Стальной каркас — одна из немногих конструктивных систем, которую можно полноценно монтировать зимой. В отличие от монолитного бетона, металлу не нужно набирать прочность, а большинство соединений выполняется на болтах. Поэтому многие заказчики специально планируют изготовление конструкций на осень, чтобы в холодный сезон собрать коробку здания и к весне перейти к отделке и инженерным системам.
Но зимний монтаж — это не летний с поправкой на тёплую одежду. Мороз меняет свойства стали и сварочных материалов, влияет на работу кранов и стропов, затрудняет подливку фундаментов, снижает производительность людей. Снег и наледь на конструкциях становятся источником травм и дефектов. Всё это нужно учитывать на стадии проектирования, изготовления и в проекте производства работ.
Разберём, какие особенности имеет монтаж металлоконструкций при отрицательных температурах и какие меры позволяют выполнить его качественно и безопасно.
Выбор стали с учётом климата
Первый вопрос зимнего монтажа решается ещё проектировщиком. Прочность стали на морозе почти не падает, а вот ударная вязкость снижается, и при определённой температуре материал переходит в хрупкое состояние. Особенно опасны удары, концентраторы напряжений и сварные соединения.
Хладостойкость
Марка и категория стали подбираются по ГОСТ 27772 и СП 16.13330 с учётом расчётной температуры района строительства и группы конструкции. Для ответственных сварных элементов, работающих в холодном климате, применяют стали с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах. Изменить марку стали на площадке уже невозможно, поэтому этот выбор делается на стадии КМ.
Монтажные нагрузки на морозе
Даже если конструкция эксплуатируется в отапливаемом здании, монтаж идёт при уличной температуре. Удары при заводке элементов, выправка кувалдой, падение деталей при разгрузке — всё это в мороз может привести к трещинам. Поэтому зимой правку ударом не допускают, а разгрузку ведут только краном, без сбрасывания.
Сварка при отрицательных температурах
Монтажная сварка — самый чувствительный к холоду процесс. Быстрое охлаждение металла шва и околошовной зоны приводит к образованию закалочных структур, холодных трещин и пор.
Предварительный подогрев
При низких температурах воздуха и увеличенной толщине свариваемого металла обязателен подогрев зоны сварки. Температура и ширина подогрева назначаются технологической картой в зависимости от марки стали, толщины и температуры воздуха. Подогрев выполняют газовыми горелками или индукционными установками с контролем термокарандашами или контактными термометрами.
Защита места сварки
Сварку ведут в укрытиях — тепляках, палатках, щитах, защищающих от ветра, снега и сквозняков. Ветер особенно опасен для сварки в защитных газах: он сдувает газовую защиту и приводит к пористости. Кромки перед сваркой очищают от снега, льда и конденсата и просушивают.
Сварочные материалы
Электроды и проволоку хранят в тёплом сухом помещении, электроды перед использованием прокаливают и держат в термопеналах. Баллоны с CO2 и аргоном на морозе снижают отдачу газа, поэтому их утепляют или используют подогреватели газа.
Замедленное охлаждение
После сварки шов не должен остывать слишком быстро. Его укрывают теплоизоляционными матами, а для толстостенных стыков проводят сопутствующий подогрев. Прерывать сварку ответственного шва до его завершения нежелательно.
Болтовые соединения зимой
Болтовые соединения — главное преимущество зимнего монтажа, но и у них есть нюансы.
Высокопрочные болты
Для фрикционных соединений критична подготовка контактных поверхностей. Наледь, иней и снег на обработанных поверхностях резко снижают коэффициент трения. Поверхности перед сборкой очищают и просушивают, при необходимости прогревают. Натяжение болтов контролируют динамометрическими ключами, которые должны быть откалиброваны для работы при низких температурах.
Смазка и резьба
Консервационная смазка на морозе густеет, что искажает зависимость между крутящим моментом и натяжением болта. Поэтому важно использовать метизы с соответствующей обработкой и выполнять контрольную тарировку ключей непосредственно на объекте.
