автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Технология возведения объектов из комплектно-блочных устройств массой 600-1000 т. в условиях Крайнего Севера

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УССР

Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт

На правах рукописи УДК 69.057.3 + 69.055:691

БЕЛЯЕВ Василий Васильевич

ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ИЗ КОМПЛЕКТНО-БЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ МАССОЙ 600—1000 т В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

Специальность 05.23.08 — Технология и организация промышленного и гражданского строительства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев— 1990

Работа выполнена в Киевском ппжсперно-строптслыюм институте.

Научный руководитель — кандидат технических паук, доцент В. К. Черненко.

Официальные оппоненты: доктор технических паук, профессор В. И. Торкатюк; кандидат технических паук, доцент 10. А. Таранов.

Ведущая организация: Всесоюзный паучпо-исследовательскпи п проектно-конструкторскиц институт техники, технологии и организации управления строительством предприятий нефтяной и газовой промышленности Мшшефтегазстроя СССР. Киевский филиал.

Защита состоится _ 1990 года

в _ час. па заседании специализированного совета К 068.05.12

в Киевском инженерно-строительном институте по адресу: 252037, Кнев-37, Воздухофлотский проспект, 31.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Киевского инженерно-строительного института.

Автореферат разослан « »

1990 года

V

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

Н. А. ШЕБЕК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1988-1990 гг. и на период до 2000 года намечены задания по кардинальному повышению эффективности строительного производства - сокращению сроков, снижению стоимости за счет индустриализации, одним из важнейших направлений которого является комплектно-блочный метод строительства (НБЖ), отличающийся высокой заводской готовностью крупногабаритных блочных устройств (.{НУ).

Широкое освоение нефтегазовых месторовдений Крайнего Севера требует подъема Ж',{С на уровень, соответствующий уникальным природно-климатическим условиям неосвоенного района. Основное значение здесь приобретает надежность транспсртно-монтажно-го проиесса, составляющего по стоимости более 3/4 всех затрат. При планируемом завозе 1,5-1,8 млн.тонн грузов в год очевид- _ ным представляется дальнейшее увеличение единичной иаесы и габаритов КБУ, позволяющее свести к минимуму объем работ на объекте. Но при этом возникает необходимость соответствующей технологии доставки к монтажа сверхгабаритных тяжеловесных блоков-суперблоков (СБ).

Имеющийся научно-производственный опыт возведения блочных объектов выявил ряд недостатков у применяемых методов ведения работ: повышенный расход металла и низкая сохранность конструкций СБ при доставке и монтаже; сезонный характер работ; разрушающее действие на ландшафт.

В связи с этим встает проблема совершенствования технологии возведения объектов из КБУ с учеток специфических производ-ствэкинх и экологических факторов. Большое значение своевременного и комплексного ввода объектов топливно-энергетического комплекса, недостаточность разработки пологешй по выбору про-ектно-технологнческих решенш! конт&та в специальной литературе и научных исследованиях обусловили актуальность дашюЛ работы.

Цель настоящей работы - разработка перспективной технологии перешдения и контаза крупногабаритных ¡1ЕУ кассой 6С1— 1СС0 т и более, направленно."; на повшенке эою.ективнсстц и качества возведения объектов при сохранении экологической чистоты Кравшего С в вара.

В диссерггащп: бита резоны еяедухцие задачи :

обоснованы перспективные направления совершенствования транспортно-монгажных работ с крупногабаритными КЕТ,

определены технологические требования к проектированию средств механизации в условиях Крайнего Севера,

разработаны положения инженерной методики формирования и выбора методов возведения блочных объектов,

установлены рациональные организационные схемы вшолнония монтажных работ для различных объемно-планировочных решений блок-зданий,

исследованы особенности функционирования перспективных ыон-такно-транспортных средств и дана технико-экономическая оценка ■ возыокяости их применения.

