Проектирование производства монтажных работ

Министерство  транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное

Бюджетное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

«Дальневосточный  государственный

университет путей сообщений»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра «»

 

 

 

 

 

 

 

 

Проектирование  производства монтажных работ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:.

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Хабаровск

2012

 

Оглавление

Введение 3

1. Подсчет объемов работ 4

1.1 Исходные данные 4

1.2 Конструктивная характеристика здания 4

1.3 Составление монтажных процессов и работ 4

1.4 Объемы работ 5

1.5 Затраты труда и время работы крана на монтаж каркаса 6

2. ВЫБОР МОНТАЖНЫХ СРЕДСТВ 8

2.1 Монтажная оснастка 8

2.2. Выбор монтажного крана 10

2.2.1 Общие указания 10

2.2.2. Выбор крана по техническим параметрам 10

2.2.3. Сравнение вариантов монтажных кранов 12

2.3. Выбор транспортных средств 13

2.4. Вспомогательные приспособления и инструмент 14

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА МОНТАЖНОГО ЗДАНИЯ 17

3.1. Порядок проектирования технологии и организации монтажных работ 17

3.2. Разработка графика производства работ 17

3.4. Технико-экономические показатели организации работ 19

Заключение 21

Список литературы 22

 

 

Введение

 

Железнодорожное строительство  включает в себя сооружение большого числа разнообразных объектов, постоянных устройств не только железнодорожного пути, водопропускных труб, мостов, но и зданий.

Процесс сборки таких объектов из частей высокой производственной готовности, или монтаж, представляет собой наиболее предпочтительную и  совершенную технологию массового строительства.

Целью выполнения курсового  проекта по дисциплине «Технология, механизация и автоматизация  железнодорожного строительства» является овладение студентом основами проектирования комплексной механизации и технологии монтажа строительных конструкции полносборных зданий. Кроме того, студент должен освоить методику разработки основных документов проекта производства монтажных работ: технологических схем монтажа сборных элементов, технологических карт на монтажные процессы, графиков производства работ, ведомостей объемов работ, трудовых и материально-технических ресурсов.

В данном проекте производятся решения указанных задач  на примере монтажа сборного железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания.

 

1. Подсчет объемов работ

1.1 Исходные данные

 

Номер варианта: 75

В соответствии со своим вариантом  были выбраны:

ширина пролета - 24 м;

число пролетов – 4;

число секций – 1;

высота здания – 9,6 м;

шаг колонн крайнего ряда –  6 м;

шаг колонн среднего ряда – 12 м;

шаг ферм – 6 м

1.2 Конструктивная характеристика здания

 

Каркас одноэтажного промышленного  здания обычно состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балок, ферм), и продольных элементов (фундаментных и подкрановых балок, подстропильных конструкций, плит покрытия и связей). Такие здания компонуются обычно из прямоугольных секций, состоящих из параллельно расположенных пролетов одинаковой высоты, с устройством при необходимости температурных швов.

Пролетом называется поперечное расстояние между колоннами. Оно  соответствует длине стропильных балок (ферм). Продольное расстояние между колоннами называется шагом колонн. Шаг принимается обычно размером 6 или 12 м.

В зданиях с большой  длиной из-за температурных колебаний  происходит изменение линейных размеров конструкций, вследствие чего здание может деформироваться. Для предупреждения деформаций предусматриваются температурные швы, расчленяющие здание на температурные блоки (секции). Каждая секция должна иметь длину не более 72 м, ширину – не более 144 м и обладать самостоятельной пространственной жесткостью. Температурные швы выполняются путем установки сдвоенных колонн и балок (ферм), но без вставок и удвоения разбивочных осей.

