Временная модель производственного цикла монтажно-демонтажных работ при замене конструкций кровли вертолетом Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

РАЗДЕЛ 5.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО

СТРОИТЕЛЬСТВА

УДК 656.7.025:53 Балакчина О.Л., ассистент

Национальная академия природоохранного и курортного строительства

ВРЕМЕННАЯ МОДЕЛЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА МОНТАЖНО-ДЕМОНТАЖНЫХ РАБОТ ПРИ ЗАМЕНЕ КОНСТРУКЦИЙ КРОВЛИ

ВЕРТОЛЕТОМ

Проведено сравнение двух временных моделей продолжительности выполнения работ при реконструкции кровли. Рассмотрены возможные варианты протекания монтажно-демонтажных работ и сокращения времени их выполнения. Разработанная математическая модель технологического процесса по замене плит покрытия позволяет увеличить эффективность их выполнения.

Ключевые слова: реконструкция, строительство, замена плит покрытия, монтаж, демонтаж, вертолет

Введение

Очень велики стоимостные затрат на доставку и монтаж строительных конструкций вертолетами по сравнению с другими видами транспорта. Как правило, это связано с большими эксплуатационными затратами и высокой стоимостью летного часа вертолета. На затраты летного времени оказывает большое влияние организация работ и продолжительность их выполнения. Поэтому целесообразность применения вертолета, для выполнения какой либо работы должно быть обосновано предварительными расчетами.

При проведении монтажно-демонтажных при замене плит покрытия можно выделить повторяющиеся циклы. Проанализировав эти технологические циклы можно выделить этапы, встречающиеся при выполнении монтажно-демонтажных работ: взлет, посадка, перелет к месту монтажа и на грузовую площадку.

Продолжительность выполнения каждого этапа монтажно-демонтажных работ рассчитывается на основе математического моделирования технологического процесса монтажно-демонтажных работ.

Общие затраты времени на выполнение монтажно-демонтажных работ при реконструкции кровли определяем как сумму времени, необходимого для выполнения заданного объема работ.

Построение модели для определения продолжительности производственного цикла производится по следующим этапам полета:

- взлет до высоты зависания;

- набор высоты горизонтального полета;

- горизонтальный полет без груза;

- горизонтальный полет с грузом;

- посадка;

- перелет от посадочной площадки к грузовой или складирования;

- снижение с высоты горизонтального полета до высоты начала работ;

- набор высоты горизонтального полета после окончания работ;

- строповка и расстроповка конструкции;

- укладка конструкции в проектное положение;

- демонтаж конструкции.

Анализ публикаций Вопросы эффективного использования вертолетов при производстве работ в условиях реконструкции рассматриваются в таких работах, как справочник «Реконструкция

промышленных предприятий» [5] под редакцией В.Д. Топчия. Также этот вопрос освещен в трудах Барона Р.И. [1], Белякова Ю.И., Снежко А.П. [2], Гончаренко Д.Ф., ТоркатюкВ.И. [3]. В выше перечисленных работах не рассматриваются вопросы эффективного применения вертолетов на строительно-монтажных работах. В работе Загнитко В.Н. [4] проведен организационно-технологический анализ применения вертолета на строительстве линейных объектов, например, при строительстве электросетевых объектов. Приведена модель расчета продолжительности производственного цикла. Однако в работе не рассматривается строительство сосредоточенных объектов, примером строительства которых являются реконструируемые промышленные здания.

Цель и постановка задач исследования

Цель - повышение эффективности монтажно-демонтажных работ и сокращение сроков работ при реконструкции промышленных зданий с заменой плит покрытия вертолетом.

Достижение поставленной цели осуществляется на основе решения следующих задач:

- провести анализ и моделирование производственного процесса монтажно-демонтажных работ;

- разработать и проанализировать математическую модель технологического процесса по замене плит покрытия с применением вертолета для сокращения времени его использования.

Методика исследований

Для решения задач используется метод математического моделирования монтажно-демонтажного процесса с использованием вертолета при реконструкции покрытия промышленных зданий.

Результаты и их анализ

При построении схемы организации монтажно-демонтажных работ при реконструкции покрытия промышленных зданий рассмотрим два варианта расположения грузовой, складской и посадочной площадок, при этом посадочная площадка оборудована средствами заправки в обоих случаях:

- грузовая площадка и площадка складирования совмещены, а взлетно-посадочная площадка находится на удалении от них;

- грузовая площадка, площадка складирования и взлетно-посадочная площадки находятся на удалении друг от друга.

