автореферат диссертации по строительству, 05.23.13, диссертация на тему:Совершенствование организации технологического обеспечения строительства рассредоточенных объектов железных дорог

пв- 0

. ,лч< МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ 2 ' ' ' ' РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

_Смиит)_

На правах рукописи

МАЛЯВИН Анатолий Николаевич

Ш 625.1.002:73. Х043.3)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА РАССРЕДОТОЧЕНИЯХ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНЫХ лОРОГ Сна примере транспортных здания)

05.23.13 - Строительство железных дорог

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на.соискание ученой степени кандвдага технических наук

Москва - 1994

Работа выполнена в Московской Государственном университете цутей сообщения (МИИТо).

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент П^иэмазонов A.M.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Переселенков Г.С. - кандидат технических наук, доцент Tapjocim К.В.

Ведущее предприятие - Ленгипротршс

Защита

состоится

в № час. мин, на заседании специализированного совета Д 114.05.03 при Московском Государственном университете путей сообщения го адресу: 101475, ГСП, Москва А.-55, ул. Образцова, 15. аул." .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " ^ " 1994 г.

Отзив на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу университеги.-

Учзный секретарь

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важным фактором интенсификации строительства является производственно-технологическая комплектация возводимых объектов, которая является одним из основных элементов современной организации строительного производства. Ее задача-обеспечение-технологического процесса конструкциями, изделиями и их комплектная поставка.

Рассредоточенность объектов транспортного строительства на болыцоа территории, сложные природные условия строительства новых железных дорог, отдаленность от баз строительной индустрии создан? трудное® в организации строительства транспортных зданий и сооружения железнодорожных станция.'

В этих условиях роль производственно-технологической комплектации недостаточна, так как кроме комплектных поставок матешалов необходимо веста подготовку конструкция к технологическому процессу, чтобы снизить построечнув трудоемкость.

Таким образом, актуальность теми обосновывается необходимостью разработки новых организационных форм обеспечения объектов транспортного строительства ресурсами повышенной технологической готовности.

Цель исследования. Создание научяих основ и разработка методики технологического обеспечения строительства транспортних зданий и сооружения яелезиодорояных станция с целью сокращения сроков стртительства объектов станция и увеличения производительности тлуда строите лея за счет переноса трудоемких технологических процессов при сооружении

.. - ч -

транспортных зданий со строительной площадки на рекомендуемые предприятия технологического обеспечения строительства (ПТОС).

Методы исследования» В диссертации применены системные методы исследования; обобщение научных результатов и передового опата строительства, в гол числе и зарубежного; методы математического моделирования.*^

Научная новизна работы заключается в следующем;

- разработаны методические основы организации технологического обеспечения строительства транспортных зданий и сооружений новых железнодорожных линий;.

- разработаны рекомендации по повышению степени готовности строительных конструкций и изделий на предприятиях технологического обеспечения строительства;

- получены регрессионные зависимости, позволяющие определять удельные показатели потребности в ресурсах при сооружении инженерных сетей на железнодорожных станциях в зависимости от. их конструктивно-технологических особенностей и способов прокладки;

- создан банк данных для расчета ресурсов, необходимых при строительстве о^ектов инженерного назначения;

- разработана методика, позволяющая определять мощность предприятий технологического обеспечения строительства, структуру и место их дислокации.

Практическая ценность диссертации заключается в разработке методики организации технологического обеспечения • строительства транспортных зданий и сооружений железнодорожных станций, позволяющей:

- решать задачи организации технологического обеспечения строительства транспортних здания и сооружений железнодорожных станций;

- формировать предприятия технологического обеспечения строительства транспортных зданид и сооружений, обеспечивающих эта о^екты конструкциями и изделиями повышенной степени готовности, особенно при строительстве келезньк дорог в сложных природно-климатических условиях.