Рабочая гипотеза состоит в предположении, что функциональная и пространственно-конструктивная структура КБУ позволяет при целенаправленном варьировании составляющих метода производства работ в зависимости от сочетания технологических факторов устанавливать наиболее эффективные варианты проектных решений по производству работ.

Научно-теоретическая новизна работы заключается в использовании принципов структурного анализа составляющих механизации, организации и технологии метода работ, позволяющих производить формирование и выбор рациональных технологических решений перемещения и ионтава крупногабаритных КБУ.

Практическая значимость исследования выра-гается: '

в повышении производительности и качества возведения комплектно-блочных объектов за счет технологии перемещения и мокта-ка КБУ массой 600-1000 т и более универсальными модульными устройствами колесно-шагаящего типа, обладающих экологической чистотой,

в нормализации технологического проектирования путем инженерной методики расчета функциональных параметров средств механизации.

Практические результаты наашк отражение в альбомах "Технологических схем пропзводстваработ по транспортированию и контагу КБУ", техшгаеских предложениях и проекте транспортко-монтакного средства. (ТшС-ЮСЮ).

Работа координируется с планом Общесоюзной научно-технической программ ШЯГ СССР 0.04.04 ."Разработать п внедрить прогрессивную технологии и технические средства копкектко-бяочного сооружения объектов нейтянок а газовой проыиленности". 'датериаяы диссертационно:" работы <5ылхг шсскотрзны в составе эскизного проекта Tl.iC-ICQC ка НГС НИШ КБС (г.Тюмень) и Кшшефтегазстроя СССР (Решение !е 30 от 21 ноября 1359 г.) и рекомендованы к дальнейшему внедрению.

На защиту выносятся:

основные подокення инкенеркой методики фориированвя и выбора проектных технологических решений по производству работ,

конструктиыхо-технологическгя структура КЕУ, раскрывающая содержание перспективных решений по механизации перемещения, перегрузки и монтажа,

технология возведения блочных объектов в условиях Крайнего Севера с применением модульных устройств i:aiecHo-oaiim4ero типа, система критериев оценки элТективности пространственной др-ганкзации монтажа, огргзащея степень использования рабочей зоны.

апробация основных положений диссертации проводилась на 45-и...51-й научно-практических конференциях лцзбского ¡ЮИ (I967-IS90 гг.), на зональной конференции "Цроблеьш транспортировки суперблокоз дня обустройства кесторовдеияй полуострова Й®л" (г.Тюмень, 1Э8Ь г.), Всесоюзной кон^-сронции шлоднх ученых и специалистов "Паучио-техкнчза'.яй "регресс в строительстве" (:.iOCK&i, ISS9 г.) и отраслевой ¡'Огкеренщщ У.инуглепрога СССР "Проблемы строительства объектов с лрш/енепиэ;,: конструкций комп-лектно-й'ючной постав;".::" (Донецк, I9t9 г.), где пелучичи пол остальную оценку. При участии автора ь качестве ответственного 7.0-полкктеля НИ? по тема й 62-1-7 "Разработка перспективных '/«тодоъ дсставг.;; и ^онтагл ЙБУ Maccoii 600-1СЧХ? т и более" била проведена расчетко-проектиая проверка теоретических положений совестно с сотруц:п:ка-л: tagодры технологии строительного производства iCilC'.i Рутх'айзеосг.: С .Л., Олидчекко B.C. и Camsioaac л.5.

По результатам дяссертакношагс иссявдолашй имеется 10 публикаций об:;:::;.; ofaexo:,: 2,1 л.л.

С т р у к тура к о б ъ о работ и : гведеш-с, ч-iTiipw главы, об^не вывод:; к пр-^юг-енш-, .•;«?• ¿иг/гк, к пруло;-:с-н::я, K3.ior.GH'!::.; на -/9f с-гр., в т.ч. '!•> стр. тягота, 7Э стр.таблиц рисунков, 12 стр. бпа;логра.; к:: (1^1 каиг/лаоканке) ;« ■?/ отр.пркло.ке'гий. ■ ..

