9. Стендовый способ производства

9.1. Характеристика способа.

9.2. Классификация стендов.

9.3. Изготовление изделий на длинных стендах.

9.4. Изготовление изделий на коротких стендах.

9.5. Проектирование стендовых линий.

9.6. Недостатки стендовой технологии.

9.1.         Характеристика способа.

 Изделия изготавливаются в неподвижных формах или оборудованных для этого рабочих местах – стендах.

В процессе формования и до приобретения бетоном необходимой прочности изделия остаются на месте, а технологическое оборудование и обслуживающие его рабочие перемещаются от одной формы на стенде к другой.

Применяется:

- Изготовление крупногабаритных изделий, крупнотоннажных изделий, сильноармированных конструкций (фермы, подкрановые балки, объемные блоки).

9.2. Классификация стендов.

Рис. 43. Классификация стендов

Короткие – предназначены для изготовления одного изделия по длине стенда и одного – двух изделий по ширине, в горизонтальном положении: фермы, двухскатные балки.

Длинные стенды – при изготовлении нескольких изделий по длине стенда одновременно. Длина стендов до 100 м.

Пакетные стенды – арматура заготавливается в виде пакетов, как правило заготовка арматуры располагается рядом со стендом. После чего готовый пакет арматуры переносят и укладывают в захваты формы.

Изготавливают изделия с небольшими поперечными размерами и компактным расположением арматуры по сечению (сваи, опоры ЛЭП и т.д.)

Натяжение пакета арматуры осуществляется мощным гидродомкратом за один прием.

Протяжные стенды – арматурную проволоку сматывают с бухт, установленных в одном конце стенда, и протягивают по всей длине стенда до другого упора.

Изготавливают изделия большой высоты или ширины, с большим поперечным сечением, требующих поштучного или группового натяжения стержневой арматуры (балки, прогоны, плиты).

9.3. Изготовление изделий на длинных стендах.

9.3.1.      Заготовка арматурных пакетов.

9.3.2.      Установка и натяжение пакетов.

9.3.3.      Натяжение и отпуск арматуры.

9.3.4.      Заготовка арматуры по способу ЦНИИОМТП.

9.3.5.      Установка форм и бортовой оснастки.

9.3.6.      Укладка бетонной смеси.

9.3.1.  Заготовка арматурных пакетов.

На многих заводах сборного железобетона установлены пакетные стенды типа СМ-535 для производства предварительно-напряженных конструкций.

Пакетный стенд серии СМ-535 Гипростроммаша состоит из двух формовочных линий, расположенных ниже уровня пола цеха: мел­кой, предназначенной для формования изделий небольшой высоты, и заглубленной - для формования изделий высотой до 2 м (см. рис. 44) .

Рис. 44. Пакетный стенд типа СМ-535:

1 – катушка бухтодержателя; 2 – направляюший ролик; 3 – тормозное устройство; 4 – гидравлический пресс; 5 – конвейер протягивания; 6 – тележка для транспортирования пакетов; 7 – упорные конструкции стенда; 8 – натяжные устройства (захваты); 9 – распределительная диафрагма; 10 – натяжная машина; 11 – насосная станция; 12 – напрягаемая арматура; 13 – формы для изделий

Торцевые упоры стенда представляют собой стальные массив­ные рамы, сваренные из балок двутаврового сечения. Стойки упоров укрепляют в железобетонном основании; в промежутки между стойками пропускают захватные тяги для натяжения арматуры, которые по высоте можно перемещать в нужное положение.

В состав пакетного стенда входят следующие агрегаты и ма­шины: линия заготовки пакетов проволоки, устройства для транспортирования пакетов к формовочным постам, оборудование фор­мовочной площадки стенда.

Пакеты из проволоки диаметрам 2,6-3 мм изготавливают на отдельной технологической линии, оснащенной бухтодержателями и гидравлическим прессам для запрессовки зажимов на концах пакетов в цепи с приводом для протягивания пакета на необходимую длину. Бухтодержатели рассчитаны на 24 бухты проволоки и состоят из восьми групп катушек диаметрам 2 м на три штуки в каждой. Катушки расположены на вертикальной оси, одна над другой, и могут независимо вращаться. Для предотвращения свободного разматывания проволок при вращении катушек на каждой из них установлен фрикционный тормоз.     

Для выравнивания и получения при сборке пакетов проволок равной длины их пропускают с катушек через правильно-тор­мозные роликовые устройства. Гидравлический пресс для сжа­тия пакета проволок в волновом зажиме установлен в головной части конвейера. Наибольшее расчетное усилие прессования 180 кН.     

