CC BY
61
технология строительных процессов. механизмы и оборудование
УДК 621.86
Б.В. Жадановский
НИУМГСУ
организация устойчивости подъемно-транспортных средств в строительном производстве
Изложены требования к установке грузоподъемных устройств (кранов). Приведены особенности установки в различных условиях их эксплуатации на строительных объектах. Рассмотрены алгоритмы расчета крановой устойчивости.
Ключевые слова: кран, устойчивость, откос выемки, тип грунта
В настоящее время в современной строительной промышленности широко применяются как параллельный, так и последовательный методы производства строительно-монтажных работ. В крупных городах Российской Федерации увеличиваются объемы использования подземного пространства. В связи с этим экономически целесообразно совмещать производство земляных и отдельных видов строительно-монтажных работ с целью снижения общей продолжительности строительства. Не следует забывать, что производство работ требует применения подъемно-транспортных средств (автомобильных кранов, кранов на пневмо- и гусеничном ходу) [1, 2].
В этом случае требования нормативных документов, касающиеся безопасности производства работ, подлежат неукоснительному исполнению, так как их несоблюдение особенно часто приводит к аварийным ситуациям и травматизму [3, 4]. Организационно-технологические решения при разработке проектной документации и производстве земляных и строительно-монтажных работ должны основываться в первую очередь на устойчивости грузоподъемных средств, аварии которых влекут за собой появление опасных факторов, ведущих к повышению трудоемкости и материалоемкости земляных и строительно-монтажных работ, а в некоторых случаях — к восстановлению разрушенных во время аварий уже возведенных строительных конструкций и ремонту подъемно-транспортных средств [5—7].
особое внимание занимает обеспечение безопасности строительного производства при строительстве сложных и уникальных объектов. Важным является сбор сведений об условиях производства строительно-монтажных работ на реконструируемых объектах, объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и технологические схемы основного производства объекта, подлежащего строительству, с разбивкой на отдельные узлы; разработка мероприятий по защите территории строительства от неблагоприятных природных явлений и геологических процессов и этапы их выполнения [8—11].
нормативными документами не предусматривается возникновение опасных зон от падения крана и его отдельных узлов, поэтому обеспечение устойчивости крановых механизмов является неотъемлемой частью организационно-технологического проектирования.
необходимым условием обеспечения безопасного производства работ на строительной площадке является крановая устойчивость. При полном техническом освидетельствовании крановые механизмы должны подвергаться испытаниям на устойчивость.
крановая устойчивость зависит от многих параметров, в т.ч. от компенсации действий на подъемно-транспортный механизм опрокидывающих сил (рабочей нагрузки), восстанавливающихся от влияния собственного веса крана. устойчивость рассчитывается в любых неблагоприятных условиях, учитывая в т.ч. ветровую нагрузку и уклон пути как в рабочем, так и в нерабочем состоянии. она определяется в зависимости от фактического положения крана с помощью коэффициентов грузовой (рис. 1, а) и собственной (рис. 1, б) устойчивости.
данные коэффициенты рассчитываются с использованием следующих показателей:
• масс крана, стрелы, стрелового оборудования и наибольшего рабочего груза;
• расстояния от оси вращения крана до центра тяжести подвешенного наибольшего рабочего груза при установке крана на горизонтальной плоскости;
• расстояния от оси вращения крана до ребра опрокидывания;
• расстояния от плоскости, проходящей через ось вращения крана параллельно ребру опрокидывания до центра тяжести крана;
• расстояния от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза;
• расстояния от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура;
• расстояния от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура;
• скоростей подъема груза, передвижения крана;
• горизонтального и вертикального перемещения оголовка стрелы;
• частоты вращения;
• времени неустановившегося режима работы механизмов подъема (пуск, торможение), передвижения (пуск, торможение), изменения вылета стрелы (пуск, торможение), поворота крана (пуск, торможение);
• динамического давления ветра, действующего перпендикулярно ребру опрокидывания и параллельно плоскости, на которой установлен кран, на подветренную площадь крана и т.д. [12, 13].
При движении крана допускаемая масса перемещаемого груза зависит от длины стрелы крана и ее положения по отношению к направлению движения крана, при этом перемещение груза должно производиться на минимальном вылете.
