CC BY
9Раздел 5. Проблемы организации строительства
УДК 656.7.025:53
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕРТОЛЕТА ПУТЕМ ИЗУЧЕНИЯ МОРФОЛОГИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ
Балакчина О.Л.
Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение), КФУ им. В.И. Вернадского, 295943 г. Симферополь, ул. Киевская, 181; e-mail: 79787436953@mail.ru
Аннотация. Проведен анализ организационно-технических решений для поиска резервов сокращения времени, предложены схемы по рациональной организации подготовительного и организационно-технологического процессов монтажно-демонтажных работ по замене плит покрытия с использованием вертолета. Установлена структура и взаимосвязь отдельных элементов организации технологического процесса.
Ключевые слова: реконструкция, замена плит покрытия, вертолет.
ВВЕДЕНИЕ
Реконструкция действующих промышленных зданий в данный момент времени является формой обновления и модернизации технологического потенциала производственной отрасли. Это обусловлено высокой степенью физического износа основных несущих конструкций.
Технологические процессы, протекающие в промышленных зданиях, крайне разнообразны, и именно этим они отличаются от гражданских зданий. В промышленных зданиях нередко выделяются агрессивные вещества, разрушающие конструкции быстрее, чем в обычных условиях. При этом элементы покрытия промышленных зданий подвергаются интенсивному воздействию высоких температур, агрессивной воздушно-газовой среде и конденсату, а также динамическим нагрузкам, что приводит к интенсивному физическому износу и, далее, к аварийному состоянию конструкций. К замачиванию железобетонных плит и к коррозии бетона приводит разрушение мягкой кровли. Воздействие всех этих неблагоприятных факторов однозначно приводит к возможному обрушению плит покрытия и, как следствие, к необходимости замены конструкций покрытия на более легкие элементы на основе металлоконструкций, например, сэндвич-панели. При этом другие элементы несущего каркаса, включая стропильные и подстропильные элементы крыши, остаются в нормальном состоянии, обеспечивающем дальнейшую длительную безаварийную эксплуатацию реконструируемого промышленного объекта.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Замена элементов покрытия производственных цехов это преимущественно распространённый и трудоемкий процесс при реконструкции промышленных зданий. Трудоемкость работ по замене покрытий может достигать 50-55 % от общей трудоемкости реконструкции промышленного здания [1]. Ввиду этого, возникает потребность в разработке и внедрении высокопроизводительных технологий по замене элементов покрытия, обеспечивающих эффективное выполнение монтажно-демонтажных работ (МДР) в специфических условиях реконструкции промышленных зданий. Принимая во внимание сложность и неоднородность условий реконструкции, актуальным становится развитие методики формирования рациональных организационно-технологических решений по замене покрытий. Из анализа опыта реконструкции промышленных зданий, для механизации МДР по замене несущих плит покрытия наиболее применимы самоходные стреловые, кабельные, крышевые краны, установщики мостового типа и вертолеты [5].
В настоящее время вертолеты находят все большее распространение при реконструкции в условиях действующего предприятия [4], а также в различных областях народного хозяйства, в том числе и в промышленном строительстве при сооружении нефте- и газопроводов, мостов, при подъеме стальных дымовых труб, опор линий электропередачи, оборудования систем для очистки газов [2, 3] и т. д.
В связи с чем, выбор рациональной технологии и организации реконструкционных работ по замене сборных элементов покрытий производственных зданий, в том, числе, и с использованием летательных аппаратов, до сих пор остается актуальной научно-прикладной задачей.
ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
Целью статьи является конкретизация особенностей процесса, изучение и совершенствование структуры и взаимосвязи отдельных элементов организационно -технологических решений и поиска на этой основе резервов сокращения времени монтажно-демонтажных работ в проектах реконструкции одноэтажных промышленных зданий, прежде всего, в части применения вертолета.
Достижения поставленной цели можно добиться за счет изучения и моделирования структуры рационального технологического процесса монтажно-демонтажных работ для поиска резервов сокращения времени выполнения этих работ.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
К эффективному применению вертолета на монтажно-демонтажном цикле по замене элементов покрытия надо готовиться. Для повышения эффективности производства монтажно-демонтажных работ с использованием вертолета следует стремиться к согласованности технологических решений с реальными условиями реконструкции объекта. Тщательная проработка проекта производства работ (ПНР), подборка рациональной технологии организации строительно-монтажных работ и финансирование, являются важными элементами для сопоставления затраты на высокоскоростное выполнение МДР и окупаемость, в том числе, за счет сокращения сроков строительства. И это уже стратегия.
Применение технических возможностей снижения стоимости вертолетного монтажа за счет рационального расположения промежуточных складов для конструкций и внешней стесненности объектов реконструкции [6, 7], в частности сокращения числа его холостых перегонов, это уже тактика. Ее действенность формируется еще при подготовке к вертолетному монтажу с учетом двухсторонней координации всего комплекса наземных и воздушных монтажно-демонтажных операций.
