Виды и предназначение анкерных устройств

Анкерные устройства – это большая группа изделий и конструктивных элементов, предназначенных для надежного монтажа и сборки инженерных сооружений или обустройства анкерных линий и страховочных систем для выполнения работ на высоте. Анкер – это непосредственно крепежный элемент, который крепится в основании (бетоне или камне, металле, грунте, кровельном покрытии и т.п.). Именно он принимает и передает основную нагрузку, поэтому должен отвечать требованиям действующих государственных регламентов. Анкерные устройства классифицируют по типам, областям применения, конструктивным особенностям и техническим характеристикам.

Общая классификация анкерных устройств

Условная классификация:

• По типу и продолжительности использования – переносные (мобильные) или стационарные;
• По конструктивному исполнению – противовесные, треноги, балочные зажимы, структурные анкеры;
• По предназначению – для промышленного альпинизма (страховочные системы и анкерные линии) или конструкций и сооружений;
• По способу монтажа – заливные, забивные, химические, для бетона, металла или камня, под крепление на вертикальных, горизонтальных или наклонных основаниях.

Переносные анкерные системы применяются в первую очередь в промышленном альпинизме при реставрационных, реконструкционных работах, обслуживании зданий, конструкций и сооружений, промышленного оборудования. Стационарные системы применяются на объектах, требующих постоянного выполнения работ на высоте, например, по обслуживанию кровель, систем сигнального освещения и т.п. Анкерные устройства для строительства и монтажа предназначены для надежной фиксации конструктивных элементов или оборудования к основаниям. Они сразу заливаются или механическим способом монтируются в бетонные плиты, камень и другие основания.

Общие принципы классификации, требования и технические характеристики анкерных устройств регламентируют стандарты ГОСТ EN 795-2014 и ГОСТ EN/TS 16415-2015, а также Правила по охране труда при работе на высоте.

Классы анкерных устройств

Анкерные устройства делятся на следующие классы:

• Структурные анкеры класса А1 – уши, столбики и другие изделия, предназначенные для фиксации на горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностях. К ним относятся распорные, химические анкеры и болты для крепления в сквозных отверстиях в металле, в кровле, в бетоне или камне.
• Структурные анкеры класса А2 – группа специализированных изделий, предназначенных для фиксации на наклонных кровлях. Применяются преимущественно при выполнении работ по монтажу и обслуживанию скатных крыш на промышленных, коммерческих и административных объектах.
• Переносные анкерные устройства класса B – стропы и петли, балочные зажимы, карабины. Строп может быть изготовлен из текстильной лямки или стального троса. К этому классу также относятся треноги, балки и балочные зажимы.
• Анкерные линии классов С и D – это гибкие (на основе тросов) или жесткие (на основе труб или профилей) горизонтальные пояса по периметру фасадов, кромок кровель и других конструктивных элементов. К ним рабочие пристегиваются анкерными стропами с карабинами (обязательно с двухэтапной системой расстегивания).
• Противовесные системы класса E – они применяются в тех случаях, когда монтаж других типов анкеров невозможен. Основная часть конструкции – тяжелый противовес, который компенсирует вес рабочего в случае падения. При этом расстояние от края крыши до противовесного анкерного устройства должно составлять не менее 2.5 метров, а поверхность должна быть сухой и чистой, чтобы исключить скольжение.

Несмотря на то, что классы анкерных устройств прописаны четко, что необходимо для разграничения требований к их техническим параметрам, часто они применяются комбинированно, а изделия из одного класса соответствуют требованиям другого или используются в его составе. Например, при монтаже анкерных линий классов C и D могут применяться анкеры класса A1 и A2.

В первую очередь важен контроль качества и соответствие расчетным нагрузкам, поэтому в государственных регламентах четко прописываются методы контроля качества и сами нагрузки в кН, которые должны выдерживать изделия. Испытания проводятся по выборке из каждой новой партии при смене технологии производства.

Применение анкерных устройств в промышленном альпинизме

Промышленный альпинизм – она из важнейших сфер деятельности, которая обеспечивает работоспособность инженерно-технических сооружений, конструкций, зданий посредством их обслуживания. Утепление фасадов, гидроизоляция и контроль состояния пролетов мостов, вышек ЛЭП и связи, гидротехнических сооружений требует выполнения высотных работ. В данном случае анкерные устройства применяются для обеспечения безопасности профессионалов-высотников. Страховка исключает падения с высоты, от нее зависит здоровье и жизнь людей, поэтому все анкерные системы должны отвечать высоким требованиям качества и надежности.

В альпинистских системах наиболее важными являются структурные анкеры и карабины, принимающие на себя максимальные нагрузки. В удерживающих системах они должны выдерживать более 13 кН, а в страховочных – более 22 кН. В системах спасения и эвакуации изделия должны сохранять целостность при испытании нагрузками не менее 24 кН. В отдельных случаях для достижения необходимого показателя допускается применение нескольких анкерных устройств в группе с равномерным распределением нагрузок.