CQL^PIAiSffi РАБОТЫ

Существующие методы проектирования контакты работ основа-12: на жогогакторно;.; анализе составляющих организации, механизации, технологии и управления, оперируя которыми 1.:огут быть получены рациональные решения б зависимости от конкретных конструктивно—планировочных решении к способов механизации.

Особенности технологического проектирования в 1чНЛС определены с трудах ученых и инженеров С.Л.Курица, B.«.Lamipo, Г.Л.Расторгуева, Ю.Н.Першкина, В.Л.Березина, Д.Л.Бородавкила к др. к вызываются взаимосвязанный. характеров процессов изготовления к когякектацак, переведения, хранения е коатеиа блочных конструкций. В то г.е вреда вопросы обоснования выбора средств к методов производства транспортно-т/онта'лных работ в условиях труднодос-тушюсти, объеыно-планпроЕочно;! разнородности :; агляаяя; природ-но-г.ашгаткчесглзх факторов изучены недостаточно.

Анализ производственного опыта позволяет оценить достигнутый уровень технологичности КБУ, который ткет быть позюен при увеличении единичной кассы блоков к налички соответствует: средств механизации (рис.1).

Ооркироваше и выбор проектных решении по воззедешиэ блочных объектов, обеспечизаахцих рациональное кскспьзоЕак::; пропз-водстьенкых ресурсов, предлагается производить ¡¡а основу орга-нпзаЕионно-гехиодогпческон кацыш процесса, учитывайте!: особенности сочетания предтлзтов и средств труда при образовании составляющих метода работ.

D качестве когль'.ексного критерия принята эффективность преобразования энергии при шфедозеда» полезного груза в проектное положение. На основании соотношений энергетического баланса

aW= é0dm0 = Ncl dt . (I)

4W-(An+AT + Ay+A(1)-(Ac+ATOpM+Ace) , (2)

где aW - полные затраты энергии, необходимо;: идя производства продукции к-accoi: ,

Se ~ удельная эьергое.":оеть предмета труда в дакко:., процессе, кддД-Н, N^dt- полезная работа строительных :алш,

2,0

1,75

1,1

к^. Р,:,ша

2 -

0,08

о,се

0,02

V V г1 \

\

1

200 400

ООО

Рис Л. динамика изменения технологических показателей: 0_- масса КН7, Кд - коэффициент динамичности перемецения, К.^у - критерий использования Р - давление на основание

- сумшрний к.а.д. средств производства, Ап,Ат,Ау,Ад,Ас,Атотзм,Асв - работа см подъезд груза, горизонтальной тяги, упругости, инертен:, шш'лпт-" соаро?г.>-ленкй, тогдепедоя, и собственного веса .

исследовала д1<ьлоктика накопления и расхсдс1£.ги.д зл-^ г::::. Зырох-ниая в кокатрс^гчосксЯ С-орг/с <рд:с.£) „си.а.т.

позволяет оц-. пивать как ::зосстпцс г;--.

и: :: определять области их с и:.у:..::...../.. ':

= :.дссс СБ бсс: -Юс т ¿с.:./л;.,. г . ' ■./.:■'.

го уровня проявляют устройства :*Ц'ань;иго '¿¿па, а -.и:.■•:::-. с.х.--ч;: плохо согласуют области тохлелоп-п к ¡.-.ехашиаки};.

СгпозоЛ для о оркпговаи;:л ес->шг;. ¡.-¿толе :.:снти-

гз. КЕТ слуат енллпз их кснстргп^зко-тс-хлахохот.гко;; сгругеур.« (..ТС), .т едетаалонле;: а ^„чо-естга о^йгеьтсь'

Г О)

а ^ г..-.'-1.

= л л А Л с А 0 А з ^ ,

где Г,II,:/;,С,С,Э - подсистем: полезного груза, порешцония,

монтажа, складирования, оппранля и эгсплуа-тацин соответсгБеш'о.

