Вибір методів виконання робіт і пов’язаних з ними методів механізації

Деякі загальні питання вибору методів зведення висотних споруд викладено в п. 6.3.1. В цьому розділі наведені більш детальні обгрунтування методів зведення, що вибираються.

Природно, що метод має відповідати таким показникам проекту, як: тип споруди; її висота; кількість одночасно чи послідовно зведених споруд; їх взаємне розташування; місцеві умови; характер будівельного майданчика; наявність того чи іншого устаткування; кількість робітників; стан і можливість подальшого зведення споруд чи виробництва, для обслуговування яких призначена споруда, що зводиться. Незважаючи на велику кількість і різноманітність перелічених факторів існує ряд факторів, які мають бути враховані під час вибору методу монтажу.

Абсолютна більшість висотних споруд, включаючи щогли, за своїми конструктивними вирішеннями пристосовані для їх зведення в проектному стані методом нарощування. Найчастіше стики окремих елементів (поясів, ярусів, колон) можуть легко збиратися як при вертикальному, так і при горизонтальному стані споруди. Але деякі стики трубчастих щогл не пристосовані для їх збирання в горизонтальному положенні. Тому можливий метод зведення споруди має вибиратися після ретельного аналіза конструктивного виконання окремих її елементів і особливо монтажних стиків. Якщо з якихось міркувань проектується чи вибирається метод, до якого не пристосовані стики, конструкція останнього переробляється й прилаштовується для цього методу.

Ось чому, наприклад, трубчасті щогли найчастіше зводяться в проектному стані методом нарощування. Метод збирання на землі щогл з наступним їх виведенням у проектний стан методом повороту також не може застосовуватися при їх висоті більше 100м і загальній масі більше 50т, тому що тоді виникає необхідність використання потужного такелажного устаткування, а сама конструкції щогли вимагає значних витрат на підсилення.

На підставі таких міркувань можна зробити такі головні рекомендації для щогл:

щогли середніх і великих висот (більше 100м) слід монтувати тільки в проектному стані нарощуванням із застосуванням самопідйомних кранів;

щогли невеликих висот (до 60м) доцільно монтувати методом збирання на землі з наступним виведенням у проектний стан одним із прийомів методу повороту;

у всіх випадках, якщо будівельна організація монтує щогли постійно, вона повинна виготовити чи придбати різноманітні пристосування для методу нарощування як такого, що майже не залежить від місцевих умов і висоти щогли.

Рис. 6.9. Методи зведення металевих баштових копрів. а – зведення копра над стволом після завершення його проходження; б – збирання копра осторонь від ствола з наступним насуванням на проектний стан; в – зведення копра при умові експлуатації ствола.

Головні рекомендації для башт:

башти заввишки більше за 80м і масою більше 60т слід монтувати в проектному стані способом нарощування;

башти висотою менше 60м і масою менше 60т доцільно монтувати методом збирання на землі з наступним підйомом споруди методом повороту, якщо конструкція башти не потребує великих витрат на підсилення, а фундаменти сприймають горизонтальні складові опорних реакцій.

При цьому треба враховувати:

якщо на одному майданчику зводиться декілька однотипових споруд, для них можна застосовувати більш коштовне й складне монтажне устаткування, що може підвищити межі раціонального використання методу повороту до 100м і масі, що перевищує 80т;

якщо башти мають складне й важке внутрішнє обладнання (наприклад, фідерні лінії, вихлопні труби, облицювання монументів тощо), яке зручно встановлювати на землі, метод повороту може бути економічно обгрунтованим навіть при значно більших висотах і масах.

