Проектирование производственной базы строительства мостов

Индустриальная база строительства мостов. Состав производственной базы, развертываемой непосредственно на строительной площадке, и мощности подсобно-вспомогательных предприятий зависят от объема и степени заводской готовности поступающих на объект сборных конструкций.

Показатель индустриализации в значительной степени определяет эффективность строительного производства, влияет на стоимость сооружения объекта.

Основной объем конструкций стальных мостов изготавливают на заводах расположенных в городах Воронеже, Кургане, Улан‑Удэ. Это крупные мостовые заводы с производственной мощностью 40…50 тыс.т. конструкций в год. Кроме того, имеется ряд заводов малой мощности и отдельных цехов по изготовлению стальных конструкций мостов с годовым выпуском 10…15 тыс.т., подчиненных другим ведомствам.

Экономические и производственные показатели заводов, при нормативной их загрузке, характеризуются годовым объемом металлоконструкций, произведенных на единице производственной площади, выработкой на одного производственного рабочего и затратами труда на одну тонну конструкций. Для головных заводов по производству стальных конструкций промышленных зданий и сооружений эти показатели находятся на уровне: съем продукции с единицы площади 1,5…1,7 т/м², выработка на одного производственного рабочего составляет 46…70 т, а затраты труда на одну тонну конструкции 16,5…24 чел.-ч.

Мостовые заводы имеют более низкие показатели, в частности съем продукции составляет 0,7…1 т/м², производительность одного рабочего – 20…25 т в год, затраты труда – 40…50 чел.-ч на одну тонну. Такое положение вызвано рядом обстоятельств, в первую очередь повышенной трудоемкостью изготовления мостовых конструкций. Если коэффициент трудоемкости изготовления одной тонны каркаса здания принять за единицу, то коэффициент трудоемкости изготовления автодорожных мостов составит 1,9…2,0, а железнодорожных сплошностенчатых 2,1…2,5, решетчатых 1,8…2,2.

Показатели зарубежных заводов значительно выше отечественных. Средний выпуск на одного работающего составляет 100…130 т металлоконструкций в год, на 1 т конструкций затрачивается в среднем 11,5…13,5 чел./ч. Съем готовой продукции с 1 м² составляет 1,8…2 т.

Совершенствование индустриальной базы строительства больших мостов, намеченное программой "мировой уровень", предусмотрено осуществлять за счет более широкого применения типовых конструкций и увеличения изготовления однотипных пролетных строений, перевооружения заводов и оснащения их современным высокопроизводительным оборудованием, повышения производственной и технической дисциплины.

Сборные железобетонные мостовые конструкции изготовляют на предприятия трех типов: специализированных заводах МЖБК, полигонах мостостроительных организаций, в цехах неспециализированных заводов железобетонных конструкций.

Значительная рассредоточенность строящихся мостов создает необходимость, при наличии дешевых строительных материалов, сборные железобетонные и бетонные конструкции изготовить на приобъектных полигонах. За счет некоторого снижения общеполигонных расходов и стоимости материалов себестоимость изготовления продукции на заводах и полигонах выравнивается. А с учетом транспортных затрат, которые имеют тенденцию расти быстрее, чем сырье, себестоимость продукции, изготовленной на полигонах, зачастую оказывается ниже заводской.

По данным ЦНИИСа экономически оправданы дальности возки по железной дороге элементов железобетонных труб до 450 км, железобетонных опор до 800…900 км, пролетных строений – 1200…1300 км. В европейской части России фактические дальности возки железобетонных конструкций близки к экономически допускаемым, а в районах Сибири и Дальнего Востока они превышают примерно в два раза.

Специализированные заводы мостовых железобетонных конструкций (МЖБК) имеют мощность в пределах 40…60 тыс. м³ сборного железобетона в год. Годовая производительность полигонов (при полной загрузке) обычно составляет 3…10 тыс. м³ сборного железобетона.

Ряд действующих в настоящее время полигонов первоначально создавались для строительства больших мостов (г.г. Рязань, Саратов и др.). Во многих случаях они расположены вблизи рек, что позволяет перевозку готовой продукции осуществлять по воде.

