3. Технологическая схема монтажа тела трубы

3.1. Объёмы работ по монтажу блоков оголовков и звеньев трубы

Объём монтажных работ подсчитывают в основном для определения трудоёмкости , которую определяют по нормам ЕНиР (Е4-3) [16]. В [16] норма времени даётся на одну деталь в зависимости от массы элемента и/или отверстия трубы.

В курсовой работе объём монтажных работ (количество штук сборных деталей) определяется по ранее составленной эскизной конструктивной схеме трубы (рис. 1.3) «прямым счётом». Количество и характеристику сборных элементов оголовков трубы в курсовой работе можно принимать по табл. 1.3.

Результаты подсчёта объёмов работ по монтажу сборных элементов надфундаментной части трубы приводятся в виде спецификации – таблицы, в которой указаны основные характеристики элементов (объём, масса) и их количество в рассматриваемом сооружении (табл. 3.1). В табл. 3.1 общее количество элементов одного типа разбито на группы с учётом градации, принятой в ЕНиР [16].

Таблица 3.1

Спецификация сборных элементов трубы ПЖБТ-4 (Н_н = 12 м)

Элемент	Марка элемен-та	Количест-во на трубу	Объём, м3		Масса, т
			на 1 элемент	общий	на 1 элемент	общий
Блоки откосных крыльев массой до 3 т	№ 101п, № 101 л*	4	1,184	4,736	2,96	11,84
Блоки откосных крыльев массой от 5 до 10 т	№ 102 п, № 102 л	4	3,32	13,28	8,3	33,2
Звенья прямоугольной трубы отверстием 4 м	№ 103	26	4,12	107,12	10,3	267,8
Итого:		34		125,14		312,84

Примечание: п – правый; л – левый

В расчётах принято теоретическое значение массы одного кубического метра железобетона (м³), равное 2,5 т. Проверка (табл. 3.1): 125,14х2,5 = 312,85 т. Разность 312,85 – 312,84 = 0,01 т, что составляет 1%, допустима. Средняя масса одного элемента: 312,84/34 = 9,2 т.

3.2. Выбор монтажного крана

3.2.1. Общие положения

Ведущей машиной при производстве монтажных работ является монтажный кран. Кроме монтажного крана в комплект входит также кран для погрузо-разгрузочных работ, транспортные средства, машины и оборудование для заделки монтажных стыков и гидроизоляции, для приготовления и укладки бетонной смеси, приспособления для организации рабочих мест на высоте и в зимних условиях.

Выбор моделей и числа машин, входящих в комплект, производится на стадии разработки проектов производства работ с учётом конкретных производственных условий. При составлении технологических карт используют ранее принятые проектные решения, а также типовые ведомственные схемы комплексной механизации строительных технологических процессов.

Так в бывшем Минтрансстрое (ныне корпорация «Трансстрой») для строительных организаций, выполняющих весь комплекс работ по строительству железобетонных и бетонных водопропускных труб, разработан типовой табель машин и оборудования (табл. 3.2) [10]. При выполнении курсовой работы состав комплекта и типы машин, в том числе тип монтажного крана, можно принять по указанному ведомственному табелю машин и оборудования.

При выборе модели крана более предпочтительны автомобильные краны и краны на специальном шасси автомобильного типа, которые в настоящее время преобладают в парке строительных грузоподъёмных машин (более 80% от общего числа стреловых кранов). Большинство их выпускается с гидравлическим приводом исполнительных механизмов и телескопическими двух–четырёхсекционными стрелами, длину которых можно изменять при рабочей нагрузке. Краны могут работать без установки на аутригеры и перемещаться по строительной площадке с грузом на крюке (со скоростью до 5 км/ч). Кроме того, эти краны обладают более высокой мобильностью по сравнению с гусеничными и пневмоколёсными кранами. Вместе с тем в настоящее время продолжают успешно эксплуатироваться гусеничные и пневмоколёсные краны, в том числе и в транспортных строительных организациях (табл. 3.2).

Конкретную модель монтажного крана принимают на основе оценки технической возможности её использования для установки элементов конструкций с учётом их типа, размеров, массы и т. д., а также габаритов сооружения.

Определение технической возможности использования крана производится на основании расчёта требуемых рабочих параметров для монтажа конструктивных элементов: грузоподъёмности, вылета и высоты подъёма крюка [11].

