автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Повышение эффективности и безопасности применения строительного технологического автотранспорта при перевозке сборных строительных конструкций

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт организации, механизации и технической помощи строительству -ЦНИИОМТП-

На правах рукописи

Пантелеев Валентин Иванович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АВТОТРАНСПОРТА ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ СБОРНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.23.08 - "Технология и организация промышленного

и гражданского строительства"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук профессор ШМ.. Грифф

Москва - 1999 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение................................................................................................................................................. 5

Глава 1. Современное состояние вопроса транспортирования

строительных грузов........................................................................................... 13

1.1. Развитие применения в строительстве специализированных автотранспортных средств..................................................................... 13

1.2. Современный контроль качества специализированных автотранспортных средств................................................................................. 27

1.3. Современное состояние с исследованием технологичности сборных строительных конструкций......................................................... 35

1.4. Современное состояние с исследованием криволинейного движения седельных автопоездов............................................................... 41

Глава 2. Разработка общих путей повышения эффективности

технологического транспортного звена в строительном производстве................................................................................................................ 53

2.1. Разработка типажа специализированных автотранспортных средств для строительства.................................................................... 54

2.2. Исследование проблемы повышения качества специализированных автотранспортных средств......................... 83

2.3. Исследование транспортной технологичности сборных строительных конструкций.............................................................................. 109

Глава 3. Математическая модель криволинейного движения

седельного автопоезда...................................................................................... 128

3.1. Модель движения седельного автопоезда с жесткими шинами.............................................................................................................................. 129

3.2. Модель движения седельного автопоезда с эластичными шинами........................................................................................... 149

3.2.1. Модель движения седельного автопоезда с эластичными

шинами и с неповоротной тележкой полуприцепа..................... 150

3.2.2. Модель движения седельного автопоезда с эластичными

шинами и с поворотной тележкой полуприцепа............................ 165

3.3. Оценка маневренных свойств специализированных автопоездов.................................................................................................................... 186

3.3.1. Поворот управляемых колес тягача осуществляется мгновенно (скачкообразно)................................................................................ 186

3.3.2. Поворот управляемых колес тягача осуществляется

с постоянной скоростью.......................................................................................206

3.4. Оценка маневренных свойств специализированных автопоездов на основе их структурного анализа..........................214

Глава 4. Экспериментальное исследование криволинейного

движения специализированных автопоездов.............................225

4.1. Объект и место проведения испытаний................................................226

4.2. Замеряемые параметры в ходе проведения испытаний.........230

4.3. Средства измерений для экспериментальных исследований..................................................................................................................234

4.4. Методика проведения испытаний...............................................................238

4.5. Обработка экспериментальных данных и оценка погрешности измерений.......................................................................................240

4.6. Результаты экспериментальных исследований..............................246

Глава 5. Результаты теоретических и экспериментальных

исследований маневренных свойств специализированных автотранспортных средств"..................................................... 255

5.1. Факторы, влияющие на маневренные свойства

специализированных автотранспортных средств..........................258

5.2. Расчетная модель криволинейного движения

специализированных автотранспортных средств........................... 270

5.2.1. Алгоритм расчета параметров криволинейного движения седельных автопоездов с неуправляемым полуприцепом...... 271

5.2.2. Программа расчета на ПЭВМ параметров криволинейного движения седельных автопоездов с неуправляемым полуприцепом..................................................................... 275

5.2.3. Алгоритм расчета параметров криволинейного движения

седельных автопоездов с управляемым полуприцепом............. 278

5.2.4. Программа расчета на ПЭВМ параметров

криволинейного движения седельных автопоездов с

управляемым полуприцепом................................................................................285

5.3. Маневренные свойства специализированных

автотранспортных средств.................................................................................... 288

Основные выводы......................................................................................................................... 312

Литература........................................................................................................................................... 315

Приложения........................................................................................................................................ 331

ВВЕДЕНИЕ

Поступательное развитие строительства, также как и любой другой отрасли народного хозяйства, невозможно без качественного, кардинального изменения его технологии и организации, которые, естественно, происходят не так часто, и затем постоянного их совершенствования. Таким кардинальным изменением строительной технологии и организации в нашей стране явилось внедрение в начале пятидесятых годов индустриальных методов строительства, повлекших за собой перенос большинства заготовительных процессов в цеха производственных предприятий; строительные площадки стали, в основном, местом выполнения монтажа изготовленных в заводских условиях конструкций. В связи с этим произошел резкий скачок производительности труда, качества строительства, значительно улучшились условия работы строительных рабочих. В настоящее время современное строительное производство не мыслится без повсеместной его индустриализации. Происходит совершенствование индустриальных методов строительства. Аналогично организации работы на передовых машиностроительных предприятиях, возведение зданий и сооружений из сборных конструкций осуществляется своего рода поточными линиями, включающими также и автотранспортные средства, обеспечивающие данные линии необходимыми сборными конструкциями и материалами.

