CC BY
9УДК 656.7.025:53
В.Т. Шаленный, д.т.н., проф., О.Л. Балакчина, асс.
ФАКТОРЫ И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СКЛАДОВ ПРИ ЧАСТИЧНОЙ ЗАМЕНЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОКРЫТИЯ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЗДАНИЙ ВЕРТОЛЕТОМ
Национальная академия природоохранного и курортного строительства, Симферополь emails: v_shalennyj@mail.ru, grinyk-olga@rambler.ru
Аннотация. Проведено сравнение моделей продолжительности выполнения работ при реконструкции кровли. Рассмотрены возможные варианты протекания технологического процесса монтажно-демонтажных работ по замене элементов покрытия промышленных зданий с использованием вертолета для установления целесообразных границ организации промежуточных складов конструкций.
Ключевые слова: строительство, реконструкция, замена плит покрытия, вертолет, склады конструкций, себестоимость.
FACTORS AND METHODS OF THE FEASIBILITY ASSESSMENT OF STORAGE BUFFERS ARRANGEMENT WITH THE PARTIAL REPLACEMENT OF SINGLE-STOREY INDUSTRIAL BUILDINGS' ROOF STRUCTURES BY A
HELICOPTER
Abstract. The comparison of execution time models when reconstructing the roof is made. Possible variants of erection and demolition works' technological process on roof elements replacement of the industrial buildings by means of a helicopter to establish efficient boundaries of construction's storage buffer arrangement are considered.
Key Words: construction, reconstruction, replacement of roof slabs, helicopter, construction's storage buffers, cost.
При реконструкции кровли предприятий металлургической промышленности монтажно-демонтажные работы (МДР) достаточно сложно механизировать, что связано с показателями внешней и внутренней стесненности реконструируемого объекта [8, 13]. При этом работы по реконструкции на объекте рассредоточены и имеют небольшие объемы. Проведение МДР в условиях непрерывного производства и сложившегося генерального плана предприятия затрудняется и ограничивается применением возможных средств механизации. В местах плотной застройки и недоступных для подхода и установки традиционных грузоподъемных средств, реконструкцию действующих предприятий иногда возможно производить только вертолетами. В практике встречаются строительные площадки с настолько жесткими показателями внешней стесненности, что применение вертолетов для выполнения МДР является не только экономически целесообразным, но и единственно возможным способом.
В условиях постоянно возрастающих затрат на эксплуатацию этих машин, все актуальней становится проблема оценки целесообразной области эффективного использования вертолетной техники при реконструкции.
178
Проблемы повышения эффективности производства монтажно-демонтажных работ в условиях реконструкции отражены в таких фундаментальных работах, как справочник «Реконструкция промышленных предприятий» [13] под редакцией В.Д. Топчия. Дальнейшее развитие этой теории, применительно к вертолетному монтажу, получило в трудах известных ученых: Белякова Ю.И., Снежко А.П. [2], Гончаренко Д.Ф. и Торкатюка В.И. [6], Давыдова В.А. [8], Несеври П.И. [9], Березюка А.Н., Шаленного В.Т. и Дикарева К.Б [12], Шагина А.Л. и Бондаренко Ю.В. [14]. Большой вклад в продвижение вертолетных технологий внесла научно-исследовательская вертолетная фирма «Аэроспецмонтаж» во главе с директором Козловским Л.К [15]. Также в разработку современных методов выполнения монтажно-демонтажных работ (МДР) с использованием вертолета внесли известные российские ученые, такие как Козловский В.Б., Паршенцев С.А., Ефимов В.В. [10], Барон Р.И. [1]. Работы этих специалистов и коллективов направлены на поиск новых конструктивных решений по созданию технических средств и технологий для проведения работ с использованием вертолетов.
Однако в выше перечисленных работах практически не рассматриваются вопросы по определению области эффективного применения вертолетов на строительно-монтажных работах и рационального размещения рабочих площадок.
Ранее нами было показано, что для сокращения производственного цикла по замене плит покрытия, следует сократить время перелетов между площадками путем сокращения расстояния между ними или их объединением [5]. Там впервые проведено сравнение предложенных временных моделей продолжительности выполнения МДР при различных условиях расположения грузовой, складской и посадочной площадок, при этом посадочная площадка оборудована средствами заправки в обоих случаях.