Таблица 3.2

Табель машин и оборудования для оснащения подразделений по строительству водопропускных труб корпорации «Трансстрой»

Наименование	Тип	Количество на подразделение
Краны самоходные грузоподъёмностью до 25-40 т	Автомобильные, на спец-шасси автомобильного типа, пневмоколёсные, гусеничные	2–4
Экскаваторы с кошами 0,15-0,25 м3	Обратная лопата, драглайн, грейфер	1–2
Бульдозеры класса Т-100 – Т-130	Поворотные и неповоротные,	1–2
Автосамосвалы	Грузоподъёмностью 5–10 т	1–2
Грунтоуплотняющие машины	Пневмоколёсные катки массой 25–30 т	1
Автомобили бортовые	До 15– 25 т	2–3
Трейлеры	До 75 т	1
Прицепы автомобильные	До 25–50 т	1–2
Бетоносмесители передвижные	100–330 л	1–2
Растворосмесители	100–250 л	1–2
Вибраторы для уплотнения бетонной смеси	Глубинные: ИВ-27; ИВ-59 поверхностные: ИВ-91А	3–4
Электротрамбовки для уплотнения грунта	ИЭ-4501	2–3
Насосы водоотливные	НЦС-1; НЦС-3	2–3
Агрегаты для разогрева битума	СО-100; СО-195	1–2
Распылительный агрегат для нанесения мастик	Передвижной	1–2
Электростанции передвижные	75–100 кВА	1–2

3.2.2. Требуемая грузоподъёмность монтажного крана

В общем случае требуемая грузоподъёмность крана G_ТР при монтаже любого элемента сооружения определяется из выражения:

G_ТР = m₁ + m₂, (3.1)

где m₁ – масса монтируемого элемента, т; m₂ – масса грузозахватного приспособления, т.

При монтаже элементов сборных фундаментов труб используют следующие унифицированные грузозахватные приспособления:

– для блоков оголовков и лекальных блоков стропы (двух- и четырёхветвевые), средняя масса которых равна 100…150 кг;

– для монтажа звеньев труб траверсы и скобы. Их масса составляет: при грузоподъёмности грузозахватного приспособления до 10 т – 500…700 кг; при большей грузоподъёмности – 900…1200 кг.

Следовательно, по условиям рассмотренного выше примера для установки звеньев прямоугольной трубы отверстием 4 м:

G_ТР = 10,3 + 1,05 = 11,35 т;

– блоков оголовков:

G_ТР = 8,3 + 0,125 = 8,425 т; G_ТР = 2,96 + 0,14 = 3,1 т.

Такую грузоподъёмность выбранный кран должен иметь на соответствующем вылете (≥L_ТР).

3.2.3. Требуемый вылет и высота подъёма крюка крана

Монтажный кран следует выбирать с учётом его использования не только для монтажа надфундаментной части трубы, но и для устройства фундамента и выполнения погрузо-разгрузочных работ на объекте.

При устройстве фундаментов кран может перемещаться (рис. 3.1) или по бровке котлована (с одной и/или с двух сторон), или по дну котлована. Аналогичные схемы применяются и при монтаже надфундаментной части трубы.

Рис. 3.1. Схемы расположения монтажного крана:

а – на бровке котлована; б – в котловане

При использовании первой схемы (рис. 3.1, а) требуемый вылет крюка крана определяют с учётом минимально допустимого расстояния от подошвы откоса до ближайших опор крана, величина которого регламентируется СНиП [18]. Таким образом, при расположении крана на берме котлована требуемый вылет крюка можно определить по формуле:

L_ТР = 0,5Б_К + Б_Б + Б_Ц, (3.2)

где Б_К – ширина опорной базы крана, принимаемая в предварительных расчётах 3–5 м;

Б_Б – безопасное расстояние от опоры крана до грани фундаментов трубы, м; расстояние Б_Б определяется с учётом размеров котлована и вида грунта по формуле:

Б_Б = b_а + b_с, (3.3)

где b_а – регламентируемое СНиП [18] допустимое расстояние от опор крана до основания котлована, м, определяется по таблице 3.3 (путём интерполирования значений b_а); b_с – расстояние от наружной грани фундамента до основания откоса котлована, принимается b_с = 0,3…0,5 м;

Б_Ц – расстояние от грани фундамента (со стороны крана) до центра опоры монтируемого элемента, м.