5/2016
б
Рис. 1. Схемы расчета устойчивости крана: а — грузовой; б — собственной; О — вес крана, Н; с — расстояние от центра тяжести крана до оси его вращения, м; к — расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м; а — угол наклона пути; Ь — расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м; Q — предельный вес груза, Н; а — расстояние от оси вращения крана до центра тяжести подвешенного предельного рабочего груза для крана, установленного на горизонтальной плоскости, м; р, р1 — расстояние от линии действия силы ветра до ребра опрокидывания, м; к — расстояние от головки стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м; Н—расстояние от головки стрелы до центра тяжести подвешенного груза в его наинизшем над уровнем земли положении; Ш, Ш, Ш2 — силы давления ветра, действующего параллельно плоскости, на которую установлен кран, на подветренную площадь крана в рабочем состоянии, на подветренную площадь груза и на подветренную площадь крана в нерабочем состоянии, соответственно
Основание, по которому перемещается кран с грузом, должно иметь твердое покрытие, выдерживающее без просадки удельное давление не менее величин, указанных в паспорте крана или инструкции по его эксплуатации. Основание должно быть ровным и иметь уклон не более, чем указанно в инструкции по эксплуатации крана [14].
Перемещение груза краном целесообразно производить на высоте не более 0,5 м над поверхностью земли с удерживанием груза от раскачивания и разворота с помощью оттяжек. Движение крана с места при раскачивающемся на крюке грузе не допускается. При трогании крана необходимо предварительно остановить раскачивающийся груз.
Данные по грузоподъемности кранов и уклону основания, при котором допускается перемещение кранов, приведены в инструкциях по их эксплуата-
а
ции. При подъеме груза следует исключить случаи использования крана для подтаскивания грузов.
Как показывает практика, на строительной площадке всегда необходимо следить за возможностью обрушения откоса земляного сооружения (траншеи, котлована и т.д.). Предотвратить обрушение откоса можно путем проектирования его величины с учетом строительных свойств грунта. крутизна откосов, выраженная через отношение высоты откоса Н к его проекции на горизонтальную плоскость В — заложению откоса, зависит от глубины выемок и видов разрабатываемого грунта на строительной площадке.
Рекомендуемая наибольшая допустимая крутизна откосов выемок в грунтах естественной влажности приведена в таблице.
Наибольшая допустимая крутизна откосов выемок в грунтах естественной влажности (отношение высоты откоса к его заложению)
Виды грунтов Крутизна откоса при глубине выемки не более
1,5 3 5
насыпные неуплотненные 1 : 0,67 1 : 1 1 : 1,25
Песчаные и гравийные 1 : 0,5 1 : 1 1 : 1
Супесь 1 : 0,25 1 : 0,67 1 : 0,85
Суглинок 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,75
Глина 1 : 0 1 : 0,25 1 : 0,5
Лессы и лессовидные 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,5
Опасные условия работы часто возникают при оползнях грунта в котлованах, осадке оснований под строительными лесами, обрыве проводов электролиний, обрушении штабелей сыпучих материалов и подобных случаях [15]. При укладке подкрановых путей вблизи котлованов и траншей должно быть выдержано допустимое расстояние I от верхнего строения пути (конца шпалы) до подошвы откоса выемки (рис. 2).
Рис. 2. Схема установки крана на бровке котлована или траншеи: 1 — балласт под пути башенного крана; 2 — призма обрушения; 3 — линия естественного откоса.
Это расстояние зависит от глубины выемки, коэффициента заложения откоса, который имеет следующие значения: для насыпных, песчаных, гравийных грунтов — 0,8; супесчаных грунтов — 0,5; суглинистых — 0,4; глинистых грунтов — 0,3 [16, 17].
Библиографический список
1. Соколов Г.К., Гончаров А.А. Технология возведения специальных зданий и сооружений. М. : Academia, 2005. 343 с. (Высшее профессиональное образование. Строительство).
2. Строительство и реконструкция зданий и сооружений городской инфраструктуры / под общ. ред. В.И. Теличенко. М. : МГСУ ; Изд-во АСВ, 2009. Т. 1: Организация и технология строительства. 519 с.
3. Чередниченко Н.Д. Моделирование строительного процесса на этапе предпро-ектной подготовки строительства // Инженерный вестник Дона. 2012. Т. 22. № 4—1 (22). Ст. 174.
4. Чулков В.О., Кузина О.Н. функциональное моделирование строительного переустройства непроизводственных объектов // Вестник МГСУ 2012. № 9. С. 251—258.
5. Казарян Р.Р., Никольская О.Ю. Сертификация средств механизации ручного труда и транспортирования строительных грузов // Промышленное и гражданское строительство. 2008. № 10. С. 51.
6. Ширшиков Б.Ф., Акулич В.В. Выбор рационального комплекса строительных машин для выполнения восстановительных работ // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 11. С. 76—78.