В развитие упомянутой работы, а также на основе выше представленного анализа и производственного опыта проектирования технологических процессов, полученного в фирме «Аэроспецмонтаж», в 1996 - 2003 годах, разработана графическая модель возможных вариантов протекания технологического процесса МДР по замене элементов покрытия промышленных зданий с использованием вертолета (рис. 1). Из представленной там графической модели можно выделить два основных варианта размещения складов. Каждый из вариантов имеет свою рациональную область, которая, прежде всего, зависит от показателя полной или частичной внешней стесненности строительной площадки.
В условиях полной стесненности (к = 0), монтажные конструкции подаются с базисного склада на промежуточные склады. Промежуточный склад может быть представлен в виде (3.1, 3.2): открытой наземной площадки для монтажных элементов; железнодорожной платформы или автотранспорта с технологической эстакадой; совмещенного склада для монтажных и демонтированных элементов покрытия; склада для демонтированных элементов покрытия. При организации технологического процесса в условиях
полной стесненности строительной площадки транспортным и монтажным средством конструкций является только вертолет.
При частичной стесненности (к > 0), целесообразно создание приобъектного склада (3.2), по возможности, вдоль реконструируемого здания. Это позволит избежать временных затрат на транспортировку монтажных элементов покрытия. Однако в этом случае возникает проблема с подцепкой конструкций вертолетом в режиме висения: из-за отбрасываемого несущим винтом потока воздуха вниз, в воздух могут быть подняты предметы, находящиеся в зоне монтажа, что в свою очередь может привести к аварийной ситуации. Следовательно, подачу монтажных элементов под монтаж с приобъектного склада осуществляют с предварительной разгрузкой на кровли, мобильным монтажным средством. Дальнейший технологический процесс по замене плит покрытия производится вертолетом. Для складов демонтированных конструкций обеспечивают открытый подход с воздуха.
Однако организация перечисленных складов сопряжена с определенными дополнительными затратами, а поэтому эффективность их устройства можно оценить только по сумме всех составляющих себестоимости монтажно-демонтажного процесса.
Кроме рационального размещения складских площадок, есть и другие факторы, влияющие на качество и продолжительность выполнения МДР (рис.2). Важнейшим из них является планирование и организация работ еще на стадии разработки проекта организации строительства (ПОС).
Важную роль играет и профессиональная подготовка экипажа и наземных бригад для выполнения МДР, а так же их взаимодействие. Работу вертолета могут усложнять и метеорологические условия: скорость и направление ветра; перемещение воздушных масс; осадки; облачность; влажность и температура воздуха. При выполнении монтажных работ на объекте реконструкции также следует учесть загазованность и задымляемость воздуха на момент выполнения работ. Выше перечисленные факторы влияют на выбор оптимального метода пилотирования. При выполнении МДР можно выделить три основных метода пилотирования: косвенный, прямой и комбинорованный методы. При косвенном методе команды пилоту по управлению вертолетом, во время монтажа, подает бортоператор или наземный руководитель работ. Эффективность монтажных работ зависит от визуальной связи пилота с выбранным ориентиром и четких команд бортоператора. Прямым методом пилотирование осуществляется путем визуального контроля пилотом положения конструкции относительно объекта. Наиболее эффективным методом пилотирования является комбинированный, он совмещает в себе предыдущие методы. Применение метода возможно на модифицированных или специализированных типах вертолетов с дополнительной кабиной. Такая кабина была разработана коллективом авторов: Козловским Л.К., Сумовским А.Н. и др. Дополнительная кабина оснащена автоматическим и ручным управлением, что упрощает работу пилота и значительно сокращает время МДР.
Рисунок 1 - Графическая модель отбора возможных вариантов протекания технологического процесса МДР по замене элементов покрытия промышленных
зданий с использованием вертолета
Рисунок 2 - Основные факторы влияния на продолжительность выполнения монтажно-демонтажных работ вертолетом
На длительность МДР влияет и длина подвески, которая в свою очередь зависит от всевозможных препятствий расположенных на траектории полета вертолета, воздушной струи несущего винта вертолета и конфигурации зданий по высоте. В связи с тем что время вертолетного монтажа ограничено, особое внимание следует уделить способам наводки конструкции. Наводку конструкций можно осуществлять свободным и ограниченно-свободным способами. Осуществить быструю наводку и установку конструкций возможно за счет ловителей и монтажной оснастки.
Для сокращения времени строповки элементы покрытия заранее оснащаются стропами и оттяжками. Строповка груза зависит от геометрических и массовых параметров. Возможно выполнение строповки конструкций двумя способами: при конечной или изменяющейся длине внешней подвески. В случае реконструкции кровли вертолет зависает над грузом с выпущенной внешней подвеской, с заранее скомплектованной в конечную длину и монтажники соединяют нижние узлы подвески со стропами, закрепленными за конструкцию. Строповка конструкций при демонтаже плит покрытия, как правило, осуществляется за монтажные петли, за отверстия в теле плиты или в обхват за балочки.