В соответствии с вариантом  принято:

для крайних рядов колонны марки К–96–6;

для средних рядов колонны  марки С-96-12/2;

для подкрановых балок  крайнего ряда БП-6

для подкрановых балок среднего ряда – БП-12;

для балок подстропильных – БС-12

для ферм – Ф-24-6;

для плит перекрытий – ПП-6-3

 

1.3 Составление монтажных процессов и работ

 

Комплексный процесс монтажа строительных конструкций  включает транспортные, подготовительные и основные монтажные операции. К  транспортным операциям относится погрузка, транспортирование, разгрузка и складирование сборных элементов с обеспечением их своевременной доставки и сохранности. Подготовительные операции – это проверка на строительной площадке качества и комплектности сборных элементов, при необходимости укрупнение и временное усиление конструкций, навеска приспособлений для выверки и временного закрепления сборных элементов, а так же для обеспечения безопасности работы монтажников. Основные монтажные процессы состоят из захвата (строповки) сборных элементов, установки их на место, временного закрепления, выверки и окончательного закрепления в проектном положении.

Монтажным циклом называют комплекс операций по установке  монтируемого элемента в проектное положение. В него входят строповка, подъем и подача к месту установки, наведение, ориентирование и установка в проектное положение, временное раскрепление, расстроповка и возврат грузового крюка в исходное положение. К числу операций, которые выполняются без крана, относятся выверка установленных элементов и их окончательное закрепление в проектном положении. При монтаже сборных железобетонных элементов окончательное закрепление выполняется с помощью электросварки закладных деталей и замоноличивания стыков бетонной смесью или цементным раствором. В комплекс работ по возведению сборных зданий и сооружений монтаж строительных конструкций чаще всего выполняется в два этапа: монтаж подземных конструкций, выполняемый в период работ нулевого цикла, и монтаж надземных конструкций, к которому приступают после окончания и сдачи нулевого цикла.

1.4 Объемы работ

Таблица 1

Спецификация  сборных железобетонных элементов  каркаса

 

Элемент	Марка элемента	количество на здание	Объем		Масс
			На 1 элемент	На здание	На 1 элемент	На здание
Колонна крайнего ряда	К-96-6	26	2,86	74,36	7,1	184,6
Колонна среднего ряда	С-96-12/2	21	4,24	89,04	10,7	224,7
Балка подкрановая крайнего ряда	БП-6	24	1,17	28,08	2,9	69,6
Балка подкрановая среднего ряда	БП-12	36	4,24	152,64	10,7	385,2
Балка подстропильная	БС-12	18	4,8	86,4	12	216
Ферма	Ф-24-6	52	4,5	234	11,2	582,4
Плита покрытия	ПП-6-3	384	0,93	357,12	2,3	883,2
Итого				1021,64		2545,7

 

Контроль  вычислений: 2545,7/1021,64=2,5 т/м³

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2

Подсчет объемов  работ на электросварке стыков

 

Наименование элемента и  марка	количество	Длина электросварочных швов
		На 1 элемент	Всего
БП-6	24	1,5	36
БП-12	36	2	72
БС-12	18	1,8	32,4
Ф-24-6	52	2,4	124,8
ПП-6-3	384	0,6	230,4
Итого	514		495,6

 

Д_ш=0,5*(Р_п*Ч_п-Р_зд),

Где Р_п – периметр плиты, м; Ч_п – число плит в покрытии; Р_зд – периметр здания, м.

 

Д_ш=0,5 (30*384-336)=5592

1.5 Затраты труда и время работы крана на монтаж каркаса

Таблица 1.3

Нормативные затраты труда монтажников и  машинистов на комплекс работ 

(калькуляция)

Состав звена	Наименование работ	Единицы измерения	Объем работ	Норма		Всего
				Человек в час	Машин в час	Человек в час	Машин в час
А-Т2 Е4-1-4	Установка колонн крайнего ряда	шт	26	4,9	0,49	127,4	12,74
А-Т2 Е4-1-4	Установка колонн среднего ряда	шт	21	11	2,2	231	46,2
Б-Т3 Е4-1-6	Установка балок подкрановых крайнего ряда	шт	24	4,3	0,86	103,2	20,64
В-Т4 Е4-1-6	Установка балок подкрановых среднего ряда	шт	36	7,5	1,5	270	54
Е4-1-7	Установка балок подстропильных	шт	18	5	1	90	18
А-Т2 Е4-1-4	Установка ферм	шт	52	9,5	1,9	494	98,8
А-Т2 Е4-1-4	Установка плит покрытия	шт	384	1,2	0,3	460,8	115,2
	Итого					1776,4	365,58
Состав звена	Наименование работ	Единицы измерения	Объем работ	Норма		Всего
				Человек в час	Машин в час	Человек в час	Машин в час
Е4-1-25	Заделка колонн в фундаментах	шт	47	1,2	-	56,4	-
Е4-1-26	Заливка швоф плит	м	32,88	4	-	131,52	-
22-1-6	Сварка плит покрытия	м	230,4	0,31	-	71,424	-
22-1-6	То же других элементов	м	265,2	0,66	-	148,61	-
	Итого					2184,354