7. Ширшиков Б.Ф., Акулич В.В. Модель оценки рационального выбора организационно-технологических решений при проведении восстановительных работ // Промышленное и гражданское строительство. 2011. № 9. С. 33—35.
8. Абрамов Л.И., Абрамов И.Л. Моделирование технологических процессов строительства малоэтажных жилых зданий // Жилищное строительство. 2007. № 5. С. 1—3.
9. Афанасьев А.А., Матвеев Е.П., Монастырев П.В. Индустриальные методы облицовки фасадов зданий при их утеплении // Промышленное и гражданское строительство. 1997. № 6. С. 49.
10. Джалилов Ф.Ф., Киевский Л.В. Разработка организационных решений по созданию объектов строительства и их экспертиза: проблемы и подходы // Промышленное и гражданское строительство. 1995. № 4. С. 24.
11. Ершов М.Н., Ширшиков Б.Ф. Реконструкция общественных зданий без остановки их эксплуатации // Промышленное и гражданское строительство. 2004. № 5. С. 57—58.
12. Вильман Ю.А., Степанов М.А. Дистанционно-управляемые манипуляторы // Механизация строительства. 2006. № 1. С. 3—8.
13. Вильман Ю.А., Каган П.Б. Совершенствование уровня механизации и автоматизации технологий монтажа конструкций // Естественные и технические науки. 2014. № 11—12 (78). С. 397—398.
14. Чирва М.А. Повышение качества разработки проектов производства работ // Транспортное строительство. 2015. № 8. С. 27—29.
15. Марголин В.М. Метод определения основных технологических параметров инъекции вязких растворов в песчаные грунты // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 5. С. 52—53.
16. Справочник строителя. Строительное производство: в 3-х т. М. : Стройиздат, 1989. Т. 2. Организация и технология работ. 527 с.
17. Епифанов С.П., Поляков В.И. Пневмоколесные и гусеничные краны. М. : Высшая школа, 1985. 312 с.
Поступила в редакцию в июле 2015 г.
Об авторе: Жадановский Борис Васильевич — кандидат технических наук, старший преподаватель, профессор кафедры технологии и организации строительного производства, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (ННУ МГсУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, kuzhinmf@mail.ru.
Для цитирования: Жадановский Б.В. Организация устойчивости подъемно-транспортных средств в строительном производстве // Вестник МГСУ 2016. № 5. С. 52—58.
B.V. Zhadanovskiy
STABILITY CONTROL OF ELEVATING-TRANSFER VEHICLES IN THE CONSTRUCTION
The underground space is widely used in the construction in big cities of the Russian Federation. These works need the use of elevating-transfer vehicles. In this case the requirements of norms and regulations on operating safety should be strictly observed, because their breach often leads to emergency situations and injuries. The organizational and technological solutions when developing the design documentation and executing construction and assembly works should be primarily based on the stability of lifting facilities.
The author states the requirements to installation of lifting tackles (cranes). The features of their installation in different operation conditions on construction sites are described. The crane stability depends on many different indicators, which are considered by the author. The calculation algorithms of crane stability are offered.
Key words: crane, stability, cut slope, soil type
References
1. Sokolov G.K., Goncharov A.A. Tekhnologiya vozvedeniya spetsial'nykh zdaniyi sooru-zheniy [Technology of Constructing Special Buildings and Structures]. Moscow, Academia Publ., 2005, 343 p. (Vysshee professional'noe obrazovanie. Stroitel'stvo [Higher Professional Education. Construction]) (In Russian)
2. Telichenko V.I., editor. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya zdaniy i sooruzheniy gorodskoy infrastruktury [Construction and Reconstruction of Buildings and Structures of City Infrastructure]. Moscow, MGSU Publ.; ASV Publ., 2009, vol. 1: Organizatsiya i tekhnologiya stroitel'stva [Organization and Technology of the Construction]. 519 p. (In Russian)
3. Cherednichenko N.D. Modelirovanie stroitel'nogo protsessa na etape predproektnoy podgotovki stroitel'stva [Simulation of a Construction Process on the Stage of Pre-design Preparation of the Construction]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Journal of Don]. 2012, vol. 22, no. 4—1 (22), article 174. (In Russian)
4. Chulkov V.O., Kuzina O.N. Funktsional'noe modelirovanie stroitel'nogo pereustroys-tva neproizvodstvennykh ob"ektov [Functional Modeling of Redevelopment of Non-industrial Buildings]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 9, pp. 251—258. (In Russian)