Реализация работы. Результаты исследований били использованы при разработке проектных ргиения по организации строительства железнодорожных линий Обская-Бованенково и Паюта-Новый Порт, а также в тресте "Карько ьт ране строи" для совераенствования организационной и технологической структуры своей базы УПТК.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены п одобрены на 53-й научно-технической конференции . кафедр института и специалистов железнодорожного транспорта ХШТа в 1591 г., в ИПК МГТС Р§ на семинаре "формирование до-говоркой стоимости подрядных работ в железнодорожном строительстве" з 1592 г., на экспертном совете "ПОС и Смет" Мосжелдорпроекта в 1993 г.', на научно-технической конференции, посвяненной 80-летию присвоения МИ'ЛТу статуса института путей сообщения в 1993 г. и на заседаниях кафедры "Строительное производство" М1:ПТз в 1992-1993 гг.

Публикации. По результатам выполненных исследований автором опубликовано б работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глзв, заключения, списка использованных

источников, включающего наименований и 5 приложений, ' Работа содеркит//^ страниц , в том числе 9о основного машинописного текста, рисунков, /3 таблиц .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теми диссертации и дана общая характеристика работы.

Первая глава содершг анализ отечественного и зарубеж-' ного опыта организации строительства железных дорог, в том числе транспортных зданий и сооружений и их производствекно-технологическая комплектация.'

Дана характеристика существующим з настояцее вреыя методам организации технологического.обеспечения строительства объектов промышленного, гражданского и транспортного назначения и условия их производственно-технологической комплектации.

Вопросы организации материально-технического обеспечения и комплектации строительства производственных и гражданских зданий освещены в работах Н.Т.Архипца, А.М.Безру-ченко, З.Л.ВаЯнгорта, .И.Г.Галкина, Б.И.Коган, В.М.Рычева, Ю.П.Садакова, В.А.Спектора, И.Ф.Стального, А.К.Шрейбера^

Развитию баз ПТК, входящих в структуру производственно-технологической комплектации строительных организаций, выполнению расчетов по определению парамегрбз, проектированию и эксплуатации баз посвящены работы З.С.Белицкого,

A.А.Гудавичуса, А.В.Долотова, Н.Н.Ишунина, М.П.Ряузова,

B.Б.Товве, Ю.Н.Иунячкина, И.Н.Конюхова, 'Н.С.Клыкова, Е.Л. • Алексеевой.

Однако вопросы организации технологического обеспече-

ния строительства транспорт них зданий и сооружений нознх железнодорожных линия разработаны недостаточно.

В результате анализа организации строительства транспортних здания и сооружений железнодорожных станций отмечено:

- несовершенство суцесгвушцих методов в организации технологического обеспечения строительства этих объектов;

- отсутствие организационных решений обеспечения транспортных зданий конструкциями и изделиями повшенной степени готовности при строительстве новьк железных дорог в сложных природно-климатических условиях.

В этой связи сформулированы следуп^иэ задачи данного исследования:

1. Анализ основных технологических процессов при строительстве объектов г.елезнодорог.ных станция и разработка рекомендаций по повыпенип степени готовности конструкция и изделий на предлагаемых предприятиях технологического обеспечения строительства (ПТОС).

2. Разработка методики определения потребности в материальных ресурсах при строительстве транспортных здания и сооружений келезиодорожних станция.

3. Создание банка даннкх для расчета ресурсов при строительстве объектов инженерного назначения.

4. Разработка методики организации технологического обеспечения строительства тракспортньх зданий и с о ору-;; е ни Я в условиях отсутствия постоянно деясгзувзих путеп сообщения.

5. Разработка рекомендаций по йорнирозаниэ ПТОС.

Во второй главе диссертационной работы проведен анализ номенклатуры транспортных зданий, их объемно-планировочных и конструктивных решений, что позволило сгруппировать здания в зависимости от их функционального назначения к материала исполнения.

Наряду се транспортными зданиями проведен анализ организации строительства инженерных сетей с целью разработки методики расчета потребности в материальных ресурсах при их сооружении.