Другой тип полигонов создавался в центре деятельности мостостроительной организации в качестве ее производственной базы. Они предназначены для обеспечения собственных потребностей в сборных железобетонных конструкциях, товарном бетоне, в ремонте и обслуживании машин и механизмов. Производственные возможности таких баз по бетону могут составлять 4…9 тыс. м³ в год.

Проектирование производственной базы для строящихся объектов осуществляют с учетом производственной возможности существующей стационарной базы мостостроительной организации, сырьевой базы, подъездных путей, возможности получения электроэнергии, затрат на подготовку территории для размещения производственных сооружений и др.

Перечисленные условия влияют на величину затрат по сооружению предприятий, стоимости его продукции, стоимости доставки продукции на стройку. Решение задачи о размещении производственной базы по строительству искусственных сооружений на участке строящейся железной дороги сводится к решению транспортной задачи.

При наличии ситуации, представленной на рисунке 10.6, временную производственную базу можно разместить: в месте постоянного расположения строительной организации с использованием производственного оборудования стационарной базы; на станции примыкания строящейся железной дороги, где обеспечиваются наилучшие условия доставки материалов и конструкций; примерно в середине строящегося участка железной дороги в непосредственной близости от песчаного карьера; в районе строительства большого моста, для которого потребуется большое количество товарного бетона и сборного железобетона и т.д.

Цифры в кружках - номера объектов; цифры в квадратах - возможные места развертывания строительной базы

Рисунок 10.6 - Схема к выбору места размещения строительной базы

Объектами строительства являются: городской путепровод, путепровод через автомобильную дорогу, средний мост через реку Глубокая, большой мост через реку Славянка, несколько малых и средних мостов на участке.

Данную ситуацию можно описать математически:

m - число возможных мест размещения производственной базы;

i - номер места размещения базы (номер предприятия);

n - число строящихся объектов;

j - номер стойки;

C_i - затраты на производство единицы продукции на i –ом предприятии;

a_ij - затраты на перевозку единицы продукции с i -го предприятия на j -ю стройку.

Затраты на производство и доставку продукции с i -го предприятия на j -ю стройку C_ij составят:

,

где E_H - нормативный коэффициент эффективности

;

T - срок окупаемости производственных затрат на развертывание предприятия, для транспортного строительства E_H =0,1;

K_i - капиталовложения на строительство предприятия в i -ом месте.

Целевая функция будет иметь вид:

,

где X_ij - объем выпускаемой продукции на i -ом предприятии для j -го объекта.

Мощности предприятий производственной базы должны быть увязаны с потребностью в конструкциях и сроками их поставки. Расчет потребности основного оборудования выполняют на основе необходимой производственной мощности. Потребность вспомогательных машин и механизмов определяют из условия обеспечения бесперебойной работы основного оборудования.

Например, мощность завода по приготовлению бетонной смеси должна быть увязана с общими потребностями бетона:

,

где N_б - общая годовая потребность бетона, м³;

N_k - производственная мощность камер твердения, м³ в год;

N_c - требуемый объем бетонной смеси для открытых стендов, м³ в год;

N_T - годовая потребность товарного бетона, м³.

Для обеспечения годовой потребности в бетоне количество бетоносмесительных установок завода n_c можно определить по формуле:

,

где K - коэффициент выхода бетонной смеси;

K₁ - коэффициент неравномерной выдачи бетонной смеси, К₁ =0,8;

K₂ - коэффициент использования технологического оборудования;

n - число замесов в час;

T - годовой фонд рабочего времени, ч;

V_c - объем смесительной установки, л.

Если в течение года ожидаются периоды с более интенсивным расходом, чем среднегодовой, то число смесителей подбирают с условием обеспечения наибольшего темпа расхода бетона. Фонд рабочего времени и общую потребность бетона принимают для данного периода.