Модель расчета продолжительности выполнения работ при реконструкции кровли в случае совмещении грузовой и складской площадок будет иметь вид (рис.1).

Рис. 1. Схема организации работ с использованием вертолета при совмещении грузовой площадки и площадки складирования

Для данной модели, технологический процесс замены плит покрытия может протекать по нескольким вариантам. Рассмотрим два основных варианта. Вариант первый, вертолет направляется к объекту реконструкции и начинает выполнение работ. Вариант второй, вертолет после взлета перемещается к грузовой и площадке складирования, откуда и начинает технологический цикл.

Если работы по демонтажу и монтажу при реконструкции кровли выполняются последовательно, то продолжительности технологических циклов будут иметь вид:

= Кзл + ^пер + + 1 мц )+ ^зап + ^пос > (О

1=1

¿ц2 = Кзл + 1пер + X ^мц + ^дц ) + Кап + ¿пос ' (?)

1=1

где 1взл - время взлета вертолета до высоты зависания, с; /'(е/; - время перемещения

вертолета к объекту, с; ^ - время перемещения вертолета к совмещенным площадкам, с;

1пц - время демонтажного цикла, с; I - время монтажного цикла 1зап - время полета на

заправку, с; 1пос - время посадки вертолета. Время взлета до высоты зависания:

I =1 +1 + —ш. + ^ СЗЧ

взл мг опр т/нв зав ' ^ '

зав

где 1мг - время переходного режима с малого газа на режим взлета, с; 1опр - время

опробование системы взлета, с; Нзав - высота контрольного зависания, м; — скорость

набора высоты контрольного зависания, м/с; tзaв - время контрольного зависания

Время перемещения вертолета до объекта реконструкции или до совмещенных площадок можно определить по формуле:

г =г , (4)

пер нгп гп' V !

где 1п ,п - время набора высоты горизонтального полета, с; I ,п - время горизонтального полета, с.

Время демонтажного цикла можно представить в виде формулы:

г. =гд + г + гтп +гг +гг +гг +

оц сн кв стр отр кв не гп

+ гсга + + Г" + Г + Г" +г +г

(5)

сн ' ' кв ' ' укл ' ' сн ' ' рас ' ' не ' ' гп

Х*

где сн - время снижения с высоты горизонтального полета до высоты выполнения

^нпп

демонтажных работ, с; кв - время зависания вертолета над объектом, с; стр - время

г

строповки несущей плиты покрытия, с; отр - время отрыва плиты с предварительным

Г

натяжением троса внешней подвески, с; кв - время контрольного зависания с грузом на внешней подвеске на высоте 5 м, с; нв - время набора высоты горизонтального полета с

^г ^скл

грузом, с; гп - время горизонтального полета с грузом на внешней подвеске, с; сн - время

^скл.г

снижения вертолета над площадкой складирования, с; кв - время зависания с грузом над

^нпп

площадкой складирования, с; укл - время укладки демонтированной плиты покрытия на 92

у вн

г

площадку складирования, с; сн - время снижения до высоты, позволяющей снять нагрузку с троса внешней подвески, с; - время расстроповки плиты покрытия, с;

- время набора высоты горизонтального полета без груза, с; 1гп - время

горизонтального полета без груза на внешней подвеске, с.

Составляющие по времени при выполнении монтажного цикла практически мало чем отличаются от демонтажного цикла и их можно представить в виде формулы:

= скл.щ ¡г ¡г

мц сн кв стр отр кв не гп /с\

+ Г +Грт +Г '

сн сн кв укл сн рас не гп

+ СКЛ.Щ

где 1СН - время снижения с высоты горизонтального полета до высоты зависания над грузовой площадкой, для выполнения строповки стального щита покрытия (СЩП), с;

. „ „ У СЩП

1кв - время зависания вертолета над грузовой площадкой, с; 1стр - время строповки и крепления оттяжек к СЩП, с; t^mp - время плавного натяжения троса внешней подвески и отрыва конструкции с грузовой площадки, с; /ду; - время контрольного зависания с грузом на внешней подвеске на высоте 5 м, с; - время набора высоты горизонтального полета с грузом на внешней подвеске, с; - время горизонтального полета со СЩП на внешней