На основании проведенного анализа основных технологических процессов при строительстве транспортных зданий из различных материалов исполнения была выявлена однородность процессов как при монтажных, так к при отделочных работах.5 Это дало возможность предположить, что повышение готовности конструкций и изделий при строительно-монтажных работах монет выполняться на одном предприятии.

В третьей главе диссертационной работы реиавтся вопросы разработки информационного обеспечения организации строительства транспортных здания ш сооружений.

При организации технологического обеспечения стритель-ства объектов важнейшим показателем является потребность.в • материальных ресурсах.

Нормальная работа железнодорожных станций невозможна без современной системы инженерных коммуникаций, среди которых особое место занимают водоснабжение, канализация и теплоснабжение.- Так как прокладка инженерных сетей должна осуществляться опережающими темпами, необходимо иметь надежную информацию потребности в материальных ресурсах.

Если при организации строительства транспортных зданий сукествуют методы определения потребности э материальных ресурсах, то для инженерных-сетей методов, дапгглх высокую степень достоверности потребности в ресурсах нет.

При разработке методов расчета потребности в ресурсах при строительстве инженерных сетей были систематизированы, конструктивные особенности и способы их прокладки. При этом учитывалось, что рассматриваемая группа объектов представлена.- линейно-протяхенншпгЧ'Трубопроводы) к сосредоточенными (колодцы, камеры, опоры) объектами.

Если представить трубопровод,- как совокупность £-х ли-нейно-протяненнкх участков с соответствующими параметрами: вид трубопровода, его назначение, материал труб, диаметр трубопровода d-i, длина участка с постоянными параметрами и у-х точечных объектов, то потребность в ресурсах в обцем виде R может быть определена по йормуле:

£ = Rj > ci)

L4 *

где: Л к /и - соответственно число линейно-протяяешшх

участков с неизменными параметрами и сосредоточенных объектов;

/>; - соответственно потребность з ресурсах типа

' я * "

А по £—му участку трубопровода и ^¿-му объекту .

Поскольку на ¿-м участке выполняется определенная последовательность работ по сооружения ¿-я конструкции прокладки /, К ), то потребность а ресурсе типа Я ка С -м участке определяется как сукна велич*/.н потребностей

... - 10 -

данного ресурса по Ь-\\ работам ^¿^ :

Ъ =-27 Хи С 2 )

' о /

Величина потребности в ресурсе А по е-й работе на

I -м участке:

#¿4 = ■ -4' ' ( 3 )

о

где: - удельная потребность ресурса ^(потребность на

единицу длины) при выполнении -й работы.-По аналогии для точечных объектов:

/V -± Я и , (о

= ■ У/А ' с 5 )

где: Я[ - потребность в ресурсе Я. по ^-му объекту;

- то ке, по /-й работе при возведении у'-го объекта;

- физический объем'работы на у-ы объекте; Л^и ~ удельная потребность ресурса Я по работе

(потребность на единицу объема) на у-и объекте ;

В результате анализа технологии выполнения работ, коне-, трукций и способов прокладки инженерных сетей были установлены их классификационные признаки, а также со ответе твую,-цие' им поэлементные группы, для которых были определены удельные показатели потребности в материальйых и трудовых ресурсах.' Пример показателей потребности в ресурсах приведен в таблице Г.*

Пример обобщенных показателей потребности в ресурсах прл мо итак с лот?; о в 11ч каналов ' теплосегет

Таблица I.

Ресурсы Потребность в зависимос-

ти оч высоты Нвн и пкрк-ш Аэн каналов, м

Трудоемкость, чал.ч

Цемент, т

Сб. к.б.", м

Сталь, т

516,6 (Авн+0,2)

63 (Азн +0,2)

210 (Авн +0,2)

23 (Авн +0,2)

Примечание

0,3-^ Нвн^ 1,25м 0,5 Азн .¿2,8м

0,69 ^ Авн«0,94м

Аналогичные зависимости и показатели потребности в ресурсах были определены для всех видов прокладки инженерных сетей.'

При определении удельных показателей потребности в ресурсах ваделены две группы объектов - собственно трубопроводы и сосредоточение объекты (опоры, колодцы а пр.).