Анкерные устройства для инженерных сооружений

Еще одна большая группа анкерных устройств предназначена для инженерных сооружений, конструкций и зданий. В первую очередь они используются в целях монтажа оборудования, для соединения конструктивных элементов, а также при погрузочно-разгрузочных работах и монтаже ЖБИ (железобетонных изделий, таких как плиты перекрытий и т.п.).

Можно выделить следующие группы анкерных устройств:

• Анкерные устройства для стальных канатов (с конической и цилиндрической полостью) – часто применяются для монтажа подвесных мостов или висячих элементов зданий (промышленные подвесные потолки, пролеты). В заливных анкерах канаты фиксируются цинковыми сплавами.
• Заливные скобы – применяются в тех случаях, когда канаты крепятся на шарнирах. Заливная скоба изготавливается из стальной полосы методом гибки или сварки. Монтажные отверстия высверливаются после того, как изделие будет готово.
• Гильзоклиновые анкеры – подходят для фиксации тросов, испытывающих статические нагрузки. При заливке металл в гильзе затекает между проволоками, обеспечивая высокую надежность крепления.
• Анкера для крепления к бетону – распорные, химические или бетонируемые (закладные) изделия, которые подходят для надежной фиксации не только в бетоне или железобетоне, но и в камне, кирпиче, строительных блоках. Главное условие – они должны выдерживать соответствующие нагрузки.
• Анкера для крепления к металлу (мостостроение), анкерные связи для мостов – натяжные элементы, которые крепятся на нижних поясах пролетов и в нижних сечениях ригелей опор. Особое значение имеет правильная антикоррозионная защита, так как анкерные системы этого типа фактически используются в незащищенных условиях внешней среды.
• Грунтовые анкеры – это в первую очередь анкера для георешетки из гнутой металлической арматуры, а также изделия для укрепления грунтов. При монтаже георешеток в ландшафтном и дорожном строительстве грунтовый анкер обеспечивает надежную фиксацию нижнего конструкционного слоя под засыпку гравийно-песчаной смеси.
• Анкерные системы инженерной защиты – изделия состоят из оголовка, анкерной тяги и заделки, используются для укрепления грунта, защиты котлованов или траншей от обвалов. Такие анкерные системы не допускают оползней, камнепадов, помогают в берегоукреплении и отведении воды или селей, а также защищают подземные инженерные коммуникации.
• Анкерные линии – монтируются по периметру фасада или крыши обслуживаемого объекта, вдоль стоек опор ЛЭП, промышленных труб, мостов и других сооружений. К ним пристегиваются рабочие, выполняющие соответствующие высотные работы. Это разновидность страховки.

Еще один вид анкерных устройств применяется в вечномерзлых грунтах. Стержневые анкеры с компенсаторами буквально вмораживаются в грунт и служат опорой при монтаже трубопроводов. В первую очередь это нефтегазовый сектор промышленности.

Анкерные устройства изготавливаются преимущественно из металлов и сплавов (в основном – алюминиевых). Часто применяется нержавеющая сталь как наиболее эффективный вариант противодействия коррозии. Вспомогательные элементы могут быть изготовлены с применением текстиля, композитов, пластика. Все зависит от предназначения, области применения, расчетных нагрузок.

Из каких элементов состоят анкерные устройства и системы

Анкерные комплекты, устройства и системы состоят из определенных конструктивных элементов, и ниже приведены некоторые из них.

• Фундаментные болты – бывают изогнутыми, составными, с анкерной плитой, съемные и несъемные, с коническим концом. Это закладная деталь, которая буквально замуровывается в толще железобетона при заливке. Болты могут устанавливаться в проектных точках непосредственно перед заливкой фундаментной плиты на объекте или при изготовлении фундаментных блоков на производстве. Снаружи после схватывания бетона остается только небольшой отрезок шпильки с резьбой, на которую после монтажа оборудования или конструкций накручиваются гайки. При необходимости они прихватываются каплями сварки.
• Анкерные блоки – могут быть уголковыми, на фланцах, квадратными и круглыми, с пластинами. Фактически изделия представляют собой несколько фундаментных болтов (от четырех-шести), объединенных в единые блоки для повышения несущей способности. Они отлично подходят для монтажа тяжелых несущих конструкций, опор ЛЭП или вышек связи, элементов каркасов зданий и сооружений в монолитном строительстве. У анкерного блока несущая способность намного выше, чем у отдельных фундаментных болтов, поэтому они применяются при монтаже тяжелого промышленного оборудования.
• Анкерные тяги – могут быть плоскими, резьбовыми, с муфтами и накладками, проушинами. Конструктивно представляют собой стальные стержни с приваренными резьбовыми шпильками диаметром до 100 мм, с гаечными или шарнирными креплениями. Изделия широко применяются в монолитном промышленном строительстве, при возведении мостов, гидротехнических сооружений, способны выдерживать высокие нагрузки, существенно усиливать фундаменты, повышать стабильность укрепляющих стен, откосов котлованов, стенок платин, дамб и других гидротехнических сооружений.
• Фундаментные и Т-болты, гайки – изделия с Т-образной головкой, с метрической резьбой, которые находят широкое применение в машиностроении, строительстве, монтаже швартовочных тумб и других элементов портовых сооружений. В станкостроении головка такого болта садится в специальный паз при монтаже, что обеспечивает надежность фиксации болта. Также к этой группе изделий относятся гайки больших размеров, шайбы, муфты, футеровочные бронированные болты и другие виды крепежа и вспомогательных элементов.
• Анкерные плиты – это прямоугольные детали из стали, могут быть усиленными, с резьбой или под сварку. Анкерная плита крепится на нижней части фундаментного болта. После заливки она не допускает вырывания анкера, повышая надежность фиксации. Определяющим критерием выбора является диаметр и тип анкерного болта.

