять устойчивость. Точки крепления расчалок на земле или на конструкциях здания проверяются расчётом на восприятие горизонтальной нагрузки.

Стропы снимаются с первой фермы только после натяжения всех расчалок и проверки положения опорных узлов. Расчалки остаются в работе вплоть до момента, когда смонтированы не менее двух ферм, соединительные распорки и хотя бы часть постоянных связей расчётного участка — то есть пока покрытие не обрело пространственную жёсткость.

Монтаж последующих ферм: распорки вместо расчалок

Начиная со второй фермы временное раскрепление выполняется инвентарными монтажными распорками по верхнему поясу. Распорки соединяют вновь устанавливаемую ферму с уже выверенной и закреплённой предыдущей, удерживая её от опрокидывания. При пролёте до 18 м достаточно одной распорки в коньке, при большем пролёте — двух и более, по указанию ППР. Количество и расположение распорок рассчитываются из условия устойчивости верхнего пояса в плоскости кровли.

Последовательность операций стандартна: ферму поднимают краном, наводят на опорные площадки, предварительно фиксируют временными болтами в опорных узлах, ставят распорки к соседней ферме, выверяют положение, окончательно затягивают болты или выполняют сварной шов в опорном узле. Только после этого стропы снимают и кран освобождается под следующий подъём. Снимать стропы до установки распорок категорически запрещено.

По мере монтажа ферм устанавливают постоянные вертикальные связи между поясами и горизонтальные связи в плоскости верхнего пояса по проекту. Именно они принимают на себя ветровую и монтажную нагрузку в плоскости покрытия, и именно после их установки на расчётном участке разрешается снимать временные монтажные распорки. Нарушение этого порядка — наиболее частая причина аварий на монтаже ферм.

Выверка положения ферм и контроль качества

Выверка каждой фермы — обязательный технологический контроль перед окончательным закреплением. Контролируются три параметра: отметка опорного узла (высотное положение), расстояние между фермами по нижнему поясу (шаг конструкций) и вертикальность плоскости фермы. Последнее проверяется отвесом или нивелиром с боковой точки — ферма не должна иметь наклона от вертикали свыше допуска, установленного нормами и проектом.

Контроль прогиба нижнего пояса выполняется нивелировкой по трём точкам: опоры и середина пролёта. Полученный прогиб сравнивается с проектным строительным подъёмом: при правильной сборке на стапеле и верной укладке нижний пояс в нейтральном состоянии (без нагрузки покрытия) должен иметь выгиб вверх. Плоский или обратный прогиб — сигнал к проверке стапельной сборки.

Качество болтовых соединений на высокопрочных болтах подтверждается динамометрическим ключом: проверяется фактический момент затяжки в соответствии с требованиями нормативной документации на конкретный диаметр и класс прочности болтов. Сварные швы в монтажных стыках подлежат визуальному контролю и, при указании проекта, ультразвуковому или радиографическому контролю. Акты скрытых работ по соединениям оформляются до закрытия узлов прогонами или кровельными панелями.

Итоговая геодезическая исполнительная съёмка фиксирует фактические отметки и положение каждой фермы. Этот документ становится частью исполнительной документации и необходим при сдаче объекта техническому надзору заказчика.

Организационные аспекты: ППР, техника безопасности и выбор поставщика металла

Монтаж ферм большого пролёта ведётся только при наличии утверждённого проекта производства работ (ППР). ППР разрабатывается специализированной организацией и должен содержать: схемы строповки, схемы временного раскрепления, грузовые характеристики крана на каждой стоянке, расчёт устойчивости монтируемых ферм, последовательность монтажа и перечень допусков. Действовать «по опыту» без ППР при таких пролётах — прямое нарушение требований СП 70.13330 и реальный риск потери конструкций.

Техника безопасности при монтаже ферм большого пролёта включает обязательные требования: зона подъёма ограждается и ограничивается по радиусу, равному 1/3 высоты подъёма плюс длина возможного падения. Монтажники работают с предохранительными поясами, пристёгнутыми к страховочным линиям, натянутым по нижнему поясу. Категорически запрещено нахождение людей под поднятой конструкцией и на ферме до полного закрепления.

Качество стального проката для ферм напрямую влияет на надёжность конструкции. Паспорта и сертификаты качества на металл проверяются при входном контроле — соответствие фактического класса стали проектному обязательно. Компания Стальфа как сервис-интегратор помогает подобрать и поставить прокат нужного класса (С345, С390 и другие позиции) с подтверждёнными сертификатами от проверенных заводов-производителей, что упрощает входной контроль на объекте и снимает риски несоответствия материала.

Частые вопросы