Расстроповку конструкции можно производить тремя способами: дистанционно, с помощью электрозамков, расположенных в нижних узлах подвески; опусканием вручную бортоператором всей внешней подвески на фале; путем отсоединения строповочных канатов от конструкции монтажниками.
При учете всей совокупности выше приведенных факторов в значительной мере можно сократить время МДР, избежать аварийных ситуаций и снизить стоимость выполнения работ.
Для анализа продолжительности выполнения работ по реконструкции кровли, при различном размещении промежуточных складов, была разработана методика моделирования монтажно-демонтажных процессов. Модели
указанных процессов были построены с использованием программного комплекса Microsoft Project, как показано на рис. 3.
о
> * <
" Дсмои!ажио моимншмяцтш (площадка <кшдиро«аи»и нарасст ОЛ<м) М) ? мяч
в»лёт МрЮ<*11 0-$ мим
Перемещение вертолета к объекту 3 5 м»м
ДемомтакныЙ «имя пли? покрытия X -20 М.8 мин " Дрмомтажж>-момтажммЙ1рмсл 20-ти плттк*р|>*п1я(ЛП21-а0);(МП1-2О 14}_8 мин
Снижение до высоты выполи»«и* дямоктажиых работ и 10 мим контрольное зависание мед объектом
Строповка демомтируемои плиты (ДП У. отрыв ДП с 18-8 мим предвари г ел ом мм нагяжением троса в>«шн«и подвески с последующим контрольным зависание вертолете с грузом ив внешней подвеске
Набор высоты и горизонтальней полет с плитой «а внешней 1вмим подвеса*
Снижение вертолёта и зависание над площадкой складировдни 14мим
Укладка ДП «л площадеу складирования iЛ мин
Снижение вертолёта для снятия нагрузки с троса внешне* 12 мим подвески и расстроповка ДП
Зависания вертолёта над грузовой плои^адкоА и строповка МЛ 10.4 мм*
Натяжение троса внешней подвески и отрыв конструкции с 10 4 мин последующим контрольным зависанием вертолета
Набор высоты и горизонтальный полёт с МП на внешней 17 мин подвеса*
Снижения с ае*сотсх горизонтального полёта до высоты 13.в мин выполнения момтажных работ
вертикальное снижен»« вертолёта и смятие статичеоюго 4 мим наполнения с мзп :контро/»ное зависание вертолета над местом
Наведение МП в проектное положение при помощи ловителеД 14 мим и расстроловкэ
Монтажной цикл плит покрытия 21-40 816 мин
" Заправка вертолета 12 мим
набор высоты горкпомтальиого полёта бе» 'Рт" гяеремм»ми» 4 мим вертолета и вглотно посад>«иоа лощмке
Посадка вертолёта 1 мин
Запраока вертолета 3 мин
0»лет вертолета до высоты зависания и перемещение вертолета к 4 мин объекту
Посадка вертолет* (ммм
набор высоты гоизонтальиого полета 6*1 грум после выполнения 0.5 мин
Перемещение вертолета к • четно-посадочной площадке 3 5 мин
Посадка вертолета 1 ««им
.г!:.---.'..,,:--... ц-ц ц jc'iiiie'«; л |
1
i
t
Рисунок 3 - Фрагмент модели МДР с совмещенными площадками
Анализ результатов моделирования показал, что большую часть времени, от общей продолжительность МДР, занимает перелет между грузовыми и складскими площадками. В связи с этим, большое значение приобретает оптимизация организации работ с использованием вертолета, которая зависит и от рационального размещения грузовых и посадочных площадок.
В данном случае, общие суммарные затраты на МДР по замене плит покрытия, как функцию цели, можно представить в виде
С = СЦ+ЭМ + ЭО + оп + тп+тк (1)
где СЦ - стоимость технологического цикла
сц = пц X (2)
где Пц - продолжительность технологического цикла; Сл.ч. - стоимость летного часа вертолета;
ЭМ - расходы на эксплуатацию дополнительного мобильного монтажного
средства (крана) включают единовременные и текущие: затраты на топливо;
доставку машин на строительную площадку; монтаж и демонтаж;
ЭО - расходы на эксплуатацию технологического оборудования включают:
стоимость устройства и перестановки технологической эстакады;
ОП - затраты на устройство открытых площадок складирования;
ТП - затраты на эксплуатацию транспортных площадок (мобильные и ж/д
средства) включают: топливо; аренду, стоимость разгрузочно-погрузочных
работ;
ТК - расходы на транспортировку конструкций с базисного склада на приобъектный или промежуточный склады.