В таких системах, как анкерные пояса, есть вспомогательные элементы, включая стропы, тросы и другие компоненты. При необходимости комплект анкерных устройств может быть сформирован индивидуально под конкретные поставленные задачи.

Предназначение и применение анкерных устройств для сооружений

Анкерные устройства применяются повсеместно:

• В дорожном, инфраструктурном и ландшафтном строительстве, при возведении инженерно-технических, гидротехнических сооружений.
• В монолитном строительстве и производстве ЖБИ, включая несущие элементы фундаментов, мостов, перекрытия и пролеты.
• В промышленном строительстве при возведении производственных, складских, портовых объектов и сооружений.
• При монтаже производственного оборудования, металлоконструкций, инженерных коммуникаций.

Анкерные устройства – это незаменимая разновидность монтажных элементов, которые позволяют выполнять надежную фиксацию в любых основаниях, включая бетон и камень, кирпич, строительные блоки, плиты, асфальт или грунт, металл и композитные материалы.

Под специальные задачи изготавливаются нестандартные анкера, на которые крепятся ограждения и перила, колонны, консоли, ворота, прожекторные мачты, кабель-каналы и разные виды технологического оборудования. При изготовлении учитываются специфические исходные данные и закладываются соответствующие технические параметры. Также при изготовлении производитель может учитывать требования разных регламентов, включая не только ГОСТ, но и DIN, уникальные ТУ (технические условия).

Заводские испытания

Перед поставкой или поступлением в открытую продажу анкерных устройств они должны проходить обязательные заводские испытания с прикладываемым усилием, регламентируемым действующими требованиями ГОСТ от 13 до 24 кН и более. В регламенте приведены четкие рекомендации и применимые методики разрушающего и неразрушающего контроля качества. В частности для анкерных систем, используемых в качестве страховки, предел прочности должен составлять не менее 24 кН.

Производитель обязуется выполнять проверку изделий из каждой партии поставки с заключением соответствующего акта, поэтому заказывать этот вид крепежа рекомендуется только у официальных заводов, располагающих соответствующим оборудованием и всеми необходимыми сертификатами.

Как выбрать производителя и поставщика анкерных устройств

На рынке производителей анкерных устройств довольно много предприятий, но предпочтение лучше отдавать крупным заводам, которые гарантированно соблюдают требования государственных регламентов или международные стандарты качества. На какие критерии обратить особое внимание:

• История и репутация – чем дольше работает завод, тем сильнее он дорожит своей репутацией. Ориентироваться можно и на ключевых партнеров, клиентов, реализованные проекты, которые ярко демонстрируют уровень профессионализма и ответственности.
• Гарантии качества и наличие сертификатов или лицензий – обычно доступ к ним есть как на официальном сайте предприятия, так и по запросу потенциального клиента завод предоставляет их копии, что подтверждает соблюдение всех технических требований и норм.
• Ассортимент продукции и спектр дополнительных услуг – лучше заказать все необходимые монтажные и конструктивные элементы у одного производителя, у которого налажены четки логистические схемы, включающие доставку во все регионы России, услуги монтажа, антикоррозионной защиты и т.п.
• Наличие собственного техотдела или проектировочного бюро, оказывающего услуги по разработке инструкций по монтажу, эксплуатации и техническому обслуживанию, удобные калькуляторы для проектных расчетов и подбивки предварительной стоимости.
• Эффективная обратная связь и подробные профессиональные консультации – очень важна возможность получения полной информационной поддержки на всех этапах, начиная с согласования, заканчивая монтажными работами на объекте и эксплуатацией.

Производитель анкерных устройств несет полную ответственность за их качество и надежность, поэтому должен располагать полной информацией и контролировать качество исходного сырья, соблюдение тонкостей технологических процессов, располагать собственной технической базой для проведения испытаний готовой продукции. Допускается контроль качества на более крупных предприятиях с выдачей соответствующих актов и сертификатов о проведенных испытаниях.

Также стоит учитывать ценовую политику завода. Это и прозрачность ценообразования, и наличие базовых прайс-листов или калькуляторов стоимости, детализация сметы при оформлении заказа, специальные предложения или скидки на объемы, особые условия для крупных или постоянных клиентов, способы оплаты, наличие рассрочки или других финансовых программ. Если учесть все факторы, то анкерные устройства будут отвечать всем требованиям, а их закупка будет материально выгодной.