Сравнение операций летом и зимой
| Операция | Летние условия | Зимние условия | Дополнительные меры |
|---|---|---|---|
| Разгрузка и складирование | На подготовленную площадку | На очищенную от снега площадку, на подкладки | Очистка конструкций от снега перед подъёмом |
| Монтажная сварка | По технологической карте | С подогревом и укрытием | Контроль температуры, замедленное охлаждение |
| Фрикционные соединения | Обработка поверхностей | Обработка и просушка, защита от наледи | Тарировка ключей на морозе |
| Подливка баз колонн | Обычные растворы | Растворы с противоморозными добавками, прогрев | Контроль набора прочности |
| Работа крана | По паспорту | С учётом нижнего температурного предела | Проверка тормозов, гидравлики, стропов |
| Окраска стыков | При положительной температуре | В тепляках или перенос на весну | Подбор материалов для низких температур |
Фундаменты, подливка и анкеры
Металлический каркас опирается на бетон, и именно здесь зимой возникают основные сложности.
Промерзание основания
Пучинистые грунты при промерзании поднимают фундаменты, особенно лёгкие. Если фундаменты сделаны осенью, а каркас монтируется зимой, их отметки нужно проверить повторно. Незагруженные фундаменты утепляют, чтобы исключить морозное пучение.
Подливка под базы колонн
Зазор под опорной плитой заполняют безусадочными растворами. Зимой используют составы, рассчитанные на отрицательные температуры, или прогревают зону подливки. Пока раствор не набрал прочность, колонна стоит на установочных гайках и временных креплениях, нагружать её полной нагрузкой нельзя.
Анкерные болты
Резьбу анкеров защищают от наледи колпачками или смазкой. Лёд в колодцах под анкеры, оставленных для последующей замоноличивания, выкалывают и удаляют перед установкой колонн.
Краны и грузоподъёмные механизмы
Температурные ограничения
Каждый кран имеет нижний предел рабочей температуры. Гидравлика на морозе становится вязкой, металлоконструкции крана тоже подвержены хрупкому разрушению. Поэтому при сильных морозах работу кранов ограничивают согласно их паспорту.
Стропы и такелаж
Текстильные стропы на морозе дубеют и теряют гибкость, мокрые стропы смерзаются. Стальные канаты и цепи проверяют на отсутствие наледи. Оттяжки хранят в сухом месте.
Основание под краном
Мёрзлый грунт кажется прочным, но при оттепели он быстро теряет несущую способность. Выносные опоры ставят на подкладки, площадку регулярно проверяют. Отдельно контролируют состояние временных дорог.
Безопасность людей
- Очистка от снега и наледи. Перед подъёмом конструкции очищают, чтобы исключить падение наледи с высоты и скольжение монтажников.
- Обогрев. На площадке организуют пункты обогрева, регламентируют перерывы в зависимости от температуры и ветра.
- Средства защиты. Страховочные системы должны быть допущены к применению при низких температурах, обувь — с противоскользящей подошвой.
- Короткий световой день. Требуется искусственное освещение рабочих мест и зон складирования.
- Ветер. Зимой он часто сильнее, а монтаж парусных элементов прекращают при превышении установленных скоростей.
Окраска и антикоррозийная защита
Большинство лакокрасочных материалов требует положительной температуры и ограниченной влажности. Поэтому при зимнем монтаже особенно важно, чтобы основная антикоррозийная защита была нанесена на заводе, в контролируемых условиях. На площадке остаются только монтажные стыки и повреждения, которые либо окрашивают в тепляках специальными составами, либо временно консервируют и докрашивают весной.
На нашем заводе конструкции покрываются грунтом и порошковой краской или грунт-эмалью в окрасочном цехе, поэтому к моменту зимнего монтажа они полностью защищены. О системах покрытий подробнее рассказано на странице услуг завода.
Планирование зимнего монтажа
- На стадии КМ — выбрать стали с учётом климатического района и монтажных условий.
- На стадии КМД — максимально перевести соединения на болты, сократить объём монтажной сварки.
- На заводе — выполнить полную окраску и укрупнение, насколько позволяет транспорт.
- В ППР — предусмотреть тепляки, подогрев, противоморозные растворы, освещение и обогрев.
- На площадке — организовать очистку конструкций и регулярный контроль основания под краном.
Итоги
Зимний монтаж металлоконструкций вполне реален и широко применяется, но требует подготовки. Правильно выбранная сталь, болтовые узлы вместо сварки, заводская окраска, сварка с подогревом в укрытиях, контроль фундаментов и продуманная организация труда позволяют вести работы в мороз без потери качества. Если вы планируете зимний монтаж — обратитесь к нам заранее, чтобы мы учли его условия при разработке КМД и производстве.
Нужны металлоконструкции?
Изготовим и смонтируем по вашим чертежам или разработаем проект с нуля.
Оставить заявку