Пользуясь представленной формулой как основой методики выбора целесообразного варианта организации применения вертолета при монтажно-демонтажных работах на кровле промзданий, в дальнейшем можно определить как целесообразность и места расположения складских площадок, так и другие конструктивные и организационно-технологические усовершенствования, повышающие эффективность указанных работ.
Выводы и перспективы дальнейшего исследования.
1. Сокращение технологического цикла по замене плит покрытия достигается за счет целесообразного размещения складских площадок, как одного из проанализированных факторов, способствующих снижению общей стоимости вертолетного монтажа.
2. Предложена методика оценки эффективности работ по замене плит покрытия на основе комплексного учета всех затрат и факторов в суммарной себестоимости монтажно-демонтажного процесса.
3. Дальнейшие исследования на предложенных и апробированных моделях позволят разработать конкретные рекомендации по рациональной технологии производства реконструкционных работ с учетом факторов, определяющих их условия и эффективность.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барон P.M., Макаров К.Н. Производство монтажных работ с помощью вертолетов. - М.: Стройиздат, 1984. - 124 с.
2. Беляков Ю.И., Снежко А.П. Реконструкция промышленных предприятий. - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1988. - 256 с.
3. Балакчина О. Л. О целесообразности совершенствования монтажно-демонтажных работ с применением вертолетов// Строительство и техногенная безопасность. Сб. науч. трудов. - Симферополь: НАПКС, 2011. - Вып. 38. - С. 29-32.
4. Балакчина О. Л. Структурно-логическая схема организации монтажно-демонтажных работ с использованием вертолета при реконструкции покрытия промышленных зданий // Строительство и техногенная безопасность. Сб. науч. трудов. - Симферополь: НАПКС, 2012. - Вып. 42. - С. 58-63.
5. Балакчина О. Л. Временная модель производственного цикла монтажно-демонтажных работ при замене конструкций кровли вертолетом // Строительство и техногенная безопасность. Сб. науч. трудов. -Симферополь: НАПКС, 2013.- Вып. 45. - С. 90-96.
6. Гончаренко Д.Ф., Торкатюк В.И., Кобзев И.М. и др. Реконструкция промышленного здания с использованием вертолета МИ-10К //Промышленное строительство. 1984. №8. с.40-41.
7. Громов Н.Н., Мухордых Е.В., Овруцкий Е.А. и др. Экономика воздушного транспорта. М., «Транспорт», 1971, 246с.
8. Давыдов В.А. и др. Монтаж конструкций реконструируемых промышленных предприятий / В.А. Давыдов, А.Я. Конторчик, В.А. Шевченко. - М.: Стройиздат, 1987. - 208 с.
9. Несевря П.И. «Обоснование выбора метода замены плит покрытия при реконструкции одноэтажных промышленных зданий»: Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. - Днепропетровск, 1991. - 125 с
10. Козловский В.Б., Паршенцев С.А., Ефимов В.В. Вертолет с грузом на внешней подвеске. Научное издание. - М.: Машиностроение - Полет, 2008. - 304 с.
11. Обоснование и выбор экономически эффективной организации применения вертолетов на строительно-монтажных работах. - Краснодар: ГНИИГА, 1987. - 20 с.
12. Реконструкщя промислових та цив№них будiвель. Навчальний поабник / А.М. Березюк, В.Т. Шаленний, К.Б. Дшарев, О.О. Кириченко. ПДАБА, 2010. - м. Дшпропетровськ, ТОВ «ЕНЕМ», 2010. -184 с.
13. Реконструкция промышленных предприятий. В 2т. Т2 / В.Д. Топчий, Р.А. Гребенник, В.Г. Клименко и др.; Под ред. В.Д. Топчия, Р.А. Гребенника. - М.: Стройиздат, 1990. - 623 с. - (Справочник строителя).
14. Реконструкция зданий сооружений / А.Л. Шагин, Ю.В. Бондаренко, Д.Ф. Гончаренко, В.Б. Гончаров: Под ред. А.Л. Шагина: Учеб. пособие для строит. спец. вузов. - М.: Высш. школа, 1991. - 352 с.
15. Скоков А.М., Козловский Л.Н., Гринюк О.Л. Опыт использования вертолета Ми-8мт для монтажа и демонтажа плит покрытия //Будiвництво Украни, 1998, №1, С.31-32.