Основной частью линии сборки арматурных пакетов является длинная станина, на которой расположены каретка с захватом для протягивания собранного пакета вдоль стола и тяговая цепь для перемещения каретки (рис. 45). Сборка пакетов на арматурном стенде осуществляется в следующем порядке. Краном устанавли­вают бухты проволоки на бухтодержатели; концы проволок протя­гивают через тормозное устройство и установку для очистки прово­локи, а затем заправляют их между волнистыми пластинами зажи­ма, установленного под прессом; пластину обжимают прессом, изгибая проволоки между ними, и положение пластин фиксируют стопорными болтами или клином.

Рис. 45. Конвейер для протягивания пакетов:

1 – натяжное устройство; 2 – рама; 3 – каретка; 4 - привод

Собранный пакет соединяют с захватом каретки и, включив привод цепи, протягивают пакет на необходимую длину, которая устанавливается автоматическим конечным выключателем. Под прессом собирают второй волновой зажим и запрессовывают так же, как и первый. Затем пакет отодвигают от пресса на 300 - 400 мм и под ним в аналогичной последовательности собирают тре­тий зажим для головной части следующего пакета. Проволоки па­кета между вторым и третьим зажимами перерезают механической дисковой пилой. Готовый пакет снимают со станины съемным устройством или мостовым краном и подают к формовочному стенду.

9.3.2 Установка и натяжение пакетов.

Пакеты проволочной армату­ры, перенесенные на стенд, укладывают в формы и закрепляют в захватах головных и хвостовых тяг; при этом продольная ось па­кета должна совмещаться с осью захватного устройства.

Если для изготовляемого изделия необходимо больше одного пакета проволоки, применяют распределительные диафрагмы. По концам стенда их крепят к специальным упорам, устанавливаемым на стенде за торцами крайних форм. На рис. 46 показана схема закрепления арматурного пакета в трех захватах и расположение захватов в опорных конструкциях стенда.

Рис. 46. Схема расположения диафрагмы и захватов (развертка):

1 – захваты; 2 – распределительная диафрагма; 3 – нижний пояс фермы; 4 – напрягаемые проволоки; 5 – волновой зажим

Конструкция и форма некоторых изделий требуют криволиней­ного расположения части напрягаемой арматуры (например, в двускатных балках). Приспособления для изменения направления проволок (оттягивающие устройства) устанавливают между изде­лиями и у их крайних торцов (рис. 47).

Рис. 47. Приспособление для оттяжки вниз с использованием отрезка пряди, трех зажимов и гидродомкрата с центральным отверстием:

1 – зажим пряди; 2 – гидродомкрат с центральным отверстием; 3 – анкерующий отрезок пряди; 4 – удерживающая деталь; 5 – отогнутые пряди

На заводах применяют два способа натяжения отгибаемой ар­матуры (рис. 48): первый - натяжение арматуры домкратом с торца формы до полного контрольного напряжения; второй - на­тяжение арматуры в прямолинейном положении, а затем оттягива­ние в проектное положение, которое фиксируется штырями.

Рис. 48. Схема отгибания арматуры без приложения вертикальных сил к основанию стенда:

а – однорядный отгиб; б -  многорядный отгиб; 1 – рабочая арматура; 2 – монтажная арматура; 3 – распорка; 4 – железобетонное изделие

Длину заготовки арматуры L_заг  для пакетов принимают с уче­том их упругого удлинения в зависимости от схемы натяжения (рис. 49):

,                                  (61)

где - длина проволоки в изделии, см; - число изделий, последовательно расположенных на стендовой линии;  - расстояние между смежными изделиями, расположенными в линии, см;  - расстояние от торца изделия до распределительной диафрагмы, см;  - расстояние между распределительной и направляющей диафрагмами, см;  -  расстояние от направляющей диафрагмы до конца проволоки в зажиме, см;  - контролируемое напряжение, Па.

Рис. 49. Схема определения длины арматурного пакета:

1 – упор стенда; 2 – тяга захвата; 3 – зажим; 4 – направляющая диафрагма; 5 – распределительная диафрагма; 6 – изделие в форме; 7 – арматурный пакет

9.3.3. Натяжение и отпуск арматуры.

В соответствии с «Руководством по технологии изготовления предварительно-напряженных железо­бетонных конструкций» натяжение напрягаемой арматуры на стендах производят в два этапа: 1 – арматуру напрягают натяж­ной машиной или гидродомкратом  до усилия, равного 40-50% проектного, проверяют зажимные устройства, расположение арма­туры, устанавливают закладные детали, каркасы и сетки и оконча­тельно собирают формы; 2 – натяжение арматуры доводят до ве­личины, превышающей на 10% проектную, выдерживают в течение2-5 мин, а затем снижают до проектной величины.

