Укрупнительная сборка — процесс соединения на строительной площадке нескольких отправочных марок (заводских элементов) в укрупнённый монтажный блок, который затем устанавливается краном в проектное положение. Это промежуточный этап между поставкой конструкций с завода и собственно монтажом. Укрупнительная сборка позволяет поднимать на высоту крупные, готовые к установке элементы, что сокращает объём работ на высоте и повышает качество соединений.
По данным ГК СтилКонстракшн, укрупнительная сборка применяется на 60–70% промышленных объектов — при монтаже ферм пролётом свыше 18 м, составных колонн, рамных конструкций. Грамотная организация этого этапа позволяет сократить время монтажа на 15–25% по сравнению с поэлементной установкой. Материал основан на СП 70.13330.2012, типовых ППР и практическом опыте.
Что такое укрупнительная сборка
На заводе стальные конструкции изготавливаются в виде отправочных марок — элементов, размеры и масса которых позволяют перевозить их стандартным автотранспортом (длина до 12–13,6 м, ширина до 2,5 м, высота до 3,8 м, масса до 20 тонн). Конструкции, превышающие эти габариты, разделяются на несколько отправочных марок с монтажными стыками.
Отправочные марки и монтажные стыки
Монтажный стык — место соединения отправочных марок, предусмотренное проектом. Стык может быть болтовым (фланцевым на высокопрочных болтах, накладками) или сварным. Фланцевые стыки предпочтительны — они обеспечивают быстрое и точное соединение. Сварные стыки применяются при невозможности фланцевого решения (например, в стыках трубчатых элементов).
Укрупнённый блок
Укрупнённый блок — конструкция, собранная из нескольких отправочных марок и готовая к монтажу как единый элемент. Например: ферма пролётом 30 м, собранная из двух полуферм; колонна высотой 24 м, собранная из подкрановой и надкрановой частей; рама из колонн и ригеля, собранная горизонтально и поднимаемая целиком.
Когда необходима укрупнительная сборка
Укрупнительная сборка выполняется в следующих случаях:
Крупногабаритные конструкции
Фермы пролётом свыше 18 м поставляются двумя (реже тремя) отправочными марками и собираются на площадке. Колонны высотой свыше 18 м — двумя марками (подкрановая + надкрановая часть). Подкрановые балки пролётом свыше 12 м — двумя марками. Арочные и рамные конструкции — тремя-четырьмя марками.
Блочный монтаж
При блочном методе монтажа конструкции собираются на площадке в пространственные блоки (например, две фермы с связями и прогонами), которые поднимаются и устанавливаются целиком. Блочный монтаж требует кранов большой грузоподъёмности, но существенно сокращает сроки и объём работ на высоте.
Конвейерная сборка
На крупных объектах (здания длиной свыше 100 м) организуется конвейерная линия укрупнительной сборки. Отправочные марки последовательно перемещаются по стендам: стыковка → болтовое или сварное соединение → контроль → окраска → подача на монтаж. Производительность конвейера — 2–5 укрупнённых блоков в смену.
| Конструкция | Пролёт/высота | Кол-во отправочных марок | Тип стыка | Масса блока, т |
|---|---|---|---|---|
| Ферма с параллельными поясами | 24–36 м | 2 | Фланцевый ВПБ | 5–15 |
| Арочная ферма | 36–60 м | 3–4 | Фланцевый ВПБ | 15–40 |
| Ступенчатая колонна | 18–30 м | 2 | Фланцевый или сварной | 8–25 |
| Подкрановая балка | 12–18 м | 2 | Сварной (стыковой) | 4–10 |
| Рамная конструкция | 18–24 м | 3–5 | Фланцевый ВПБ | 10–30 |
| Блок покрытия (2 фермы + связи) | 24–36 м | 8–12 | Болтовой + ВПБ | 15–40 |
Организация площадки укрупнительной сборки
Площадка укрупнительной сборки — специально подготовленная зона на строительной площадке, оснащённая стендами (кондукторами) для точной сборки конструкций. Расположение площадки определяется в ППР с учётом логистики: близость к складу отправочных марок и к зоне действия монтажного крана.
Требования к площадке
Площадка должна быть спланированной и уплотнённой (щебёночное основание не менее 200 мм), с твёрдым покрытием для установки стендов. Размеры — не менее чем на 3 м шире и длиннее собираемой конструкции. Подведены: электроснабжение (380 В для сварки), сжатый воздух (для пневмоинструмента), освещение (не менее 50 лк).