В случае потребности для строительства моста только товарного бетона, расчетную производительность завода определяют, исходя из условий обеспечения необходимого темпа укладки бетона за наиболее напряженный период и необходимой интенсивности бетонирования отдельных частей сооружения.

Первое условие выполняется при соблюдении равенства:

,

где W - часовая производительность бетонного завода, м³/ч;

Q - объем бетонных работ в наиболее напряженный период строительства, м³;

T - продолжительность рассматриваемого периода, ч;

1,2 - коэффициент неравномерности укладки бетона.

Второе условие требует, чтобы каждый новый слой бетона был уложен до начала схватывания предыдущего слоя:

,

где A - площадь бетонируемой конструкции, м²;

h_c - толщина слоя бетонирования, м (h_{c £} 1,25 h);

h - длина рабочей части вибратора, м;

t_cx, t_Tp - время схватывания и транспортирования бетонной смеси.

С целью обеспечения бесперебойной работы подсобных производств и равномерной загрузки строительных подразделений необходимо иметь расчетный запас материалов, для хранения которых организуют склады (перегрузочные, центральные, участковые, приобъектные).

Перегрузочные склады создают на станциях железных дорог и пристанях для последующей доставки материалов на стройплощадку.

Центральный склад развертывают для обслуживания всех объектов строительства. Он необходим для хранения инструмента, метизов, красок.

Участковые склады предназначены для хранения материалов, инструмента и т.п.; они обеспечивают строительно-монтажные работы на участке. Материалы сюда поступают с центрального склада или непосредственно от снабженческих организаций. Располагаются эти склады в пределах участка, вблизи от объекта строительства.

Приобъектный склад служит для хранения ограниченного объема поступающих из участковых или центральных складов материалов, достаточных для строительства объектов.

По конструкции склады делятся на: открытые, предназначенные для хранения материалов, не портящихся от атмосферных воздействий (заполнителей бетона, сборных конструкций и др.); полузакрытые (навесы) - для материалов, требующих защиты от атмосферных осадков и солнечной радиации (арматурные стали, гидроизоляционные материалы и др.); закрытые склады служат для хранения цемента и материалов портящихся на открытом воздухе, а также инструментов, красок и других ценных материалов; специальные - для хранения бензина, керосина, дизтоплива, других легковоспламеняющихся и горючих веществ.

При проектировании складского хозяйства необходимо предусматривать снижение трудозатрат на выполнение транспортных и складских работ путем их полной механизации и приведение к минимуму перегрузок материалов.

Для приема материалов, поступающих по железной дороге, на стройплощадке устраивают разветвление путей, вдоль которых и размещают склады. Если разгрузка тяжелых конструкций предполагается стреловыми железнодорожными кранами, то рядом укладывают два пути с расстоянием между их осями не менее 5 м. Эффективными грузоподъемными механизмами для складских работ являются портальные и козловые краны. В этом случае железнодорожный путь и автодорогу размещают под краном, в зоне его действия. По сравнению с самоходными стреловыми кранами в этом варианте требуются значительные затраты на устройство подкрановых путей и сборку крана. Однако на строительстве больших мостов козловые (портальные) краны наиболее экономичны.

Размеры складов определяют из условия создания запаса материалов, обеспечивающего непрерывность производства работ с учетом возможностей доставки материалов на строительство. Запасы материалов на строительстве не должны быть чрезмерно большими, т.к. это ведет к замедлению оборачиваемости оборотных средств, увеличению затрат на устройство складов и их обслуживание. Однако недостаточные запасы могут привести к перерывам в производстве строительно-монтажных работ.

Различают производственные и сезонные запасы. Сезонные запасы создают на периоды, когда невозможна доставка материала (периоды распутицы, закрытия навигации и т.п.).

Производственные запасы определяются интенсивностью расхода материалов и условиями их доставки. Они слагаются из текущего, подготовительного и гарантийного запасов. Текущий запас обеспечивает бесперебойную работу в период между двумя последовательными поставками. Подготовительный запас - запас на время, необходимое для подготовки полученной партии материала к использованию (разгрузка, сортировка и т.п.). Гарантийный запас учитывает возможные отклонения от плана поставок.