Еще одним из вариантов для снижения стоимости вертолетных монтажно-демонтажных работ является сокращение летного времени выполнения этих работ.
Благодаря личному производственному опыту по проектированию технологических процессов, полученного в фирме «Аэроспецмонтаж», в 1996 — 2003 годах сформированы возможные варианты рациональной организации подготовительного цикла и технологического процесса монтажно-демонтажных работ по замене плит покрытия с использованием вертолета, представленные на рисунках 1 и 2.
Как показывает производственный опыт, все работы подготовительного цикла должны быть полностью завершены до прилета вертолета на объект реконструкции. Как видно из рисунка 1, при организации подготовительного цикла необходимо максимально полно выполнить ряд мероприятий, включающих:
— детальную разработку и согласование ППР с авиапредприятием, которое будет выполнять МДР на объекте, заключение договора на аренду вертолета;
— устройство взлетно-посадочной площадки, где осуществляется техническое обслуживание и заправка вертолета;
— устройство пункта заправки вертолета с доставкой авиатоплива;
— устройство в непосредственной близости от объекта реконструкции (200 — 300 м) базисного и промежуточных складов, для максимальной загрузки вертолета;
— разработку ловителей и фиксирующих устройств, а также их подготовка к работе, для более быстрой и точной установки элемента покрытия, что позволит сократить продолжительность монтажно-демонтажного цикла, оплачиваемое летное время и, как следствие, расход авиационного топлива;
— комплектование наземной специально обученной бригады монтажников для выполнения МДР с применением вертолета, прошедших обучение в центре по повышению квалификации в области вертолетного монтажа;
— обеспечение специальной двухсторонней радиосвязи между монтажниками и вертолетом, объектом и всеми площадками;
— постоянную механизированную уборку выбросов производственной пыли на кровле,
— снятие рулонного настила кровли с вырубкой стяжки и разборкой утеплителя, разрушение монолитных стыков между панелями покрытия при помощи отбойных молотков или другой техники;
— монтаж дополнительных распорок между фермами, для обеспечения их устойчивости, до срезки соединений плит покрытия всего пролета;
— срезку закладных деталей и пробная подвижка несущей панели покрытия на 20-30 мм с целью проверки полной срезки сварочного шва между железобетонной плитой и фермой, балкой;
— устройство временного крепления панелей покрытия до момента их демонтажа, установка металлических стопорных клиньев с торца плит;
— установку защитных экранов над оборудованием, по нижним поясам ферм в связи с непрерывным технологическим процессом в цеху;
— строповку демонтируемых несущих панелей покрытия (10 — 20 шт.) через пробиваемые отверстия, в обхват плит с помощью специальных траверс, если требуется произвести усиление конструкции;
— доставку подлежащих монтажу стальных щитов на промежуточные склады и их предварительная строповка (10 — 20 шт.);
— тренировочные полеты, которые помогут четко скоординировать совместные действия, совершаемые экипажем вертолета и наземной бригадой монтажников.
Разработка ППР
Устройство взлетно-посадочной и складских площадок
Вырубка стяжки и разборка утеплителя
Разработка ловителей и фиксаторов
Разрушение монолитных стыков несущих панелей покрытия
Устройство пункта заправки для вертолета
Доставка топлива в пункт заправки вертолета
Комплектование -наземной бригады
Обеспечение связи вертолета с монтажной и грузовой площадками
Срезка закладных деталей несущих панелей покрытия
Пробная подвижка несущих панелей покрытия
Устройство временного крепления несущих панелей покрытия
Подготовка демонтируемых несущих панелей покрытия к строповке
Обеспечение связи вертолета с наземной монтажной бригадой
Подготовка монтируемых стальных щитов покрытия к монтажу
Снятие рулонного настила кровли
Доставка монтируемых стальных щитов покрытия на базисный склад
Тренировочный полет
Рис. 1. Схема рациональной организации подготовительного цикла (до вызова крана-вертолета)
Произведя анализ модели организации подготовительного цикла (рис.1), можно выделить основной резерв для сокращения времени выполнения этих работ, это процесс строповки и расстроповки конструкций покрытия. До начала работ нужно иметь в наличие запас подготовленных к демонтажу панелей покрытия и монтажу стальных щитов покрытия.
Взлет вертолета с посадочной площадки и набор высоты горизонтального полета
Рис. 2. Схема рациональной организации основного технологического процесса монтажно-демонтажных работ по замене плит покрытия (НПП — несущая панель покрытия, СЩП — стальной щит
покрытия)
За одну заправку вертолета в среднем демонтирует 10-15 шт. плит покрытия, размером 3^6 м, для чего используется 40-60 шт. двухпетлевых стропов. Каждая демонтируемая плита крепится к внешней подвеске вертолета четырьмя стропами, при этом один конец двухпетлевого стропа крепится на «удавку» за ребро плиты, через пробитое отверстие, а другой — к крюку внешней подвески вертолета. В целях сокращения времени зависания вертолета над демонтируемым несущим элементом кровли все четыре конца стропа, не прикрепленных к
конструкции, необходимо предварительно собрать в одно кольцо при помощи тонкой вяжущей проволоки, что позволит ускорить строповку плиты к крюку внешней подвески.