Сборочные стенды (кондукторы)
Стенд — система опор (стоек, козел, упоров), на которых фиксируется собираемая конструкция. Стенд обеспечивает проектное положение элементов с точностью ±2 мм. Для ферм — горизонтальные стенды с опорами под узлы нижнего пояса. Для колонн — вертикальные или горизонтальные стенды с фиксаторами положения. Стенды изготавливаются из стальных профилей, регулируемые по высоте винтовыми домкратами.
Инструмент и оснастка
Для укрупнительной сборки необходимы: монтажные оправки (конические штыри) для совмещения отверстий, динамометрические ключи для затяжки высокопрочных болтов, сварочное оборудование (при сварных стыках), шлифмашинки, рулетки, нивелиры, струны для контроля прямолинейности. Всё оборудование должно быть исправным и поверенным.
ГК СтилКонстракшн организует площадку укрупнительной сборки и выполнит монтаж каркасов любой сложности.
Сборка ферм: стыковка полуферм
Наиболее распространённый вид укрупнительной сборки — соединение двух полуферм в целую ферму. Стык располагается в середине пролёта (в коньковом узле) или на расстоянии 1/3 пролёта от опоры.
Фланцевый стык
Наиболее технологичный вариант. На торцах верхнего и нижнего поясов полуферм приварены фланцы (стальные плиты толщиной 20–40 мм с отверстиями под ВПБ). При сборке фланцы совмещаются, в отверстия устанавливаются высокопрочные болты и затягиваются контролируемым моментом. Время стыковки одной фермы — 2–4 часа.
Стык на накладках
Пояса полуферм соединяются стальными накладками на высокопрочных болтах. Накладки устанавливаются с обеих сторон каждого пояса. Стык требует большего количества болтов, но менее чувствителен к точности изготовления (допуск на зазор между торцами — до 5 мм).
Сварной стык
Пояса свариваются встык. Требует разделки кромок, подготовки зоны сварки и контроля УЗК 100%. Более трудоёмкий (6–8 часов на ферму), но обеспечивает полное сечение в стыке. Применяется при невозможности болтового решения.
Последовательность сборки фермы
(1) Укладка первой полуфермы на стенд. (2) Подача второй полуфермы краном и наведение на стык. (3) Совмещение отверстий с помощью монтажных оправок. (4) Установка и предварительная затяжка болтов (50% от расчётного момента). (5) Проверка геометрии (прямолинейность, отметки узлов). (6) Окончательная затяжка всех болтов с контролем момента. (7) Контроль качества соединений.
Сборка составных колонн
Составные колонны (из 2–3 отправочных марок) собираются горизонтально на стенде и поднимаются целиком. Это предпочтительнее поярусного монтажа, так как стык выполняется на земле в удобных условиях.
Стыки колонн
Фланцевый стык — плиты на торцах элементов, стянутые ВПБ. Стык на накладках — накладки на полки и стенку, болты ВПБ. Сварной стык — стыковой шов по всему периметру сечения. Тип стыка определяется проектом в зависимости от усилий (момент, нормальная сила, поперечная сила).
Последовательность сборки колонны
(1) Укладка нижнего элемента (с базой) на стенд. (2) Подача верхнего элемента и наведение стыка. (3) Совмещение осевых рисок. (4) Соединение (болты или сварка). (5) Контроль прямолинейности (стрела прогиба не более 1/1000 длины). (6) Разметка осей на базе и оголовке для монтажа. Время сборки одной колонны — 2–6 часов.
Сборка балок и рам
Подкрановые балки
Подкрановые балки пролётом 12–18 м поставляются двумя марками и стыкуются сварным стыком (стыковой шов по всему сечению). Стык располагается в зоне минимальных моментов (на расстоянии 1/3 пролёта от опоры). Контроль — УЗК 100%. После сборки проверяются: прямолинейность верхнего пояса (допуск — 1/1000 длины), строительный подъём (по проекту).
Рамные конструкции
При блочном монтаже полурамы (колонна + полуригель) собираются горизонтально, а затем попарно стыкуются в конёк. Собранная рама поднимается двумя кранами и устанавливается на фундаменты. Блочный монтаж рам сокращает время возведения каркаса на 30–40%, но требует двух кранов грузоподъёмностью от 50 т каждый.