Интервалы времени между поставками зависят от очень многих условий и могут быть достоверно установлены только при обстоятельных экономических изысканиях. В таблице 10.11 приведены ориентировочные данные о времени работы, на которое необходимо создавать запасы материалов для обеспечения непрерывной деятельности подсобного предприятия в зависимости от реальных возможностей доставки строительных материалов.

Таблица 10.11 - Ориентировочные сроки (в сутках) З_пр, на которые необходимо создавать производственные запасы материалов

Наименование материалов	Способ доставки материалов на строительство
По железной дороге	Автопоездами на расстояние, км
До 10	10…50 и более
Щебень, песок, гравий	10…12	5…8	10…15
Цемент	25…30	10…15	20…25
Арматурная сталь, пиленый лес	35…40	15…20	25…30

В зависимости от принятого производственного запаса в календарных днях З_пр и среднесуточного расхода материала q, определяемого по графику работ, производственный запас материала или сборных конструкций в физических единицах Q_пр определяют по формуле

.

При отсутствии календарного плана производственный запас материала можно определить по формуле:

,

где Q - потребность материала на планируемый период, т (м³);

T - продолжительность периода расходования, сут.;

K_H - коэффициент неравномерности расхода материала, К_H =1,2…1,3.

Поступление материала планируется путем составления графика завоза и расходования материалов, являющегося оперативным документом для органов снабжения (рисунок 10.7). Величина " А " на графике, разность ординат завоза 1 и расхода 2, показывает фактический запас материала на любой день, а величина " В " равна числу суток, на которое строительство обеспечено данным видом материала.

Рисунок 10.7 - График завоза и расхода строительных материалов

При определении размеров складов требуется учитывать минимальные величины отдельных партий материалов, которые определяются условиями поставки и видом транспорта. Когда материал поступает с участкового склада на приобъектный автотранспортом, партии могут быть любыми по величине. Если же материал поступает непосредственно с завода-изготовителя по железной дороге, то величина партии определяется грузоподъемностью вагона и обычно составляет 60 т. Для арматурной стали и металлопроката вес партии одного транспортера равен 20 т. При доставке водным транспортом минимальная масса партии определяется грузоподъемностью судна и может составлять 200…600 т и более.

При проектировании склада цемента следует учитывать, что хранить различные партии цемента вместе не разрешается. Поэтому при доставке по железной дороге склад должен иметь не менее трех секций емкостью по 60 т каждая.

По необходимой величине запаса материала Q_пр с учетом нормы складирования материала на единице площади n (таблица 10.12) и коэффициента использования площади k (таблица 10.13) требуемая площадь склада в м² определяется по формуле:

.

Таблица 10.12 - Нормы складирования материалов и конструкций

Наименование материалов и конструкций	Единица измерения	Количество на 1 м^2 полезной площади склада
Бутовый камень	м^3	2,0…3,0
Гравий, песок, щебень	м^3	3,0…4,0
Цемент навалом в закромах	т	2,0…2,5
Швеллеры, двутавровые балки	т	0,7…1,2
Сталь круглая, листовая	т	2,0…4,2
Катанка и высокопрочная проволока в бухтах	т	1,5…1,9
Трубы стальные	т	1,5…1,7
Лес круглый	м^3	1,6…2,4
Лес пиленый	м^3	1,7…2,6
Сборные железобетонные конструкции	м^3	0,6…1,5
Металлоконструкции пролетных строений	т	2,0

При хранении цемента в силосах емкость одного инвентарного силоса составляет 60 т.

Таблица 10.13 - Коэффициент использования площадей складов

Тип складов	Коэффициент использования, К
Закрытые, оборудованные стеллажи	0,3…0,4
То же, оборудованные закромами	0,5…0,7
Открытые для хранения: - лесоматериалов - металла и металлоконструкций - заполнителей бетона - сборных железобетонных конструкций	0,4…0,5 0,5…0,6 0,6…0,7 0,5…0,6

Проектирование строительной площадки. Основными исходными данными для проектирования строительной площадки являются: план местности мостового перехода в горизонталях; отметки уровней воды и ледохода; климатические условия.