 

 

 

 

2. ВЫБОР  МОНТАЖНЫХ СРЕДСТВ

2.1 Монтажная  оснастка

Таблица 2

Требуемые приспособления и оборудование для монтажа каркаса

Наименование	Эскиз	Назначение	Техническая характеристика
			Грузоподъемность, т	Масса, т	Расчетная высота, м
Траверса унифицированная		Установка колонн	10	0,180	1
Траверса		Установка балок длиной 12 м	9	0,935	3,2
Траверса		Установка ферм	20	1,35	4,3
Траверса		Установка плит покрытия размерами 3х12	10	1,080	3,31
Клиновой вкладыш	Выверка и временное крепление  колонн-6,5-
Расчалка		Временное крепление ферм, балок и т. д.	-	98	-
Распорка		Временное крепление ферм при шаге 12 м.	-	89	-
Домкрат		Выверка колонн в плане		21
Инвентарная распорка		Выверка и временное крепление  колонн в плоскости ряда		89
Вышка строительная		Обеспечение рабочего места на высоте до 19 м.	0,25	5300	18

 

 

2.2. Выбор монтажного  крана

2.2.1 Общие указания

 

Выбор крана  для возведения зданий и сооружений проводят в два этапа:

-устанавливают  техническую возможность использования  крана данного типоразмера;

-выполняют технико-экономические расчеты и определяют экономическую целесообразность применения данного крана.

При выборе крана  исходными данными являются:

-габариты  и конфигурация зданий и (или)  их частей (пролетов, блоков, секций, ячеек и т.д.);

-параметры  и расположение в здании монтируемых  конструкций (масса, габариты, монтажная  высота);

-методы и  технология монтажа;

-условия производства.

При монтаже  одноэтажных промышленных зданий унифицированных схем наибольшее распространения получили автомобильные, пневмоколесные и гусеничные стреловые краны. Для обеспечения высоких темпов работы, более полной загрузки ведущих машин выгрузку и складирование сборных элементов, доставляемых на стройплощадку, рекомендуется производить специально подобранными разгрузочными кранами (чаще всего автомобильными или пневмоколесными). Монтажные краны для этих целей можно использовать лишь в тех случаях, когда они не заняты на монтажных работах, а также при монтаже «с транспортных средств».

Области эффективного использования монтажных кранов устанавливаются отраслевыми типажами машин и механизмов для монтажных работ. В отраслевых типажах предусматривается многокрановая схема механизации монтажных работ, в соответствии с которой для установки различных по весовым характеристикам конструктивных элементов используются краны с разной грузоподъемностью.

2.2.2. Выбор крана  по техническим параметрам

 

Для соответствия технических возможностей кранов и  объемно-планировочных и конструктивных особенностей сооружения определяются требуемые технические параметры крана (минимальная длина стрелы, требуемая грузоподъемность крана, высота подъема и вылета крюка).

Требуемая грузоподъемность крана определяется на основе монтажной (установочной) массы элементов

 

где - масса поднимаемого элемента; - масса грузозахватных средств и монтажных приспособлений, поднимаемых вместе с элементом.

Установочная  масса для колонны

 

Где - масса грузозахватного приспособления, т; - масса лестницы; - масса инвентарных подмостей или люльки, т; -масса двух расчалок, т.

Требуемая высота подъема крюка крана при установке  элемента Н_тр измеряется от уровня стоянки крана.