Блоки покрытия
Наиболее крупный вариант укрупнения — блок покрытия из 2 ферм, горизонтальных связей, распорок и прогонов. Масса блока — 15–40 тонн. Блок собирается горизонтально на стенде, поднимается двумя кранами и устанавливается на колонны. Этот метод применяется на крупных объектах с серийными пролётами и обеспечивает максимальную скорость монтажа.
| Тип конструкции | Стык | Время сборки, ч | Бригада, чел | Кран |
|---|---|---|---|---|
| Ферма 24 м (фланцевый) | ВПБ | 2–3 | 4 | 25 т |
| Ферма 36 м (фланцевый) | ВПБ | 3–4 | 4–6 | 50 т |
| Ферма 36 м (сварной) | Сварка + УЗК | 6–8 | 4 + сварщик | 50 т |
| Колонна 24 м | ВПБ или сварка | 2–4 | 4 | 25 т |
| Подкрановая балка 15 м | Сварка | 4–6 | 4 + сварщик | 25 т |
| Блок покрытия (2 фермы) | Болты + ВПБ | 8–12 | 6–8 | Не нужен (на стенде) |
Контроль геометрии и допуски
Контроль качества укрупнительной сборки включает проверку геометрии собранной конструкции и контроль соединений.
Геометрический контроль
После сборки проверяются: длина конструкции (допуск ±5 мм для элементов до 12 м, ±10 мм до 24 м, ±15 мм свыше 24 м); прямолинейность (стрела прогиба не более 1/1000 длины, но не более 15 мм); высота сечения в стыке (допуск ±3 мм); расположение отверстий для крепления к смежным элементам (допуск ±2 мм). Измерения выполняются рулеткой, нивелиром и струной.
Контроль соединений
Болтовые соединения: проверка количества и затяжки болтов (100% визуально, 10% динамометрическим ключом). Сварные соединения: ВИК 100%, УЗК стыковых швов 100% (для стыков ферм и колонн). Результаты контроля фиксируются в журнале укрупнительной сборки и прилагаются к исполнительной документации.
Маркировка
На собранный блок наносятся: монтажная маркировка (номер по монтажной схеме), осевые риски для совмещения при монтаже, масса блока (для крановщика), точки строповки. Маркировка наносится несмываемой краской в местах, видимых при подъёме.
ГК СтилКонстракшн обеспечит укрупнительную сборку и монтаж ферм пролётом до 60 м, колонн высотой до 30 м.
Часто задаваемые вопросы
Обязательна ли укрупнительная сборка?
Укрупнительная сборка обязательна, когда конструкция поставляется несколькими отправочными марками — их необходимо соединить перед подъёмом (или на высоте, но это менее удобно). Для конструкций, поставляемых целиком (фермы до 18 м, колонны до 18 м), укрупнительная сборка не требуется.
Можно ли стыковать фермы на высоте, а не на земле?
Технически — да, поярусная стыковка ферм на высоте допускается. Однако это значительно сложнее, медленнее и опаснее: работа на высоте, неудобные условия для затяжки ВПБ или сварки, ограниченные возможности контроля. Укрупнительная сборка на земле предпочтительна в 90% случаев.
Сколько времени занимает сборка одной фермы?
Ферма пролётом 24 м с фланцевым стыком на ВПБ — 2–3 часа. Ферма 36 м с фланцевым стыком — 3–4 часа. Ферма со сварным стыком — 6–8 часов (включая контроль УЗК). Бригада — 4–6 человек плюс крановщик для подачи полуферм.
Нужен ли кран для укрупнительной сборки?
Да, кран необходим для подачи отправочных марок на стенд и для их совмещения. Обычно достаточно крана грузоподъёмностью 25 т. Для подъёма готового укрупнённого блока требуется кран большей грузоподъёмности (50–250 т в зависимости от массы блока).
Какой стык лучше — фланцевый или сварной?
Фланцевый стык на высокопрочных болтах быстрее в 2–3 раза, не требует сварщика, не зависит от погоды и обеспечивает точное совмещение. Сварной стык дешевле по материалам, но трудоёмкий и зависит от условий (ветер, температура). Для ферм предпочтителен фланцевый стык, для подкрановых балок — часто сварной (из-за требований к полному провару).