В результате индустриализации строительства процесс производства строительных деталей и конструкций и процесс их монтажа оказались территориально расчлененными. Появилась необходимость осуществлять транспортную связь между предприятиями строительной индустрии и объектами монтажа - строительными площадками. Эта задача решается автомобильным транспортом, причем в большинстве своем специализированными автотранспортными средствами (CATC), которые по своей функции превращаются в технологический транспорт, составное звено технологического процесса возведения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений, влияющее в

значительной степени на качество, сроки и стоимость строительно-монтажных работ.

Массовое развитие заводского способа производства сборных конструкций, рост производства строительных материалов вызвали изменения в технологическом процессе доставки их на приобъектные площадки, позволило перейти от снабжения строек "на склады - в запас" к другой совершенно новой по качеству форме - к комплектации строящихся объектов сборными конструкциями. На транспорте процессы производства и потребления продукции слиты воедино, совпадают во времени. Таким образом временной фактор при осуществлении транспортного процесса приобретает важнейшее значение, особенно для строительного технологического транспорта. В связи с этим одним из критериев оценки ээфективности работы последнего является сокращение времени транспортировки груза. Область реализации продукции технологического транспорта в строительстве территориально ограничена, в большинстве своем, расстоянием между ДСК или заводом ЖБИ и строительной площадкой.

Таким образом роль автотранспорта возросла, претерпела качественные изменения, транспортные работы стали неотъемлемой составной частью единого технологического процесса строительного производства и занимают в настоящее время в строительстве одно из ведущих мест. По затратам они составляют в среднем 14 - 16% от общей стоимости строительно-монтажных работ.

Использование CATC обеспечило необходимый рост транспортной производительности, сокращение потерь и сохранение качества перевозимых грузов за счет того, что их конструкция и параметры учитывают особенности перевозки и физические свойства перевозимых грузов, партионность их доставки, технологию проведения строительно-монтажных работ, дорожные и другие условия перевозки. Однако в связи с тем, что специализированный технологический автотранспорт является сравнительно молодым видом автотранспорта и не все вопросы, касающиеся его эффективного применения в строительстве, до

конца решены, он в настоящее время еще не в полной мере отвечает требованиям строительного производства. Отчасти это связано с разработкой и внедрением новых прогрессивных технологических процессов, выпуском новых строительных конструкций. Это является одной из причин того, что как показывают наблюдения, простои рабочих, занятых на монтаже, из-за нарушения запроектированного графика поставки составляют около 10 - 15 % времени смены.

Вопросы создания и использования новых конструкций CATC для строительства до недавнего времени решались стихийно силами и средствами многочисленных министерств и ведомств, а нередко и самими автотранспортными предприятиями, в большинстве своем разобщенно. Не было нормативной базы для проведения единой политики в области создания CATC для строительства. Качество создаваемых конструкций CATC часто не отвечало современным требованиям строительного производства и условиям эксплуатации автотранспортных средств, для его проверки в отрасли фактически не существовало объективных методов оценки. Возникла проблема выбора рациональных типов и оценки совершенства существующих конструкций CATC, от решения этой проблемы во многом зависит эфективность и безопасность их применения в строительстве, что в конечном счете влияет на себестоимость и сроки строительства..

В связи с отмечаемой в последнее время тенденцией к укрупнению применяемых в строительстве сборных строительных конструкций встает вопрос эффективной их доставки. Укрупнение сборных строительных конструкций допустимо в известных пределах, которые определяются технологичностью сборных конструкций на всех трех технологических циклах строительного производства: заводском, транспортном и монтажном. При известной отработанности методик по определению заводской и монтажной технологичностей сборных кострукций, транспортная технологичность мала изучена; в настоящее время фактически нет конкретных рекомендаций по пределам укрупнения строительных конструкций с точки зрения возможностей транспортного зве-

на, что в свою очередь не позволяет определить строительную технологичность сборных строительных конструкций с учетом всех трех составляющих строительного производства.