Если во второй группе удельние показател! потребности в ресурсах зависят от конструкции сооружения и его геометрических размеров, то для трубопроводов, входящих в первую группу удельная потребность в ресурсах зазисга пре:::де всего от материала труб и ж диаметра.' Графики зависимости потребности в тэд'бэх от их материала и диаметра на основании полученных эмпирических зависимостей приведены на рисунке I.

- 12 -

Графики зависимости потребности в стальных и чугунных трубах от их диаметра

Рис. I.

' • - 13 -

Аналогичные графики зависимости потрбности в труоах от их диаметра были построены для железобетонных, асбестоце-ментных, полиэтиленовых и керамических трубопроводов.

На основании полученных обобщенных показателей потребности в основных видах ресурсов при строительстве инженерных сетей был создан банк данных расчета потребности в основных ввдах ресурсов.

Четвертая глава посвящена разработке методики повышения эффективности организации технологического обеспечения строительства транспортных зданий и сооружений железнодорожных станций.

• С этой целью разработаны предложения по формированию предприятия, позволяющего решать задачи технологического обеспечения названных объектов.

Б качестве такого предприятия автором' диссертационной работы предложено - предприятие технологического обеспечения (ПТОС) строительства транспортных зданий и сооружений железнодорожных станций.

На основании анализа основных технологических процессов при строительстве транспортных зданий разработаны рекомендации п'о повылению степени готовности конструкций и изделий и определен перечень технологических процессов, рекомендуемых к выполнению на ПТОСе.

Основными характеристиками рекомендуемых ПТОС является его мощность и структура.

Автором били разработаны теоретические основы определения мощности ПТОС. Для описания ПТОС, как системы массового обслуживания введем вектор А , ¿-я элемент которого^¿со-

— х-Ч —

держит интенсивность потока поставок ¿'-го вида материалов на ПТОС, и матрицу В , элементы которой /¿j представляют количество ¿-го материала для J-го комплекта. При этом у -й столбец матрицы представляет собой комплект, поставляемый на один из объектов.

По условиям работы ПТОС комплект должен поставляться на объект полностью. Поэтому за время формирования комплекта на складах ПТОС накопится различное количество материалов. Йо-пользуя формулу Пальма, можно определить потребность в складских площадях для материалов, поставляемых наиболее часто, формула Пальма для /-го материала:

С 6)

где: -¿1 - время нахождения ¿-го материала на ПТОСе;

Ct¿ - интенсивность потока поставок г'-го материала; в¿ - количество г-го материала на складе. Примем^' для равное времени формирования комп-

лекта ~6.

V-

При этом допустим, ЧТО ¿?/ =/72(Jt &¿

; с 7)

Л/ Я-п.

Тогда х.

где: - количество материала с наименьшей интенсивностью потока поставок; Л/ - интенсивность отого потока. Для остальных материалов количество их га складе, накопившееся ко времени зйверзешщ формирования ^-го комплекта, можно определить по формуло:

' ( .9 )

где: Ci^ - интенсивность потока поставок ¿-го материала;

- мкнии&льт потребная площадь складских помещений для хранения ¿-го материала.

п.

Кроме этого должно выполняться условие ,

«/-V *

которое исключает накопление на ПТОС материалов сверх объектной потребности;

Используя формулу Пальма и полученные результаты, можно оценить погребную мощность производственных участков ПТОС.

Допустим, что имеется вектор С, элементы которого представляют собой интенсивность потока постаэок ^'-го комп-■ лекта с ПТОС на объекты строительства. Формула Пальма для •данного случая будет выглядеть, как

' (в)

где: - время поставки необходимого количества комплектов на объекты;' PJ - количество комплектов, которое необходимо поставить на'объекты. Таким' образом, мощность производственных участков, осуществляющих формирование комплектов у-го типа определяется по формула: р-

У'*]''/ (1П

Далее определяются соотношения параметров ПТОС, обеспечивающих синхронизацию входного (материалы) и выходного (комплекты) потоков.