5. Kazaryan R.R., Nikol'skaya O.Yu. Sertifikatsiya sredstv mekhanizatsii ruchnogo truda i transportirovaniya stroitel'nykh gruzov [Certification of the Mechanization Means of Hand Labour and Transportation of Construction Loads]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2008, no. 10, p. 51. (In Russian)
6. Shirshikov B.F., Akulich V.V. Vybor ratsional'nogo kompleksa stroitel'nykh mashin dlya vypolneniya vosstanovitel'nykh rabot [Choosing the Justified Complex of Construction Machinery for Reconstruction Works]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2010, no. 11, pp. 76—78. (In Russian)
7. Shirshikov B.F., Akulich V.V. Model' otsenki ratsional'nogo vybora organizatsionno-tekhnologicheskikh resheniy pri provedenii vosstanovitel'nykh rabot [Assessment Model of the Rational Choice of Organizational and Technological Solutions for Reconstruction Works]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2011, no. 9, pp. 33—35. (In Russian)
8. Abramov L.I., Abramov I.L. Modelirovanie tekhnologicheskikh protsessov stroitel'stva maloetazhnykh zhilykh zdaniy [Simulation of Technological Construction Processes of Low-rise Residential Buildings]. Zhilishchnoe stroitel'stvo [Residential Construction]. 2007, no. 5, pp. 1—3. (In Russian)
9. Afanas'ev A.A., Matveev E.P., Monastyrev P.V. Industrial'nye metody oblitsovki fasa-dov zdaniy pri ikh uteplenii [Industrial Methods of Facing Building Facades and Their Heat Insulation]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 1997, no. 6, pp. 49. (In Russian)
10. Dzhalilov F.F., Kievskiy L.V. Razrabotka organizatsionnykh resheniy po sozdaniyu ob"ektov stroitel'stva i ikh ekspertiza: problemy i podkhody [Development of Organizational Solutions on Construction Objects' Creation and Their Expertise: Problems and Approaches]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 1995, no. 4, p. 24. (In Russian)
11. Ershov M.N., Shirshikov B.F. Rekonstruktsiya obshchestvennykh zdaniy bez osta-novki ikh ekspluatatsii [Reconstruction of Public Buildins without Stopping Their Operation]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2004, no. 5, pp. 57—58. (In Russian)
12. Vil'man Yu.A., Stepanov M.A. Distantsionno-upravlyaemye manipulyatory [Remote-Controlled Manipulative Devices]. Mekhanizatsiya stroitel'stva [Mechanization of the Construction]. 2006, no. 1, pp. 3—8. (In Russian)
13. Vil'man Yu.A., Kagan P.B. Sovershenstvovanie urovnya mekhanizatsii i avtomatizat-sii tekhnologiy montazha konstruktsiy [Advancing the Mechanization and Automation Level of Construction Installation Technologies]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and Technical Chiences]. 2014, no. 11—12 (78), pp. 397—398. (In Russian)
14. Chirva M.A. Povyshenie kachestva razrabotki proektov proizvodstva rabot [Increasing the Quality of the Development of Work Performance Projects]. Transportnoe stroitel'stvo [Transport Construction]. 2015, no. 8, pp. 27—29. (In Russian)
15. Margolin V.M. Metod opredeleniya osnovnykh tekhnologicheskikh parametrov in"ektsii vyazkikh rastvorov v peschanye grunty [Method of Determining the Main Technological Parametres of Cementing Mortar Injections into Sandy Soils]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2013, no. 5, pp. 52—53. (In Russian)
16. Spravochnik stroitelya. Stroitel'noe proizvodstvo [Reference Book of a Constructor. Construction Operations]. In 3 volumes. Moscow, Stroyizdat Publ., 1989, vol. 2. Organizatsiya i tekhnologiya rabot [Organization and Technology of Operations]. 527 p. (In Russian)
17. Epifanov S.P., Polyakov V.I. Pnevmokolesnye i gusenichnye krany [Rubber-Tire and Caterpillar Cranes]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1985, 312 p. (In Russian)
About the author: Zhadanovskiy Boris Vasil'evich — Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer, Professor, Department of Technology and Organization of Construction Operations, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; kuzhinmf@ mail.ru.
For citation: Zhadanovskiy B.V. Organizatsiya ustoychivosti pod"emno-transportnykh sredstv v stroitel'nom proizvodstve [Stability Control of Elevating-Transfer Vehicles in the Construction]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2016, no. 5, pp. 52—58. (In Russian)