Необходимое усилие натяжения проволочного пакета зависит от числа напрягаемых проволок, их диаметра и заданного проектного напряжения.

Отпуск напряженной арматуры (обжатие бетона) производят после достижения бетоном необходимой прочности и проверки за­анкеривания концов проволоки в бетоне. Фактическую прочность бетона определяют испытанием контрольных кубов; требуемую прочность бетона к моменту отпуска арматуры указывают на чер­тежах изделий (обычно не менее 75 % проектной прочности).

Заанкеривание концов проволоки в бетоне проверяют выбороч­ным замером величины проскальзывания концов проволоки в бе­тоне после отпуска натяжения с помощью индикаторов часового типа, устанавливаемых на торцах изделия.

Отпуск натяжения на стендах осуществляется постепенно, в два-три этапа, натяжной машиной, которая ослабляет усилия, воспринимаемые упорами, после чего поворотом гайки на тяге обеспе­чивают отпуск натяжения на необходимую величину.

Групповой отпуск натяжения арматуры осуществляется посред­ством песочных муфт, клиновых или винтовых устройств на стен­дах. При изготовлении нескольких предварительно-напряженных изделий, последовательно расположенных на длинной стендо­вой линии, следует учитывать обжатие изделий, возникающее при передаче натяжения арматуры на бетон. При отпуске натяже­ния изделия несколько смещаются к противоположному концу стенда.

9.3.4. Заготовка прядевой арматуры по способу ЦНИИОМТП.

Стенд оборудован тележкой-бухтодержателем, тяговой и хвостовой обой­мами с блоками (роликами) и лебедкой для протягивания прядей. Способ укладки и натяжения прядевой арматуры отличается от принятого на пакетных стендах (рис. 50).

Рис. 50. Механизированная раскладка прядевой арматуры:

1 – тележка с бухтодержателем; 2 – упоры формы; 3 – лебедка для запасовки пряди; 4 – неподвижная часть полиспаста; 5 – подвижная часть полиспаста; 6 – крюк крана; 7 – натяжной домкрат; 8 – устройство для группового натяжения арматуры; 9 – лебедка

Одну обойму полиспаста неподвижно укрепляют на упорах стенда, а вторую присоединяют к тяговой лебедке и поддерживают краном в процессе протягивания. На время запасовки арматуры обоймы блоков соединяют между собой жесткими накладками, удерживающими их в неподвижном положении. Прядевую армату­ру с бухты, установленной на тележке, запасовывают в систему блоков полиспаста.

Конец пряди, вышедшей из последнего блока, закрепляют на упоре стенда или на неподвижной обойме. Затем обоймы разъеди­няют и подвижную обойму протягивают лебедкой вдоль стенда к противоположному упору. За один проход подвижной обоймы рас­кладывают группу прядей, равную кратности системы блоков, на длину, соответствующую расстоянию между тяговыми и хвостовы­ми захватами (рис. 51). Для выбора слабины прядей протягива­емую арматуру наматывают обратно на барабан, после этого обре­зают и закрепляют прядь на упоре цанговым или клиновым зажимом. Тяговую обойму соединяют со штоком домкрата и произ­водят групповое натяжение арматуры.

Как показывает опыт, применение прядевой арматуры позволя­ет в 1,5-2 раза сократить продолжительность оборота стенда и не менее чем в 2 раза уменьшить трудовые затраты на заготовку и натяжение арматуры.

Рис. 51. Схема стенда для изготовления конструкций с канатной арматурой:

I – натяжение канатов домкратом из комплекта ДГЗ-300; II – схема выравнивания усилий в канатах грузовой станцией; 1 – бухта с арматурным канатом; 2 – натяжные устройства; 3 – захваты; 4 – фиксирующие диафрагмы; 5 – распределительные диафрагмы; 6 – грузовая станция; 7 – одиночные тяги; 8 – оголовок тяги для захвата грузовой станции; 9 – груз; 10 – лебедки; 11 – домкраты ДГЗ-300; 12 – вкладыши; 13 – подвижная балка; 14 – тяга; 15 – упоры стенда

9.3.5. Установка форм и бортовой оснастки.

При формовании изделий в вертикальном положении (например, двускатных балок и прого­нов) применяют два типа форм: с откидными бортами, шарнирно прикрепленными к поддону, и со съемными приставными бортами, которые при сборке крепятся к поддону стальными клиньями. Не­достатком форм с откидными бортами является быстрая изнаши­ваемость шарниров и неудобство при сборке и установке армату­ры. Торцы форм образуются съемными торцовыми стенками, ко­торые крепятся к бортам и имеют отверстия для пропуска арма­туры.