Головні рекомендації для копрів:

оскільки копри являються об’єктами шахтної поверхні, терміни зведення яких безпосередньо впливають на загальні терміни ввода шахт в експлуатацію, роботи по зведенню копра мають бути тісно пов’язані з проходженням ствола, над яким він встановлюється (головні схеми зведення копрів наведено на рис. 6.9);

зведення копра над стволом після завершення його проходження може бути застосовано, якщо всі роботи в стволі завершені, прохідницьке приладдя демонтоване; такий метод викликає значне подовження термінів зведення шахтного комплекса;

метод насування широко застосовується під час зведення металевих укосних копрів і при реконструкції копрів дозволяє значно скоротити терміни будівництва. Доцільно застосовувати, коли економія від скорочення термінів будівництва чи реконструкції перевищує витрати на здійснення методу насування;

спорудження копра над стволом, що функціонує, може здійснюватися за трьома схемами:

а) баштовий копер монтується над прохідницьким, за допомогою якого здійснюється проходження ствола;

б) такий копер монтується в проектному стані до початку проходження ствола;

в) баштовий копер монтується над діючим одноканатним підйомом; після завершення зведення першого другий замінюється на багатоканатний.

Самі металеві конструкції копрів при застосуванні перелічених вище методів можуть монтуватися за різними схемами: нарощуванням за допомогою баштових або самопідйомних кранів; методом попереднього збирання в горизонтальному становищі з наступним виведенням у проектне положення за допомогою поліспастів (якщо дозволяє будівельний майданчик) тощо (див. 6.3.2). Вибір схеми залежить майже від тих показників, що наведені для звичайних башт.

Головні рекомендації для вихлопних башт-труб:

вважаючи на те, що носійна система таких споруд має велику міцність і масу, найчастіше застосовуються методи збирання таких споруд на землі в горизонтальному положенні з наступним виштовхуванням їх у вертикальне становище за допомогою порталів, шеврів чи спеціальних монтажних щогл; при цьому витрати на підсилення у порівнянні з економічним ефектом виявляються незначними;

коли функціональна система – вихлопна труба – має достатню носійну здатність (труба великого діаметру й товщина її стінки становить 8 і більше мм) раціональним може виявитися комбінований метод, коли носійна система спочатку зводиться за допомогою мобільних стрілових кранів, в неї встановлюється ствол труби (верхня його частина), на ній монтується підйомне устаткування й подальший монтаж ведеться почергово: ствол труби – методом підрощування, а носійна система – методом нарощування за допомогою функціональної системи;

при невеликих носійних здатностях ствола труби раціонально носійну систему – башту – зводити будь-яким методом, керуючись попередніми рекомендаціями для звичайних башт, а функціональну систему вводити всередину встановленої башти за допомогою, наприклад, гелікоптерів.

6.4.2. Особливості побудови будгенплану виконання робіт

При побудові будгенплану на зведення висотних споруд обов’язкове виконання вимог ДБН А.3.1-5-96, що викладені в п. 2.2.4 цієї роботи. Але враховуючи конструктивні і технологічні відрізнення об’єктів, технологію зведення яких розглянуто в цьому розділі, будгенплани на них мають особливості, наведені нижче.

Якщо висотна споруда функціонує одна і самостійна, то на неї складається індивідуальний проект чи використовується типовий проект (якщо він існує) з обов’язковим прив’язуванням, яке враховує особливості монтажного майданчика: рельєф, якість грунтів, існування інших споруд; наявність джерел електроенергії, доріг чи можливості їх зведення.

При складанні проекта виробництва робіт для групи споруд, так званих “систем”, в ПВР окрім рішення питань зведення кожної окремої споруди мають вирішуватися питання комплексної організації (в масштабі всього об’єкта):

кількість споруд, що зводяться одночасно;

послідовність зведення кожної споруди;

порядок переходу монтажників і монтажних механізмів з однієї споруди на іншу;

організація складів спільного і приоб’єктних і деякі інші.

При цьому широко застосовуються типові ПВР. Але для кожної окремої споруди вирішуються додаткові питання, пов’язані з прив’язкою (див. вище), а також: напрям подавання конструкцій під монтажний механізм, місця розташування лебідок, місця підключення механізмів до джерел енергопостачання тощо.

Будівельний генеральний план має містити в собі чітки вказівки щодо розташування всіх постійних фундаментів і анкерних пристроїв та утворення й розташування тимчасових пристроїв: якорів, анкерних фундаментів тощо. Для виконання монтажних робіт інколи виникає необхідність улаштування стелажів (стендів) для попереднього збирання секцій споруди чи стендів для виготовлення і випробування відтяжок, ізоляторів тощо. Їх розташування вирішується таким чином, щоб забезпечити найбільш ефективне виробництво: наприклад, стенд для випробування постійних розчалок розташовується в межах спільного складу конструкцій, а стелажі для попереднього збирання на приоб’єктних складах, неподалік від споруди, що зводиться.