V М

подвеске, с; 1СН - время снижения с высоты горизонтального полета до высоты выполнения

Г - верт

работ, с; 1СИ - время вертикального снижения вертолета и снятия статического напряжения со СЩП, с; - контрольное зависание вертолета над местом монтажа, с;

уСЩП ГТТТП " +вн

I укл - время наведения СЩП в проектное положение при помощи ловителеи, с; 1СН - время

„ „ . СЩП

снижения до высоты позволяющей стать нагрузку с троса внешней подвески, с; Трас - время расстроповки плиты покрытия, с; - время набора высоты горизонтального полета без груза, с; 1,п - время горизонтального полета без груза на внешней подвеске, с.

Продолжительность рабочего цикла вертолета зависит от количества топлива на его борту, поэтому во время технологического процесса надо учесть время на его заправку:

зап ту пос взл V /

пер

где Ьпер - расстояние перемещения вертолета, м; Vпср - скорость перемещения вертолета, м/с.

Технологический цикл заканчивается посадкой вертолета на взлетно-посадочной площадке. Время посадки вертолета можно представить в виде:

Т_Г

I + I /уч

ПОС ту 1 1яр> V/

ПОС

где Нзав - высота зависания над посадочной площадкой, м; Упос - вертикальная

скорость снижения вертолета при посадке, м/с.; 1пр - время приземления и уменьшения

общего шага несущего винта, с.

Однако для сокращения сроков проведения работ целесообразно объединить демонтажные и монтажные работы, в общий технологический цикл:

^ тц\ дц ^мц )' 7 = 1

^ тц2 ~ ^ мц ^дц )' 1=1

где /'Н((|, 1)пц2 - общие технологические циклы первого и второго варианта монтажно-демонтажных работ:

п

=гб + г + У?1 л+г + г ;

;«г/1 сн ке рц 1 не гп'

(8) (9)

протекания

/=1

(10) (П)

где V ,, /' 2 - объединенный рабочий цикл монтажно-демонтажных работ для

1 у 1

»н/ 2 сн кв рг/ 2 не гл '

/=1

первого варианта и второго соответственно:

^ = +, + г + г + г + гскл + + Г" + Г + Г" +

рц 1 стр отр кв не гп сн кв укл сн рас

¡сит г +г +г +г +г г

стр отр кв не гп сн сн

г.м ¡сщп + Г + г

кв укл сн рас

Xх о = Г1" + + ^ + ^ + ^ + Г + Грт + + Г1" + г +

рц 2 стр отр кв не гп сн сн кв укл сн

1сщп ¡нпп , ¡скл, Гп г Гп

рас стр отр ке не гп сн кв укл сн рас

(12)

(13)

В случае удаления площадки складирования, взлетно-посадочной и грузовой площадок друг от друга, модель продолжительности выполнения работ можно представить в виде (рис.2).

Грузовая площадка

А

Площадка складирования

<С

<С

О

Объект реконструкции

А

Взлетно-посадочная площадка и

средства заправки

Рис. 2. Схема организации работ с использованием вертолета при размещении грузовой площадки и площадки складирования на удалении друг от друга

Рассмотрим модель с удалением площадок друг от друга, где можно выделить два основных варианта протекания монтажно-демонтажных работ по замене плит покрытия. Первый вариант: вертолет со взлетно-посадочной площадки (ВПП) перемещается к объекту реконструкции, второй вариант - перемещение от ВПП к грузовой площадке.

В случае если по проекту производства работ, для второй модели (рис.2) требуется последовательное выполнение монтажно-демонтажных работ, то продолжительность технологических циклов для двух вариантов будет иметь вид:

Г2,=Г +?1 )+Г ; (14)

ц 1 езл яер V, оу мц/ зап пос ' V /

г=1

Г2 =Г + у(г )+Г + Г , (15)

ц 2 взл пер V, мц оц/ зап пос ' V /

г=1

-Ъ

где 1пер - время перемещения вертолета к грузовой площадке, с.