Потребность в строительстве временных производственных зданий определяют в зависимости от объемов строительно-монтажных работ и принятой технологии. Размеры производственных зданий могут быть назначены с учетом нижеследующих рекомендаций.

Арматурный цех - крытое помещение или навес, где размещаются станки для резки, стыкования и гнутья стержневой арматуры и изготовления арматурных пучков, а также открытая площадка для изготовления арматурных каркасов. Размеры помещения могут быть назначены из расчета 40 м² на 100 т перерабатываемой в год арматуры. Параметры открытой площадки определяются размерами и количеством одновременно изготовляемых и хранящихся здесь же арматурных каркасов.

Лесопильный цех может иметь размеры 6´25 м при установке одной пилорамы и 12´35 м при двух пилорамах. Размеры всего плотничного двора определяются габаритами изготавливаемых изделий и конструкций (опалубки, кружал и т.п.).

Для механических мастерских устраивают отапливаемое помещение, размеры которого определяются количеством станков. В зависимости от объемов работ может потребоваться площадь от 50 до 150 м².

Площадь компрессорной принимают из расчета 50 м² на один стационарный компрессор. Для передвижных компрессоров размеры помещения должны обеспечивать возможность их размещения и нормальной эксплуатации.

Площадь котельной с вертикальными котлами системы Шухова назначают из расчета 36 м² на каждый котел.

Размеры гаража должны обеспечивать проведение ремонта или техобслуживания одновременно 2…4 автомашин в помещении с площадью 40 м² на каждую. Для остальных машин предусматривают открытую стоянку.

В целях снижения стоимости и трудоемкости подготовительных работ необходимо применять типовые и инвентарные сборно-разборные конструкции зданий и сооружений.

Потребность во временных административно-хозяйственных, коммунальных и культурно-бытовых зданиях и сооружениях зависит от численности рабочих, служащих и ИТР, а также от заданных сроков строительства и местных условий. Расчеты площадей временных зданий могут выполняться с использованием нормативов, приведенных в таблице 10.14.

Таблица 10.14 - Ориентировочные нормы для расчета площадей временных зданий

Типы зданий	Наименование показателей	Норма, м^2
Контора производителя работ	Общая площадь конторы
Раздевалка с умывальниками и душем	Площадь на одного рабочего (число рабочих, пользующихся раздевалкой, принимается равным 70 % от общего количества)	0,5
Помещение для обогрева и отдыха рабочих	Площадь на одного рабочего (число одновременно отдыхающих принимается равным 30 % от общей численности рабочих)	1,0
Баня	Площадь на одного человека	0,13
Медпункт	- " –	0,44
Столовая	- " –	0,8
Туалет	Площадь на одно очко (пропускная способность одного очка принимается равной 30…40 чел. в смену)	2,5

Количество рабочих основного производства определяют по графику движения рабочей силы или по общей трудоемкости и продолжительности строительства с учетом коэффициента неравномерности работ.

Численность ИТР и служащих можно принять в размере 10 % от количества рабочих.

Планировка стройплощадки должна предусматривать такое взаимное расположение отдельных складов, цехов и участков, при котором обеспечивается технологическая последовательность выполняемых работ, четко выражаются потоки материалов и конструкций от склада к месту укладки (установки) в возводимое сооружение, сокращается до минимума количество перегрузок, длина транспортных путей имеет минимальную протяженность (при этом расположение путей на стройплощадке, и связанное с этим размещение складов и цехов, должно быть согласовано с рельефом местности).

Здания и сооружения на плане размещаются с противопожарными разрывами: не менее 20 м между несгораемыми зданиями, 30 м между сгораемыми зданиями и складами лесоматериалов, 50 м между зданием и складом ГСМ. Бетонный завод следует располагать на достаточном удалении от жилых зданий, контор, мастерских.

Дата добавления: 2014-12-29