-16 -

Для этого определяется материал ^ -го комплекта, имеющий меньшую интенсивность поставки К = £ , для ¿0), где: К - индекс вектора Л .

Если -Я/ц , то весь материал поступит на ПТОС за

время поставок комплектов. В противном случае прием ма-. териалов на ПТОС необходимо начать за л/до нач!ла поставок комплектов на строительные объекты, включающих /Г-й матери* ^ " ( 12 ) . Параметр..^ меньший нуля указывает на отсутствие необходимости заблаговременной заготовки материалов. Следует пострить вектора Т, каждый элемент которого и представляет собой выражение 12.

Элементы векторам/большие нуля и определяют минимальный период накапливания соответствующего матерела до начала поставок с ПТОС комплектов на объекты.

Проделанный теоретический анализ показал, что основными-характеристиками, по которым определяется структура ПТОС являются:

-емкость складов для хранения поступающих на ПТОС материалов;

-мощность производственных участков по переработке материалов и их комплектации;

-запас времени, в течение которого осуществляется накопление материалов ка складе до начала поставок технологических комплектов на строительные объекты.

Графическая иллюстрация описания ПТОС, как системы массового обслуживания приведена на рисунке 2.

- 17 -

ПТОС, как система массового обслуживания

( выходной поток ) Поставки комплектов на объекты

0-1 - интенсивность входного потока -го материала;

- потребность в ¿'~м материале для^'-го комплекта;

- интенсивность поставки у-го комплекта на объект;

- интервал времени между началом приема /-го материала на ПТОС и началом поставок комплектов на объекты.

Рис. 2

- 18 -

Расчеты основных параметров ПТОС производятся по формулам (б - 12) и по корреляционным зависимостям «полученных автором.

На основании анализа основных технологических процессов при строительстве транспортных зданий из различных материалов исполнения, а также разработанных рекомендаций по повышению степени готовности конструкций и изделий автором разработана рациональная структура ПТОС.

МОС включает в себя производственный и складской комплексы. В складской комплекс входят складские площадки, склады и еклады-навеси. Производственный комплекс представляет собой набор специализированных участков на которых осуществляется повышение технологической готовности конструкций и изделий. В состав производственного комплекса входят следующие участки: участок изделий из кровельной стали; участок металлоизделий; столярный участок; участок раскроя стекла; участок раскроя обоев; участок раскроя и сварки линолеума; участок изготовления тепло изоляционных мак риалов и др.

Основой формирования структура и мощности предлагаемых ПТОС является использование типовых проектных решений производственно-технологических элементов (ПТЭл) производственных участков по переработке материальных ресурсов.

Одной из центральных является задача размещения ПТОС при строительстве новых железных дорог.

Автором предлагается сооружать ПТОС непосредственно на территории будущей промежуточной или участковой станции. Зто связанно с тем, что осваивая площадку под строительство ПТОС ведется сооружение постоянных объектов железнодорожной

' - 19 -

станции, которые после демонтажа оборудования ПТОС остаются на станции и включаются в эксплуатационную работу по обслуживанию перевозочного процесса станции, не требуя дополнительных капитальных вложений в строительство того объекта, в котором размещалось предприятие. При размещении ПТОС вблизи зона строительно-монтажных работ сокращается дальность транспортировки конструкций и изделий, что позволит ликвидировать промежуточные и приобъектные склады, производить монтаж строительных конструкций повышенной степени готовности с ПТОС.

При длине железнодорожной линии, не превышающей радиуса обслуживания объектов строительства с одного ПТОС, который определяется рациональным расстоянием перевозок строительных конструкций к материалов автомобильным транспортом, ПТОС дислоцируется на станции примыкания строячегося участка железной дороги и функционирует в течение всего срока

строительства объектов на раздельных пунктах. При увеличе-♦

нии радиуса обслуживания создается временный пункт производственно-технологической комплектации, где либо сооружается новое предприятие, либо передислоцируется старое.