При укрупнении сборных строительных конструкций остро встает вопрос об улучшении важнейшего эксплуатационного свойства CATC, создаваемых, как правило, на базе седельных автопоездов, как их маневренные свойства. Этот показатель фактически определяет пределы укрупнения перевозимых сборных строительных конструкций, а также безопасность применения CATC.

В связи с этим являются актуальными комплексные исследования, направленные на обоснование и выбор параметров специализированных автотранспортных средств, применяемых в строительстве; на создание методов эффективной проверки их эксплуатационно-технологических параметров; на определение пределов укрупнения перевозимых сборных строительных конструкций, исходя из технологических возможностей CATC; а также на создание достоверной математической модели криволинейного движения специализированных седельных автопоездов, позволяющей исследовать и оценивать их маневренные свойства, что позволит значительно повысить эффективность и безопасность применения CATC.

Объектом настоящего исследования является своевременная и качественная доставка укрупненных сборных строительных конструкций на строящиеся объекты. В качестве предмета исследований рассматривались специализированные автотранспортные средства, созданные на базе седельных автопоездов.

В основу исследования положены методики разработки типажа, определения транспортной технологичности сборных строительных конструкций, установленные принципы проведения сертификации ав-томототранспортных средств, а также моделирование движения спе-цавтотранспортных средств на основе разработанной математическй модели, теория планирования эксперимента и современные методы обработки экспериментальных данных.

Информационной базой явились экспериментальные исследования 19 образцов типовых CATC для перевозки сборных строительных конструкций, созданных при непосредственном участии автора; сведения о массовом использовании серийно изготавливаемых 89 типовых CATC для перевозки строительных грузов, созданных в соответствии с разработанным с участием автора Типажом специализированных автотранспортных средств для строительства; моделирование движения специализированных седельных автопоездов в реальных условиях эксплуатации с использованием вычислительной техники; натурные эксперименты по определению маневренных свойств одного из образцов спецавтотранспортных средств.

В связи с этим целью настоящей диссертационной работы является разработка системы специализированных автотранспортных средств с параметрами, отвечающими требованиям эффективной и безопасной доставки сборных строительных конструкций.

Для выполнения этой цели требуется решение следующих задач:

- разработать методические основы построения типажа и типоразмер-ных рядов специализированных автотранспортных средств для строительства;

- разработать и внедрить Типаж специализированных автотранспортных средств для строительства и типоразмерные ряды специализированных автотранспортных средств для перевозки сборных строительных конструкций;

- разработать и внедрить эффективную систему оценки качества специализированных автотранспортных средств для строительства;

- определить базовые показатели транспортной технологичности сборных строительных конструкций;

- разработать математическую модель движения специализированных седельных автопоездов и оценки их маневренных свойств;

- провести экспериментальную проверку достоверности разработанной математической модели;

- провести моделирование движения специализированных автотранспортных средств для конкретных условий эксплуатации с помощью разработанной математической модели и вычислительной техники;

- на основе проведенных теоретически-экспериментальных исследований разработать рекомендации по улучшению маневренных свойств специализированных автотранспортных средств.

Решению названных задач посвящены соответствующие разделы работы.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем.

Впервые разработан и внедрен в строительную отрасль оптимальный по составу и параметрам Типаж специализированных автотранспортных средств для строительства и в развитие его типоразмерные ряды специализированных автотранспортных средств по отдельным группам строительных грузов, в том числе для перевозки сборных строительных конструкций.

Разработаны основные методические документы по оценке специализированных автотранспортных средств на их соответствие требованиям безопасности и экологии, позволившие внедрить действующую систему сертификации спецавтотранспортных средств.

Определены пределы укрупнения и увеличения массы сборных строительных конструкций как показателей их транспортной технологичности.

При помощи разработанной математической модели криволинейного движения специализированных седельных автопоездов были получены простые функциональные зависимости, позволяющие повысить маневренные свойства и безопасность применения спецавтотранспортных средств, а также создать технические возможности для увеличения пределов укрупнения сборных строительных конструкций.

На защиту диссертации выносятся:

- основополагающие принципы построения типажа и типоразмерных рядов спецавтотранспортных средств для строительства;

и

- методические доку