При формовании изделий в горизонтальном положении на стен­де (например, ферм) применяют опалубку в виде бортовой оснастки, которая состоит из стальных бортовых элементов; в местах примыкания бортовые элементы крепятся клиновыми замками.

Для повышения производительности стенда необходимо обес­печить возможность непрерывного формования изделий одной тех­нологической линии.

9.3.6. Укладка бетонной смеси.

Бетонирование изделий начинают пос­ле натяжения проволочных пакетов, установки ненапрягаемой ар­матуры и закладных деталей, сборки форм на одной технологичес­кой линии по всей длине стенда.

Бетонную смесь доставляют к стенду и перегружают в бункер бетоноукладчика, который снабжается устройствами, облегчающи­ми загрузку бетонной смеси в формы. При изготовлении линейных элементов с небольшими поперечными сечениями (например, поя­сов, и решеток ферм) к бункеру бетонораздатчика подвешивают гибкий хобот (рукав).

9.4. Изготовление изделий на коротких стендах.

9.4.1. Изготовление ферм на стенде.

9.4.2. Производство длинномерных изделий.

В современной заводской практике широкое распространение получили короткие стенды для изготовления предварительно-на­пряженных конструкций: типовых панелей покрытий длиной 12 и 18 м, колонн и балок каркасных зданий, мало уклонных покрытий длиной 24 м, сегментных ферм.

Частая смена оснастки на длинных стендах существенно увели­чивает трудоемкость работ и металлоемкость конструкций. Гибкая технология на коротких стендах преимущественно в вибротермоформах, позволяет повысить в 2-4 раза их оборачиваемость, сни­зить трудоемкость формования и сократить число форм.

9.4.1. Изготовление ферм на стенде.

На коротких стендах изготавли­вают фермы с предварительно-напряженным нижним прямолиней­ным поясом (сегментные, безраскосные) и с параллельными поя­сами.

На ряде заводов применяют короткие стенды для одновременно­го изготовления в горизонтальном положении двух сегментных ферм пролетом 24 м. Железобетонная балка сечением 1,2х1,1 м воспринимает усилия от натяжения арматуры; по обе стороны бал­ки на бетонном основании расположены металлические формы (рис. 52).

Рис. 52. Короткий стенд  для изготовления двух изделий:

1 – паз для вкладыша; 2 – натяжные штанги-захваты; 3 – гидродомкрат возврата; 4 – натяжная балка; 5 – гидродомкраты ГД-200; 6 – неподвижная балка; 7 – ферма; 8 – железобетонная распорная балка; 9 – напрягаемая арматура; 10 – неподвижные штанги-захваты

            ­

Перпендикулярно к одному из торцов распорной балки распо­ложена неподвижная упорная двутавровая балка  с короткими штангами-захватами для напрягаемой арматуры. На противопо­ложном конце балки закреплены такая же неподвижная и подвиж­ная упорные балки. Подвижная балка установлена на катках и имеет натяжные штанги-захваты. Между подвижной и неподвиж­ной балками размещены два одноходовых домкрата типа ДГ-200 грузоподъемностью по 200 т, работающие от насосной установки. Для возврата подвижной балки в исходное положение с ее проти­воположной стороны установлен третий гидродомкрат.

После укладки стержневой или прядевой арматуры в тяги-за­хваты подвижной и неподвижной балок можно производить ее од­новременное натяжение двумя гидродомкратами. В первую очередь выполняют монтажное натяжение, а после установки каркасов и закладных деталей - полное проектное натяжение. В пазы штанг вставляют фиксирующие клинья, после чего можно снять давление в гидроцилиндрах и передать усилие от напрягаемой арматуры на распорную балку. Фермы бетонируют, после чего стенд закрывают колпаком для тепловой обработки или осуществляют прогрев не­посредственно в термоформах.

При массовом производстве рационально изготовление ферм на специальном механизированном стенде с поворотной формой, при­мером которого может служить установка, предназначенная для формования железобетонных предварительно-напряженных ферм ФБМ-241У длиной 24 м (рис. 53).