Н_тр=Н₀+Н₁+Н₂+Н₃

где Н₀- высота опор монтируемого элемента от уровня стоянки крана, м; Н₁- запас по высоте между опорой и низом устанавливаемого элемента (0,5…2), принимаемый из условия безопасности производства работ; Н₂- высота (толщина) монтируемого элемента, м; Н₃- Расчетная высота захватного устройства, м.

Таблица 2.2

Определение требуемой массы элемента

 

Элемент	Марка элемента	Масса G1	Gгр. М	Gдоп. М	Gтр. М
Колонна крайнего ряда	К-96-6	7,1	0,18	0,196	7,476
Колонна среднего ряда	С-96-12/2	10,7	0,24	0,196	11,136
Балка подкрановая крайнего ряда	БП-6	2,9	0,386		3,286
Балка подкрановая среднего ряда	БП-12	10,7	0,935		11,635
Балка подстропильная	БС-12	12	0,935		12,935
Ферма	Ф-24-6	11,2	1,35	0,126	12,676
Плита покрытия	ПП-6-3	2,3	0,205		2,505

 

Таблица 2.3

Определение требуемой высоты подъема элемента

 

Элементы	Высота, м
	Н0	Н1	Н2	Н3	Нтр
К-96-6	-1	10,6	0,5	1	11,1
С-96-12/6	-1	10,6	0,5	1,16	11,26
БП - 6	8,8	0,8	0,5	2,8	12,9
БП-12	7	1,4	0,5	3,2	11,6
БС -12	8,9	0,7	0,5	3,2	13,3
Ф-24-6	9,6	2,935	0,5	4,3	17,335
ПП-6-3	12,535	0,3	0,5	2,1	15,435

 

Н_{1 –} h монтируемого элемента; Н_{2 –} это запас по высоте для обеспечения безопасной работы; Н₃ – высота траверсы; Н₀ – это высота опор монтируемого элемента; Н_тр – требуемая высота подъема элемента.

Н₀ – для колонн крайнего ряда

Н_зд – Н₁ = 9,6-10,6= -1

Н_{0 –} для колонн среднего ряда

Н_зд – Н₁ = 9,6-10,6= -1

Н₀ –для балок подкрановых

Н_ккр-1-h=9.4-1-1.4=7

Н₀- для ферм стропильных

Н_ферм=Н_кол-1=9,6

Н_опп=(Н_кол-1)+Н_ферм=12,535 

 

Н₆=Н_тр-Н₃-Н₅

L₃=L₀/2+E=7.5

Н_тр - для плит покрытия; Н₃- для плит покрытия; Н₅=1,5 м

L₀- длина; ПП=6 м; Е=1,5 м

L₃=6/2+1,5=4,5

Н₆=15,435-2,1-1,5=11,835

=55˚

 

=4.5/0,5736+11,835/0,8192=7,84 +14,45=22,29

 

L₂=1.5 м

L=1.5+22,29*0,5736=14,28

B₀=0.5(B-B₁)=0.5(24-3)=10.5

B-ширина пролета здания, м; В₁-ширина плит покрытия, м.

L_тр=

L_тр=

²

=²=

L_тр<_тр

Таким образом, выбор модели крана  производим на основе следующих требуемых параметров: =12,935 т. (установочная масса наиболее тяжелого элемента – БС-12); =2,505 т. (установочная масса наиболее удаленного от крана элемента – плиты покрытия); Н_тр=15,435 м.; L_тр=17,72 м.; ℓ_тр=22,4 м (требуемые параметры крана для установки плиты).

 

2.2.3. Сравнение  вариантов монтажных кранов

 

В данном курсовом проекте  необходимо сравнить два варианта монтажных  кранов. Сравнение целесообразно  выполнять для кранов с различным  ходовым оборудованием (гусеничным и пневмоколесным).

Выбор крана из двух вариантов  производится на основе сравнения технико-экономических  показателей. При выполнении курсового  проекта рассчитываем  показатели  эксплуатационной производительности кранов, удельной трудоемкости и энергоемкости работ и др.