Чтобы ускорить процесс строповки стальных щитов покрытия целесообразно использовать траверсу в виде фермочки. К ней будут прикреплены четыре стропа, на концах которых расположены крюки с защелкой, для соединения с двухпетлевыми стропами, которые крепятся к петлям стального щита на «удавку». Для уменьшения веса и парусности металлического щита, размером 3*12 м, от индуктивного потока несущего винта вертолета, необходимо предусмотреть разную длину строп, по одну сторону щита, чтобы создать угол наклона 30 . С целью создания нужного угла строповочные петли на щитах привариваются также под углом 30 .
Проанализировав схему организации технологического процесса монтажно-демонтажных работ по замене плит покрытия можно выявить наиболее эффективные варианты (см. рис. 2). Однако, в целях повышение эффективности производства этих работ, по возможности, реконструкция цеха должна быть организована без остановки основного производства, посекционно на отдельных участках.
ВЫВОДЫ
Одним из резервов сокращения времени монтажно-демонтажного цикла реконструкции является обеспечение бесперебойной работы вертолета и исключения технологических простоев. Для этого демонтаж плит покрытия следует чередовать с монтажом новых конструкций, оптимально после демонтажа 20 железобетонных плит начинать монтаж металлических щитов. При этом последовательность демонтажа плит покрытия определяется индивидуально для каждого объекта с учетом конкретных объемно-планировочных решений, а также технического состояния этих плит. А если на смонтированной части покрытия, с целью складирования, размещать стальные щиты, то можно достичь сокращения летного времени. В целом технологическая схема демонтажа конструкций соответствует набору основных операций по монтажу, выполняемых в обратном порядке.
Немаловажную роль играет правильный выбор летно-технических характеристик вертолета, в каждом конкретном случае надо учесть вес, форму, габариты ветровой поверхности конструкции, длину внешней подвески, условия и сроки выполнения МДР, а также степень загрузки.
Проанализировав морфологию отдельных элементов организационно-технологических решений, показана возможность сокращения времени общего цикла в проектах реконструкции. Обеспечение эффективности использования вертолета при выполнении работ находятся в прямой зависимости от умения грамотно учесть его летно-технические характеристики и организационно-технологический уровень подготовки строительных и проектных работ.
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Дальнейшее развитие данной работы будет заключаться в уточнении границ области рационального применения предлагаемой технологии и организации работ в процессе имитационного моделирования возможных вариантов реконструкции на отобранных объектах-представителях с использованием методов математико-статистической обработки результатов ожидаемой эффективности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гречишкина, Е.В. Монтажно-демонтажные работы при реконструкции покрытий зданий / Е.В. Гречишкина // Науковий вюник будiвництва : зб. наук. пр. - Харюв : ХТУБА, 2005. - Вип. 31. - С. 47-50.
2. Деревянко, В.С. Применение авиации в отраслях экономики [Текст] / В.С. Деревянко. — Краснодар: Сов. Кубань, 2002. — 488 с.
3. Козловский, В.Б. Вертолет с грузом на внешней подвеске [Текст] / В.Б. Козловский, С.А. Паршенцев, В.В. Ефимов. — М.: Машиностроение — Полет, 2008. — 304 с.
4. Скоков, А.М. Опыт использования вертолета Ми-8мт для монтажа и демонтажа плит покрытия [Текст] / А.М. Скоков, Л.К. Козловский, О.Л. Гринюк // Будiвництво Украши, 1998. — №1. — С.31-32.
5. Топчий, В. Д. Реконструкция промышленных предприятий. В 2т. Т2 [Текст] / 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).
6. Шаленный, В.Т. Интенсификация использования вертолетов для замены конструкций покрытия зданий промышленного назначения [Текст] / В.Т. Шаленный, О.Л. Балакчина // Строительные материалы, оборудование, технологи XXI века, 2017. — №3-4. — С.29-31.
7. Балакчина О.Л. Подходы к совершенствованию организации проектирования и реализации рациональной технологии монтажно-демонтажных работ с использованием вертолетов / О.Л. Балакчина // Экономика строительства и природопользования. - 2018. - № 2(69). - С. 124128.
IMPROVING TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR RECONSTRUCTION WITH THE USE OF A HELICOPTER BY LEARNING THE MORPHOLOGY OF THE PREPARATORY AND
MAIN PROCESSES
Balakchina O.L.
V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea
Annotation. The analysis of organizational and technical solutions for the search for reserves to reduce time has been carried out. Schemes have been proposed for rational organization of preparatory and organizational-technological processes of assembly and dismantling works on replacement of coating plates using a helicopter. The structure and interrelation of individual elements of the organization of the technological process is established. Key words: reconstruction, replacement of slabs, helicopter.