Рис. 53. Схема установки «ФЭГУС-24» для формования ферм:

1 – траверса; 2 – изделие; 3 – поворотная рама; 4 – гидроцилиндр; 5 – кессон; 6 – опорная рама; 7 – основание

Для удобства обслуживания установки поворотную раму под­нимают на некоторый угол, и после укладки арматуры опускают в положение формования. Затем устанавливают торцовые борта и закладные детали, в форму подают бетонную смесь и уплотняют ее вибропротягиванием. Тепловую обработку выполняют в термо­форме; при этом верхнюю открытую поверхность изделия залива­ют слоем воды толщиной 20-40 мм, для чего по контуру формы предусмотрены дополнительные бортики. По окончании тепловой обработки торцовые борта снимают, и гидроцилиндрами поднима­ют поворотную раму вместе с изделием в наклонное положение, выпрессовывая его из формы. Затем отрезают анкерные концы на­пряженных арматурных стержней и транспортируют изделие в вертикальном положении на склад. После этого форму чистят, сма­зывают и приступают к формованию следующего изделия.

Технологическая последовательность изготовления ферм одина­кова при работе на различных стендах: заготовка проволоки и пря­дей; установка форм, ненапрягаемой арматуры и закладных дета­лей; натяжение арматуры нижнего пояса механическим или элек­тротермическим способом; формование и тепловая обработка изделий; передача усилий предварительного напряжения с упоров стенда на отвердевший бетон изделия; распалубка и съем изделия со стенда.

При правильной организации работ продолжительность одного цикла по изготовлению двух ферм или балок равна одним суткам.

9.4.2. Производство длинномерных изделий.

Для выпуска крупнораз­мерных железобетонных конструкций, в частности длинномерных балок, применяют механизированные стендовые установки для формования балок в рабочем положении.

Формовочная установка состоит из поддона, откидных продоль­ных бортов и съемных торцовых бортов (рис. 54). По торцам поддона размещены траверсы-захваты для напрягаемой арматуры, одна из которых подвижная. Продольные борта формы открыва­ются на 90⁰ гидравлическим приводом; при закрывании бортов по­средством рычажно-шарнирного устройства одновременно устанав­ливают в рабочее положение подмости для обслуживания уста­новки.

Рис. 54. Схема стенда для изготовления крупноразмерных железобетонных балок:

1 – траверса для натяжения арматуры; 2 – откидные продольные борта; 3 – съемные торцовые борта; 4 – складные подмости; 5 – поддон; 6 – рычаг; 7 – гидроцилиндр; 8 – кронштейн.

К траверсам установки прикреплен вибропривод мощностью 30 кВт с горизонтально-круговыми колебаниями. Применение в стендовом производстве вибропривода позволяет механизировать процесс уплотнения бетона и значительно сократить его продол­жительность, обеспечивая высокое качество изделий.

Перед началом работы для удобства обслуживания и укладки арматуры продольные борта формы откинуты в горизонтальное положение. После укладки напрягаемых арматурных стержней в упоры траверсы собирают и закрепляют остальную арматуру и за­кладные детали, а затем гидроприводами закрывают продольные борта, одновременно устанавливая площадки обслуживания. Далее ставят торцовые борта и болтовые стяжки между продольными бортами формы. Домкратами производят групповое натяжение всех 18 стержней арматуры; величина натяжения автоматически контролируется фиксирующим клином.

Бетоноукладчик подает бетонную смесь непосредственно в фор­му. По окончании формования в полости формы подается пар; те­пловая обработка длится 15 ч. При распалубке раскрывают про­дольные борта, затем обрезают стержни арматуры, извлекают из­делие краном и транспортируют его в стеллаж для выдерживания.

9.5. Проектирование стендовых линий.

1)      Выбор типа стендов:

-         длинные – ограниченная номенклатура изделий;

-         короткие – широкая номенклатура изделий.

2)      Расчет производительности технологического цикла:

,                             (62)

где     - продолжительность подготовки стендовых форм к следующему циклу   (чистка, смазка);

 - продолжительность подготовки на стенде арматурных элементов и натяжение арматуры, укладка ненапрягаемых арматурных стержней;

 - укладка и уплотнение бетонной смеси;

 - тепловая обработка с установкой и съемом необходимых утепляющих устройств (крышек и т.п.);

 - распалубка изделий и транспортирование на пост осмотра и доводки;

 - контроль качества изделий, работы по повышению заводской готовности;

- перерывы внутри смены.

1. Расчет производительности:

,                                                   (63)

где     - годовой фонд рабочего времени, сут;

 - число оборотов стенда в сутки:

,                                                          (64)

где   - суммарный объем всех одновременно формуемых изделий.

9.6. Недостатки стендовой технологии (технологические).

-         Взаимозависимость операций на длинных стендах.

-         Затруднено использование интенсивных методов уплотнения:

-       местное вибрирование;

-       вибрирование глубинным вибратором;

-       вибрирование поверхностными вибраторами.

Тем самым ограничивается жесткость бетонной смеси.

-         При ТВО возникают потери напряжения, таким образом, необходимо снижать температуру изотермии (при ТВО).