Усредненную часовую эксплуатационную производительность крана определить по средневзвешенной норме машинного времени на монтаж элементов каркаса Н_ср

П_ч = К_фФср/К_{у Нср}

Где К_ф – средний коэффициент к нормам времени ЕНиР, учитывающий отклонение фактических затрат времени от нормативных, для монтажных работ принимается К_ф=1,3; Ф_ср - средняя масса монтируемых элементов, т; К_у – коэффициент, учитывающий условия выполнения работ, принимается для гусеничных кранов 1,0, для пневмоколесных – 1,1.

Средняя масса элементов  определяется по спецификации изделий (табл. 1)

Ф_ср =

Средневзвешенная норма  машинного времени на монтаж элементов  каркаса здания определяется по калькуляции (табл. 1.3)

Н_ср =

Трудоемкость единицы  работ также можно определить по калькуляции (табл. 1.3)

Т_е =

Где Т_монт – затраты труда монтажников, чел.-ч (табл. 1.3); Т_маш – то же, машинистов, чел.-ч (табл. 1.3); Т_мд – затраты труда на монтаж, демонтаж и доставку крана на объект, чел.-ч (прил. 8); V – объем работ на объекте, м³ сборного железобетона (табл. 1)

Удельную энергоемкость монтажных работ можно определить из выражения

е = Э_дКпр/П_т

где Э_д – мощность двигателя машины, кВт (прил. 8); К_пр – коэффициент приведения размерностей, К_пр = 3,6; П_т – техническая производительность машины

П_{т =} П_ч/К_в

где К_{в –} коэффициент использования машины по времени в течение смены, принимается К_в = 0,8.

Таблица 2.4

Показатели  вариантов монтажных кранов

 

Наименование показателя	Единица измерения	Обозначение показателя	Значение показателя для крана
Тип крана	-	-	СКГ - 30 гусеничный	КС-6362 пневмоколесный
Максимальная грузоподъемность	т	Gmax	15	11,5
Среднечасовая эксплуатационная производительность	т/ч	Пч	8,4	7,6
Трудоемкость единицы работ	чел.-ч/м3	Те	2,64	2,86
Удельные энергозатраты на единицу работ	МДж/т	Е	27,43	44,72

Вывод: В результате сравнения  показателей вариантов СКГ и  КС кранов, выбираем кран гусеничный СКГ - 30 с = 25 м. Данные кран имеет более высокую среднечасовую эксплуатационную производительность, более низкую трудоемкость единицы работ и энергозатрат чем кран КС-4362.

2.3. Выбор транспортных  средств

 

В курсовом проекте выбор  транспортных средств для перевозки  сборных элементов производится путем сопоставления грузоподъемности и габаритных размеров платформы транспортного средства с массой и габаритными размерами перевозимых изделий. При этом количество изделий, перевозимых на одной транспортной единице, подбираем таким образом, чтобы коэффициент использования грузоподъемности транспортных средств при перевозке конструкций в горизонтальном положении был не ниже 0,9, а в вертикальном – 0,7…0,8.

 

Таблица 2.5

Ведомость транспортных средств 

для перевозки  строительных конструкций

 

Конструкция			Транспортное средство
Наименование	Масса, т	Длина, м	Марка	Грузоподъемность, т	Длина, м	Число элементов на рейс, шт	Использование грузоподъемности
К-96-6	7,1	9,6	УПР1212	12	12,72	1	0,6
С-96-12/2	10,7	9,6	УПР1212	12	12,72	1	0,8
БП-6	2,9	5,96	УПП0906	9	6,32	3	0,9
БП-12	10,7	11,96	УПР1212	12	12,72	1	0,9
БС-12	12	11,96	УПР1212	12	12,72	1	0,9
Ф-24-6	11,2	23,96	УПФ2124	21	26,5	1	0,9
ПП-6-3	2,3	11,96	УПР1212	12	12,72	5	0,9

 

2.4. Вспомогательные  приспособления и инструмент

 

Качество и эффективность  монтажных работ в значительной степени зависят и от применяемого монтажного оснащения, к которому кроме  грузозахватных приспособлений также относятся средства для складирования сборных элементов, временного закрепления и выверки конструкций, для заделки стыков и швов, приспособления для устройства рабочих мест на высоте и обеспечения безопасности рабочих, различные виды инструмента, инвентарные помещения для монтажной бригады.