Таблица 3.3

Наименьшее допустимое расстояние от основания откоса котлована

_{до ближайшей опоры крана, bа}

Глубина котлована, м	Грунт
	песок	супесь	суглинок	глина	лёсс
1	1,5	1,25	1	1	1
2	3	2,4	2	1,5	2
3	4	3,6	3,25	1,75	2,5
4	5	4,4	4	3	3
5	6	5,3	4,75	3,5	3,5

При этом возможны два варианта. 1-й вариант (рис. 3.3): часть стоянок крана (стоянки 1 и11) находятся с одной стороны котлована; другая часть стоянок (2–10) с противоположной стороны котлована. При такой схеме монтажа расстояние Б_Ц будет равно половине ширины монтируемого элемента В_Э (см. рис. 3.1, а):

Б_Ц = 0,5 В_Э. (3.5)

2 вариант – все стоянки кран располагаются только на одной стороне котлована. При наличии у крана телескопической стрелы это достигается за счёт выдвижения секций стрелы. В этом случае при определении вылета для установки блоков откосных стенок на противоположной стороне котлована необходимо учесть ширину оголовка. Для этого варианта величину Б_Ц приближённо можно определить по формуле

Б_Ц = В_Т + В_Э + g S, (3.6)

где В_Т – отверстие трубы, м; В_Э – см. выше; g – поправочный коэффициент, равный для насыпей высотой до 6 м g = 0,82; для насыпей высотой более 6 м g = 0,96, S – высота трубы, м.

При выборе гусеничного или пневмоколёсного крана, а также автомобильного крана с механической подвеской рабочего оборудования целесообразно использовать схему, при которой кран поочерёдно располагается с двух сторон котлована (рис. 3.3).

Требуемый вылет крюка крана определяется для монтируемых элементов в табличной форме (табл. 3.4).

Пример 3. Определить требуемый вылет крюка крана при монтаже трубы ПЖБТ-4 длиной 26 м. Труба сооружается в супесчаном грунте, глубина заложения фундамента средней части трубы 1,2 м, глубина фундаментов оголовков – 4,2 м. Решение примера 3 дано в виде таблицы (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Расчёт требуемого вылета крюка крана при монтаже трубы ПЖБТ-4

Расчётные параметры	Ед. изм.	Элементы
		откосные крылья	звенья
Грунт	–	супесь
Глубина заложения фундамента	м	3,5	1,5
Допустимое расстояние от котлована до крана, bа (интерполяция по табл. 3.3)	м	4,0	1,825
Величина bC	м	0,4	0,4
Ширина монтируемого элемента, ВЭ	м	0,35	4,6
Примерное значение ширины опорной базы стрелового крана, БК	м	4
Требуемый вылет, LТР, (при расположении крана с одной стороны котлована)	м	6,825; (11,44)	6,775

При сооружении водопропускных труб сборные конструкции монтируются в уровне стоянки крана или ниже её. Поэтому, учитывая размеры крана и конструкций трубы, специальной проверки крана по высоте подъёма крюка расчётом не требуется.

3.2.4. Выбор модели монтажного крана

По требуемым параметрам из справочников [4, 9] или приложений 3 и 4 подбирают модель монтажного крана, характеристики которой удовлетворяют расчётным, т.е. G_КР(L_ТР) G_ТP(L_ТР), где G_КР(L_ТР) – паспортная грузоподъёмность крана на вылете, равном требуемому вылету для установки элемента сооружения.

Для принятой модели крана необходимо построить грузо-высотную характеристику (рис. 3.2) и рассчитать эксплуатационную производительность крана.

Рис. 3.2. Грузо-высотная характеристика

гусеничного крана ДЭК-251

Грузо-высотная характеристика показывает минимальный и максимальный вылеты, соответствующие наибольшей и наименьшей грузоподъёмности крана, а также наибольшей и наименьшей высоте подъёма крюка при соответствующей длине стрелы.

Среднечасовая эксплуатационная производительность монтажного крана П_Ч определяется на основе норм ЕНиР [16] и характеризуется массой поднятых грузов за 1 маш-ч:

П_Ч = К_Ф m_СР К_У / Н_СР, (3.7)

где m_СР – средняя масса поднимаемых грузов, т; К_Ф – коэффициент к нормам ЕНиР, учитывающий среднее отклонение фактических затрат времени от нормативных (К_Ф = 1,3); К_У – коэффициент условий работы крана при монтаже элементов. Принимается при работе без аутригеров равным 1,0; при работе с аутригерами – 0,9; Н_СР – средневзвешенная норма машинного времени на монтаж сборных элементов, маш-ч, определяемая на основе норм ЕНиР [16], (приложение 5) по калькуляции трудовых затрат и затрат машинного времени (табл. 3.5)

Таблица 3.5

Калькуляция трудовых затрат и затрат машинного времени на монтаж трубы ПЖБТ–4 (L_T =38 м)