Исследование эаЕоно-ьрюстоИ с.у1п:глон:фОБТла".н г. стру.-ту/.о-образоваиня »"ГС .ЧЕ? дало боз;.:с:;:пос?ь с^орл/улдронать Техкояогглос-кг.с трзбованая к сост&вллюцйЛ глехашгзацки построить обо>Х'-ншл> модели транспортно-монтажкнх средств (П.'.С). Ирп.яып'с.шю :: е:<:оЛ задаче предаозены устра;.стщ г.ахокочйдчи^х'о с гидроприводом двкжтеля. Модульная ;'01.лоноь:-:а п^дзаид-а-.т заддчяе уш£Ешсрова:1нык азтопоишх одлз.-Ц, объед: ня^гс-: «гстскс/. уп^йдвхопкд в унквсрсадышс ио:.зко:-:ты грузопсдъ^лдюстди 1С;____ 1ССл_ т.

;1з вероятностного анализа возксй:ннх с:<:с;.: :/,0П7а-::а СБ получено

выраленае длл глуйыш подачи — Л Л

£Х = 0,52. С.З^Хосс:- 11:5,33 , ¿4)

1М «ч. ^ 1

х'де Ссб1 - габар::ткая дллша I -го супбтч&ока; Ьсб^ - .о гд'.рииа; IX - :-:а"-дчсстзо СБ з зц&зга,

которая оценивает 'ге^аюглчьскдо воз;/оаностл разлачша спссоСоь :. ^ха:п1задЕД в зазисшхстп от еооткопеьдд гс.бардта СЕ и здаидл.

мснтгспо:" технолсггчкостл супорбио^-здашп: слуга» степень ¿сзальзо^ажи зоик подачи, I оторая очерчиваете.* гаСчрг.тог,: СЕ дрл : тгнииаг-ькс цодустиг.'.с:/. пгж&г.-.енлк г. коьтуру фундамента. Прсдаокзш: отассптьльнкс со:-азанах: лоэфГкцкент использовать: зоек подачи п.

■ ^

•'ъ = —=;— ^

Гп

;; ло::а.:ателд с;:о^ост:: :'гг..-::?о;дзг КГ^М , где £Ц - су:.:а-;ная тсас::?о;.ж; педач:: СБ;

П. - :• а.дч-.стгс 2Ъ г г да::.:::; Гп - пло:адь зон* педач::; КП - ::а;дч:-тъе дозерето^ траег.тоу.:::.

4С0

600

000

1С00 (},т 12С0

Рис.3. Зависимость цродсязитсяыюстг и стоимости моктаза

от объешопланировочкнх решении объекта и схем додачи дЕУ: а - линоЛная поперечная коьлоновка; 6 - лкнекная продольная; в - то в стесненных условиях; г - комбинированная; д - угловая продольная; е - то ке, поперечная; 1...4 - схемы по-дачк

,ля кетода ионтага СЬ каводко;: на контур 1гукда:хнта зависимость

Ссбг

Лк- . U6^

о. и '"сх

ГД'З (1 - ¡.ьсса СБ, т,

лсу= - эшкрически»! коаХ^-Ецаент, учитывали,'. схе;/у

подачи,

позволяет определять ярода£й:т&льность рабочих Ерох'.ъссов (рг.о.С)

Таблица I

Сравнение объективности методоз доставки и шэтпга суперслог оз

Показатели е нд.кзм. йаикеко-ание цитода

"Вололо!.;" ПО ЗКГЛПП- ::у тяга- Воздушной подул:-: ой цнеккого- ЛОСКЫГЛ! прицепами ълшг. устройством Т.,;С-1и1С

Удельное давле-

ние на грунт, С,14.. .С,1 и,С1...С,С4 и, ? - ^ 107 •. •»10

'...Ла

Удельная энс-рго-

ОМ.ОСТЬ, 1,75 'л. с,'. 2,1С

Себестоп'.'.ость

лабот. 727 287 оо7

;сю т-км

Лрнзсдеа: те

затг.ат::, ~гб ЮоОС

11,„С тл:.:

¡лсж-зрная !.'-,тоди.й п: оокифовак;:;; составлю:'^!: ¡.'охакиза-цпи пспользоьана авторе:.: нр:: определении особенностей синхроки-закп: кссзг.екта модулей, расчете параметров их :.а;._лреннос?п и стыковки с СЕ ун:4 кцкроваклого ряда применительно устройству ТМС-1ССС. ¿днкыо аолононкя учитывает особинности '.ушаиокирова-:шя г.олесно-лагьегло: .^илитолеГ: и лека? в основа перспективно.; технолог::;! :-он гель й.лочк'кх здакий. Составлен едгсрип/ ^¡.гиког-о рася-:та па^-амитроь ^.бочи:< оа^радг-.л, о.'-спеч:иглго-:дк;' нор. ¿¿гивну. точное?:. ;. •-. нтс..'^.

лехклко-йкскемкчьскде. по: аес.л_ли (табл.!) карал; -р.;:зу:>т пр.е.к-лы рг.дпонального приме-сул-отзуГ'..,;:;; к

I. ?а..-.-.::г<л?::<. г.аагтабов : огхлег.тпо-Слочногс строа?;г::1л:5эа 2 района;: Лрал-нгэ Сиьсра требует позыконля тс<>:;:слсгического лес-: л г.г-гсдоа гс-:-:та.?л • рупнегабариткпх за счет увеличенля

грузоподъемности, унгвереальности применения и эффективного использования полезной мощности применяемых механизмов.

2. нормирование и выбор г.етодов перемеценая и монтажа суперблоков долкзш основываться на кошлеконсм учете конструктивных, орган:.зациошшх и технологических дикторов, определяющих рациональную кошоновг.у к способы функционирования средств механизации.

3 качестве обобдаюцего критерия эффективности предлагается удельный энергетический уровень £0, отразаэдгй степень согласованности технологии и механизации строительных процессов. При это:,; наиболее стабильной энергетикой обладают транспортно-монтак-пы': устройства цагаюцего типа, что расширяет диапазон их прике-некия.

3. йдя укС;щированиого ряда-СБ ьассой 400...I2CG т мольные устройства каяссно-шагаыщего типа обеспечивают высокую тех-кологичность за счет согласования с габаритко-иассошл! параметрами блоков и универсальности применения.

Целенаправленный вариантный синтез структурных аяешнтов конструктивно-технологической структуры КЕТ обеспечивает рациональную специализации или объединение выполняемых шя функций на всех стадиях возведен::;: объектов.

4. Инженерная методика выбора средств г.:еханкэащш основана на оценке вероятностных значений глубины подачи CL в зависимости варьирования объемно-ш.анкровочной комюнойкк к расчетного превышения габаритов ¿СБУ fi" . Зоз»"охкие рокенкя по гонтаку еулер-бдок-зданай зддугышта устройства-.';: образуются и учетов скнхро-н:.зацкн рабочих даиконий дья обеспечения нор:атлвного давления ::а основание. Высокая маневренность ¡¿сдульных ТЙС позволяет возводить здания яобых шанкровочких типоп.

5. Податели эффективности кспользованкя рабочей зоны определяет линейную продольную и локбипуроьан^о схе:.м планировки га<: нахбодео технологичные С, З'^.КП/п. = С...З). Лолучск-ны: зависимости С4), (6) и соответству:-х,::^ и;: ïio:.or,.a;.:::: позволяют оценивать варианты направое;к:д :: поел-:-доьат .йьнсоти подач:; .ЙЙ лгл: лара.'.:стро£ объекта.