При зведенні споруд за допомогою різноманітних пристосувань, що діють за допомогою лебідок будгенплан передбачає навіс для їх сумісного розташування (машинне відділення). Цей навіс орієнтується так, щоб споруда, що зводиться, була завжди у полі зору механіка, який обслуговує лебідки, й має знаходитися за межами небезпечної зони, яка окреслюється у вигляді кола з радіусом, котрий дорівнює 1/3 максимальної висоти споруди. В площині машинного відділення споруджуються анкерні пристрої для кожної лебідки окремо.

Крім перелічених анкерів будгенплан має передбачати розташування анкерів для відвідних блоків таким чином, щоб всі троси сходилися під одним навісом для лебідок. Правила обладнання цих анкерів див. нижче.

Особливу увагу слід приділяти питанню заземлення щогл або башт на період монтажу з метою грозозахисту. Як правило, конструкція заземлення на період експлуатації споруди передбачається проектом і встановлюється під час зведення фундаментів. Рішення тимчасових пристроїв для заземлення наведені на рис. 6.10. При цьому необхідно вказувати, що приєднання щогли чи башти до цих пристроїв при застосуванні методу нарощування виконується в період встановлення перших двох ярусів споруди, а при методі повороту – на протязі доби після виведення споруди в проектний стан.

Рис. 6.10. Схема заземлення щогл та башт під час зведення. а – заземлення щогл; б – заземлення башт; в – вузол кріплення смуги до електроду.

Для керування роботою монтажників, механіка, що керує лебідками, робітниками, що виконують укрупнювальне збирання й стропування і т.ін., передбачається надійний радіо- або телезв”язок. Розташування пунктів цього зв”язку вказується на будгенплані.

Енергозабезпечення машинного відділення здійснюється за допомогою кабеля, січення якого відповідає потужності самого великого двигуна на лебідках (оскільки всі операції щодо піднімання вантажу: підйом, зміна вильоту стріли, поворот тощо) здійснюються окремо (несуміщено). Від місця підключення до місця споживання кабель підвішується на стовпах на висоті не менше як 2.5м, або ж заривається в землю з виконанням необхідних засобів його захисту.

Лебідки машинного відділення також заземляються у відповідності до інструкцій.

При зведенні висотних будов за допомогою різноманітних механізмів, що переміщуються й закріплюється на змонтованій частині будови, їх стоянки і операції на кожній з них мають бути показані на окремій схемі (див. рис. 6.11).

При проектуванні будгенплану зведення копрів слід ураховувати такі особливості.

Будівельний майданчик має бути спланованим і мати схил для водовідведення в межах 0.003…0.03, мати добре утрамбоване захисне покриття із щебеня чи шлаку. Складські майданчики розташовуються в зоні дії водійного монтажного механізму. Якщо умови зведення копра стиснені, ці майданчики можна розташовувати за межами вказаної зони, але шляхи подавання конструкцій мають забезпечити безперебійний монтаж.

Рис. 6.11. Схема розташування стоянок крана при зведенні башти заввишки 180м.

У випадках зведення копрів над діючим стволом будгенплан повинен мати рішення щодо створення безпечної експлуатації ствола і підходів робітників. З цією метою сам ствол, а також всі шляхи руху експлуатаційних робітників в монтажній зоні мають бути огороджені надійними й вогнетривкими захисними покриттями, які розраховуються на падіння ручного інструменту з висоти копра, що будується.

Вважаючи на те, що більшість копрів виконується на заклепках, будгенплан на зведення таких об”єктів має вирішувати питання забезпечення монтажної зони стисненим повітрям і розташування переносних горнів з дуттям від мережі стисненого повітря. Переносні горни треба встановлювати якнайближче до місця клепання на монтажних помостах на перекриттях.