Развертывание ПТОС предлагается автором начинать с момента устройства притрассовой автомобильной дорога, что обеспечит опережающее строительство транспортных зданий и сооружений на железнодорожных станциях.

На основании анализа проектов участковых станций ряда железнодорожных' линий, авто .ром диссертационной работы рекомендуется размещать ПТОС на площадке, отведенной проектом под грузовой двор железнодорожной станции. При больпих

- Ю -

объемах строительно-монтажных' работ при строительстве транспортных зданий, а также при обеспечении конструкциями и изделиями повышенной степени готовности других объектов железнодорожной линии рекомендуется размещать ПТОС на территории производственных эдакий различных служб, конструктивные характеристики которых и площадь застройки позволяют разместить на своей территории оборудование ПТОС. Такими объектами могут бить ПХТО, локомотивное депо и др. .

ОБЩИЕ ВЫВОДУ

1. Установлено, что причиной отставания строительства транспортных зданий и сооружений железнодорожных станций от темпов возведения линейно-протяженных' объектов железных дорог является низкая эффективность организации их строительства, в том числе из-за неудовлетворительной организации технологического обеспечения строительства зтих о£/ьектов.

2. Показано, что существующие в настоящее время базы производственно-технологической комплектации (ПК) не обеспечивают повышения степени готовности конструкций и изделий и неудовлетворяют требованиям современного транспортного строительства. Базы НТК функционирует только в условиях

с хорощо развитой транспортной сетью и не реиают задач организации технологического обеспечения строительства объектов железных дорог при отсутствии путей сообщения.

3. Получены обобщенные удельные показатели потребности в ресурсах для строительства транспортных зданий и объектов инженерного назначения в зависимости от их конструктивно-технологических характеристик.

- 2Г -

Создан банк данных для расчета ресурсов, необходимых при строительстве объектов инженерного назначения.

5. На основании анализа основных технологических процессов по монтажу и отделке транспортных зданий из- различных материалов исполнения разработаны рекомендации по повышении степени готовности строительных конструкций и изделий в условиях функционирования предложенных предприятий технологического обеспечения строительства (ПТОС).

6. Разработана методика формирования ПТОС транспортных зданий и сооружений железнодорожных станций в которой решены задачи определения модности и структуры ПТОС, а так же даны рекомендации по размещению этих предприятий при строительстве объектов новых железных дорог.

Основные положения диссертации, опубликованы з работах:

1. Призмазонов A.M., Малявин А.Н. К вопросу организации производственно-технологической комплектации площадочных и рассредоточенных объектов транспортного строительства. // Трансп. стр-во. - 1991. - £12. - С.23.

2. Малявин А.Н. Повышение надежное m комплектации объактов транспортного строительства. // Материалы 5 3-й науч.-техн. конф. /.ХИИТ. - Харьков, 1991. - С.53-51!.

3. Алексеева ЕЛ., Малявин А.Н. Вопросы надежности ресурсного обеспечения строительства транспортных зданий. // Межвуз. сб. научн. тр. / МНИТ. -1291. - Зып. 653: Совершенствование организации строительства и реконструкции железных дорог. - С.61-64.

- 22 -

Алексеева ЕЛ., Кельчевский А.К., Малявин А.К. К вопросу ресурсного обеспечения подземной часги транспортных зданий. Ц Трансп. стр-во. - 1992. - Ш-12. - C.'26-27.

5. Малявин А.Н. Размещение предприятий технологического обеспечения строительства транспортных здания и сооружений. // Нежэуэ. сб. научи. тр. / МИИТ. - 1993. - Вып. 877 : Развитие сети железных дорог и совараенствование организации строительства. - С. 52-55.

6. Алексеева ЕЛ., Кельчевский А.К., Малявин А Л!.'

К вопросу определения потребности в трудовых и материально-технических ресурсах при проектировании организации строительства инженерных сетей на железнодорожных станциях. // Межвуз. cd. научн. тр.' / МйКТ. - 1993. - Вып.-877 : Развитие сети железных дорог и совершенствование организации строительства. - С. 63-67.