При параллельном ведение монтажно-демонтажных работ общие технологические циклы примут вид:

г2,=у(гл+г )=гд + Г ; (16)

тц 1 у оц мц / сн кв /—¡рц 1 не ги ' V /

г=1 г=1

¿2 ,=у(г + /Ч + У>29+? + Г , (17)

ту2 у мц оц / сн кв рц2 не гп ? V /

г=1 г=1

2 2

где , - объединенные рабочие циклы:

е =гит+г +гаа +Гкл-г +Г" +Г +Г" +

рц 1 стр отр кв не гп сн кв укл сн рас

гъ + ■ (18)

пер сн кв стр отр кв не гп сн сн ' V /

_ +г-М I / сщп /6И , сщп

кв укл сн рас

е 9 = гщп + г + г + г + г + грт + г-м + гщп +

рц 2 стр отр кв не гп сн сн кв укл

Г ,сщп Гп , Гп, Гп /19Ч

сн рас стр отр кв не гп сн кв укл ' \ /

Г Гп ,3

сн рас пер

где = г + г . (20)

м яер не гп

После сравнительного анализа выражений 12, 13 и 18, 20 видно, что продолжительность рабочих циклов во второй модели может быть значительно больше. Это связано с тем, что появляется дополнительная потребность в перелетах между грузовой площадкой и площадкой складирования. При отсутствии возможности изменить расстояния перелетов, при неизменном заданном положении площадок, следует сокращать время общего цикла и его отдельных составляющих, например, за счет сокращения времени на строповку и расстроповку конструкций.

Выводы

Для сокращения производственного цикла по замене плит покрытия, следует сократить время перелетов между площадками, путем сокращения расстояния между ними или их объединением.

На основе разработанной математической модели производственного процесса выявлены резервы сокращения времени выполнения монтажно-демонтажных работ процесса с использованием вертолета при реконструкции покрытия промышленных зданий.

список литературы

1. Барон Р.М., 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.Гончаренко Д.Ф., Торкатюк В.И., Кобзев И.М. Реконструкция промышленного здания с использованием вертолета МИ-10К// Промышленное строительство, 1984. - №8. -С.40-41.

4. Загнитко В.Н. Обоснование и выбор экономически эффективной организации применения вертолетов на строительно-монтажных работах: дис. к.э.н.: 08.00.23 / Загнитко Владимир Николаевич. - Рига, 1988. - 205с.

5. Реконструкция промышленных предприятий. В 2 т. Т2 / В.Д. Топчий, P.A. Гребенник, В.Г. Клименко и др.; Под ред. В.Д. Топчия, P.A. Гребенника. - М.: Стройиздат, 1990. - 623 с. - (Справочник строителя).

УДК 354.61

Волосовин О.И., Пушкарев Б.А.

Национальная академия природоохранного и курортного строительства

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ MICROSOFT EXCEL 2010 ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ И МОДЕЛИРОВАНИЮ СЕТЕВОГО ГРАФИКА В МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ

В статье рассмотрен ряд особенностей связанных с программным обеспечением необходимым для организации планирования строительного производства. Выделены проблемы, являющиеся причинами отказа организаций от использования программного обеспечения для таких задач как моделирование и расчет сетевых графиков в масштабе времени, а также причины отсутствия доступного программного обеспечения решающего подобные задачи. Разработано приложение «Сетевой график» в среде табличного процессора Microsoft Excel 2010, решающие подобные задачи, а также ряд сопутствующих задач.

Ключевые слова: сетевой график в масштабе времени, программное обеспечение, Microsoft Excel, график движения рабочей силы, график движения машин и механизмов, карточка-определитель, автоматизация

Введение

Планирование является важнейшим этапом строительного производства, так как именно на этом этапе закладывается концептуальная эффективность процесса строительства. На сегодняшний день большинство строительных фирм Украины уделяют недостаточное внимание этому этапу. В основном используются исключительно календарные планы, проходящие лишь небольшое количество итераций, что ненамного увеличивает эффективность. Существенно повысить эффективность строительного процесса может тщательная итеративная оптимизация плана выполнения работ с использованием сетевых графиков в масштабе времени. Для данной цели необходимо специализированное программное обеспечение.

Анализ публикаций

Несмотря на значительное усовершенствование научной и методологической базы в сфере организации и управления строительством, превышение стоимости и несвоевременное введение объектов строительства в эксплуатацию остается распространённым явлением. Для большинства проектов, это объясняется недостатками существующей методологии ресурсно-календарного моделирования строительного производства. Поэтому на современном этапе повышается актуальность исследований и моделирования ресурсных потоков и календарных планов реализации проектов строительного комплекса отечественными предприятиями [1].