Останнім часом гелікоптери все частіше застосовуються для монтажу таких висотних споруд, як опори ЛЕП, залізничних контактних мереж тощо. Це пов”язано з тим, що при зведенні таких об”єктів відсутні нормальні під”їзні шляхи вздовж траси, наявні перепони (ліси, горні масиви, ріки, болота тощо), або ж необхідно порушувати графік руху потягів. Використання гелікоптерів при зведенні таких об”єктів має переваги не тільки в технічному відношенні (можливість збирання опор на центральних полігонах, високі темпи будівництва), але й в соціальному, тому що дозволяє зберегти навколишнє середовище. Наприклад, під час монтажу ліній високої напруги традиційними способами завдаються значні пошкодження оброблюваним землям і лісам важкими будівельними машинами, що переміщуються вздовж траси.

Рис. 6.12. Схема монтажно-вертолітного майданчика (МВМ). 1 – злітно-посадковий майданчик; 2 – робочий майдан для зльоту; 3 – зона проведення тренувальних зльотів; 4 – зона стоянки допоміжний механізмів; 5 – прожектори; 6 – зона приміщень для відпочинку екіпажа й складування монтажного устаткування; 7 – територія складування монтажного інвентаря і обладнання; 8 – монтажний майданчик; 9 – зона зберігання готових до монтажу блоків.

Гелікоптери можна застосовувати не тільки для монтажу металевих конструкцій, а й для транспортування збірних залізобетонних фундаментів, щебеня для влаштування фундаментів тощо.

Застосування гелікоптерів для монтажу висотних споруд вимагає проектування спеціальних майданчиків, які забезпечують нормальне функціонування в умовах будівництва цих механізмів. Тому на стадії розробки будгенплану виконується проектування єдиного монтажно-вертолітного майданчика (МВМ) (рис. 6.12), що складається зі злітно-посадкового майданчика (ЗПМ), у центрі якого розташовано робочий майдан для безпосереднього зльоту, посадки і стоянки гелікоптера; монтажного майданчика для складування і збирання конструкцій з окремими (відповідними) зонами зберігання готових до монтажу блоків (тут процес збирання йде за звичайною технологією); теріторії для складування монтажного устаткування і інвентаря; зони стоянки допоміжних механізмів (самохідних стрілових кранів, паливозаправника, тягачів тощо); зони проведення тренувальних польотів з пробним встановленням блоків у проектне становище; зони розташування окремих приміщень для денного відпочинку екіпажа і монтажників, що працюють разом з гелікоптером, а також зберігання знятого з вертольота інструменту й обладнання.

Місце знаходження й облаштування МВМ, його розміри, покриття, вільні зони польоту і відстань до близько розташованих будов мають відповідати “Инструкции по проектированию вертолетных станций, вертодромов и посадочных площадок для вертолетов гражданской авиации” (видання Міністерства цивільної авіації СРСР, 1977 р.). Деякі з цих вимог наведено в табл. 6.1.

Таблиця 6.1

Параметри злітно-посадкових майданчиків

При розробці шляху переміщення гелікоптера від МВМ до місця встановлення (методом нарощування) слід керуватися такими вказівками (рис. 6.13) щодо його руху:

здійснюється стропування блока і його піднімання на висоту 3.0м від землі;

виконується перше контрольне висіння, транспортування блока в зону монтажу (наноситься на кресленні траєкторія гелікоптера, яка залежить від взаємного розташування об’єкта і МВМ, умов будгенплану, висоти розташування монтажного стику, напряму вітру й т. ін.);

друге контрольне висіння на відстані 20…30м від об'єкта з наступним виходом на монтажну вертикаль;

монтажне висіння; вертикальне зниження й встановлення блока в проектний стан;

третє контрольне висіння з послабленою зовнішньою підвіскою з метою оцінки становища встановленого блока, розстропування блока;

відліт гелікоптера з його відходом із зони монтажу.

Якщо виконується встановлення за допомогою повороту навколо опорно-поворотного шарніра (ОПШ), то рекомендується вживати спеціальну підйомно-гальмівну систему (без застосування гальмівної тяги і лебідки), яка має забезпечувати плавний перехід споруди (башти) через стан нестійкої рівноваги, а гальмування на кінцевому етапі поворота здійснювати без динамічних навантажень на конструкцію, що монтується, і гелікоптер.