•>. 1'сл:.;:ьз сванке ос-оигнх колс;.:;;::;й д;;ес:.::ти:к:о:;::о.. работы при сп"т::с-е; с::".:.;::.'е:!.тольнс:.: п..0':-'-¿ревак::.: о^у;.; но.о уо^.сйст-

поточно2 доставке и монтаже разнотипных КБУ, а так;е в качестве универсального шасси технологических кокидексов (в особенности при низкой несущей способности. основашш).

,7. Разработанная технология обеспечивает сохранность КЕУ и сокращение удельных экспкуатацЕОШШзс затрат на 4ü...5C£ по . сравнению с баз о вы:.; методом за счет:

простоты конструктивного исполнения и применения серийных узлов и агрегатов,

малой динамичности перемещения и высокой маневренности модульных устройств,

низкой требовательности к состоянию поверхности трассы доставки.

Овддаемый экономический эйфект от пржеаания одного ШС-ICG0 при возведении установки подготовки газа (УШГ) составляет 115,5 тыс.руб.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Черненко З.К., Беляев В. В., Рутгадзер СЛ., Еременко С.В. Поиск и разработка перспективных методов возведения объектов в крупноблочно!/, исполнении - в кн.: Проблемы транспортировки суперблоков для обустройства кесторовдений полуострова Яглал,- Тез. докл. зональной коду. - Тюмень, ISSb - С.20-22

2. Беляев В. Б. Кокпяекскый учет технологических факторов при выборе методов перемещения и коктатя комхлектно-йлочных устройств в условиях Западной Сибири. - В кн.: Научно-технический прогресс в строительстве. Тез.докл.кон£.молодых ученых и специалистов. - 1,1.: цШШТП, 1983 - C.45-4G

3. Беляев В.В., Черненко В.К. Перспективные средства механизации доя перемещения и üOHrai-ca суперблоков. В сб."Передовой производственный опыт... в строительстве предприятий неугякоИ и газовой проипяенкоста". - : ЕшИИ-'ШШС, I9L9. - ЛЭ. - С.24-23

4. Черненко 2.11., Беляев ¿.3., Игнатенко A.A. ¡¿етод перемещения л'ьгнеана крупноблочных конструкций с по:,одью ноктагно-традспорт'гнх модулей. - 3 кн.: Проблеш строзтаяьства объектов

с пра.-енекибм конструкций кс:.ллектко-блочной доставки. Тез.дохи, отраслевой конТ.-. - Донецк 15сЗ - С.Б-9

5. Черненко B.K., Беляев B.B. и др. Особенности (нормирования и выбора проектных решении монтааа комплектно-блочных устройств массой 600-1000 т и более. - Тез.докл.научно-практической конф. - Киев: КИСИ, 1990 (в производстве)

6. Черненко В.К., Беляев'В. В.. Игнатенко A.A. Состояние и перспективы развития транспортно-глонташшх работ с кошшект-но-блочшши устройствам:// Нрогяаиенпое строительство и инженерные сооружения. - 1920. - (в производстве)

7. Крупноблочный монтаа строительных конструкций. - Киев: Будивалышк, I9S0 - в соавт.(в производстве)

8. Беляев В.В., Еременко C.B. Разработка перспективных мо-тодов доставки и монтажа КБУ в суперблочном исполнении. Деп.во В1ШИНТПИ ГС СССР - Ю с. (в производстве)

9. Беляев В.В., Черненко З.К. Особенности производства трапспортно-шнтакных работ при обустройстве нефтегазовых месторождений когашектно-блочным методом. Деп.во ВНИШИИ 1С СССР -10 с. (в производстве)

10. Беляев В.В. Опыт технологического проектирования транс-портно-монгажных процессов при строительстве комплектно-блочным методом в экстремальных природно-климатических условиях. Сб.научи, статей - Перга: ДГСШ, 1990 (в производстве)

БФПодписано к печати ¿Ш90 ОбъсмУ^ п. л. Формат' 60X84'/... Заказ -¿¿У Тираж-/ЙХ Типография ВА ПВО СВ.