Рис. 6.13. Схема переміщення гелікоптеру під час монтування конструкцій методом нарощування. 1 – стропування блоків на МВМ; 2 – перше контрольне висіння; 3 – транспортування блока; 4 – друге контрольне висіння; 5 – монтажне висіння; 6 – третє контрольне висіння й відстроплювання блока; 6 – відхід гелікоптера із зони монтажу.

Схема піднімання споруди (рис. 6.14) має виконуватися наступним чином:

стропування й перше контрольне висіння після підйому оголовка споруди на висоту 3м від шпальних (збиральних) клітин;

піднімання башти (споруди) до положення нестійкої рівноваги;

гальмування споруди на ділянці від нестійкої рівноваги до проектного стану;

друге контрольне висіння, тимчасове закріплення башмаків до фундаментів (наприклад, струбцинами);

розстропування і відхід гелікоптера із зони монтажу вертикально вверх.

Взагалі монтування конструкцій опор за допомогою гелікоптерів може виконуватися декількома способами: з попередньою розкладкою і наступним підніманням за допомогою повороту навколо нерухомого шарніра, безпосереднє встановлення на фундаменті легкої конструкції, що транспортується у вертикальному стані, методом нарощування тощо.

Рис. 6.14. Схема піднімання башти методом повороту. 1 – вертоліт Ми-10К; 2 – споруда, що монтується; 3 – траєкторія підйому; 4 – траєкторія гальмування; 5 – підйомно-гальмівна система; 6 – балансірна траверса; 7 – допоміжні опори; 8 – ОПШ; 9 – центр ваги; 10 – монтажна допоміжна консоль підйомно-гальмівної системи.

При застосуванні першого способу гелікоптер за перший політ виконує транспортування й викладання конструкції біля фундаменту, а під час другого заходження опору поворотом виводять у вертикальний стан. При застосуванні другого й третього способу всі роботи виконуються за одне заходження, але при цьому можливо монтувати тільки дуже легкі опори.

Для забезпечення рентабельності перший спосіб можна застосовувати при великій кількості опор та при обов’язковому забезпеченні безперервності роботи гелікоптера. З цією метою після попереднього розкладання опор одна бригада монтажників переміщується вздовж лінії, суміщаючи бази опор з фундаментами й утворюючи шарнір. Після завершення цього процесу гелікоптер за один захід виводить декілька десятків опор підряд у вертикальне становище. Темпи монтажних робіт настільки швидкі, що одна бригада не встигає за переміщенням гелікоптера, й тому таких бригад утворюється дві. Ці бригади переміщуються вздовж лінії на всюдиходах. Третя бригада виконує доводочні роботи, які складаються з остаточного закріплення опор з фундаментом, знімання підйомного троса і т.і.

Рис. 6.15. Схема організації монтажних робіт при застосуванні гелікоптера: а – при встановленні однакових опор на трасі без перешкод; б – при встановленні опор різних по масі і наявності перешкод. І – переміщення гелікоптера; ІІ – черговість монтажу опор; ІІІ – перша монтажна бригада; IV – друга монтажна бригада; V – бригада, що веде доводочні роботи; VІ – маршрути переміщення монтажних бригад; VІІ - розміщення анкерних опор; 1-6 – порядок встановлення опор.

Послідовність встановлення опор, а отже й переміщення перших двох бригад, залежить від маси, а також місцевих перешкод, що виникають на трасі. При встановленні однакових опор і відсутності перешкод ведеться послідовне встановлення опор двома бригадами так, як показано на рис. 6.15а. Якщо за період одного заходу гелікоптера треба встановити декілька опор легких і дві – важкі (анкерні, кутові, перехідні), то важкі опори треба встановлювати останніми, коли гелікоптер витратить більшу частину палива і його власна вага буде меншою, отже зростає його вантажність (рис. 6.15б). Ці моменти мають знайти відображення не тільки на будгенплані, а й у календарному графіку.