Шифр ЕниР	Наименование работы	Объём работы	Звено	Затраты труда, чел-ч (маш.-ч)
				на ед. объёма		всего
				монт.	маш.	монт.	маш.
4-3-176, 1: в; г	Установка блоков откосных крыльев массой 2,96 т	4 шт.	Монтаж-ники: 4 р. – 2; 3 р. – 2; 6р. – 1	1,52	0,38 (0,38)	6,08	1,52 (1,52)
4-3-176, 3: в; г	Установка блоков откосных крыльев массой 8,3 т	4 шт.	То же	2,88	0,72 (0,72)	11,52	2,88
4-3-179, 7: а; б	Установка звеньев прямоугольной трубы отверстием 4 м, массой 10,3 т	26 шт.	Монтаж-ники: 4р. – 2; 3р. – 2; машинист 6р. – 1	4,6	0,92 (0,92)	119,6	29,9 (29,9)
4-3-175, 1, 2, 8	Подача и сортировка элементов труб на строительной площадке: 1) блоков оголовков массой до 5 т 2) то же, до 10 т 3) звеньев трубы 4х2,5 м	4 шт. 4 шт. 26 шт	Монтаж-ники: 4р. – 1; 3р. – 1	0,4 0,48 0,44	0,2 (0,2) 0,24 (0,24) 0,22 (0,22)	1,6 1,92 11,44	0,8 (0,8) 0,96 (0,96) 5,72 (5,72)
Итого:		34 шт.				152,16	41,78

Средняя масса монтируемых элементов определяется как

m_CP = (Σm_i n_i) / Σn_i, (3.8)

где m_i – масса элемента i- го типа, т; n_i – количество элементов i- го типа, шт.

Средневзвешенная норма машинного времени составит:

Н_СР = (ΣM_i) / Σn_i, (3.9)

где M_i – машиноёмкость монтажа элементов i-го типа, маш.-ч; n_i – число элементов i-го типа.

Таким образом, для принятого крана (ДЭК-251) среднечасовая эксплуатационная производительность при монтаже тела трубы ПЖБТ-4 составит:

П_Ч = 1,3х(312,84/34)х1 / (41,78/34) = 9,72 т/ч.

3.3. Организация монтажных работ

Одним из основных документов технологической карты является технологическая (монтажная) схема (рис. 3.3), на которой указываются маршруты движения и места стоянок крана, очерёдность и требуемый вылет для установки каждого конструктивного элемента, а также тип и количество элементов, монтируемых на каждой стоянке.

На рис. 3.3 показан пример схемы монтажа надфундаментной части трубы с расположением крана с двух сторон котлована (см. п. 3.23). Схема включает продольный разрез и план трубы, а также путь движения крана с указанием номеров и мест стоянок крана, марок (№№) сборных элементов и их монтажных номеров.

Рис. 3.3. Схема монтажа трубы ПЖБТ-4 краном ДЭК-251:

__1__ – монтажный номер;

№ 107 – марка (№ типового элемента)

При расположении стоянок крана с двух сторон котлована прямоугольные трубы монтируют в такой последовательности. Монтаж начинают с установки на фундамент звена выходного оголовка. Затем с этой же стоянки крана (первой) монтируют элементы откосной стенки со стороны крана. Для монтажа противоположной откосной стенки выходного оголовка кран переходит соответственно на другую сторону котлована.

Далее кран, перемещаясь в сторону входного оголовка, устанавливает все звенья трубы. Затем последовательно устанавливается звено и блоки откосной стенки входного оголовка со стороны крана. Для установки блоков противоположной откосной стенки входного оголовка кран снова переходит на другую бровку котлована (рис. 3.3).

Монтаж круглой трубы с использованием аналогичной схемы также начинают с установки элементов выходного оголовка. С первой стоянки устанавливают портальную стенку и блоки, например, правой откосной стенки. Со второй стоянки, которая располагается на левой (противоположной) бровке котлована устанавливают блоки левой откосной стенки , лекальный блок и звено выходного оголовка. Затем с последующих стоянок крана устанавливают лекальные блоки и звенья трубы в направлении входного оголовка.

Установив все лекальные блоки и звенья трубы, включая звено входного оголовка, устанавливают портальную стенку и блоки левой откосной стенки.

Для установки элементов правой откосной стенки кран переходит на другую (правую) бровку котлована.

Номера стоянок крана, очерёдность установки элементов, направление монтажа, и необходимые рабочие вылеты приводятся в ведомости последовательности установки конструктивных элементов (табл. 3.7).

3.4. Контроль качества монтажных работ

В составе технологической карты решаются вопросы операционного контроля качества производства работ. Сущность операционного контроля качества заключается в своевременном установлении фактических отклонений от проектных размеров, предусмотренных проектом, требованиями строительных норм и правил, технических условий и т.д. и устранении обнаруженных недостатков в ходе выполнения работ.

Основными задачами операционного контроля качества являются:

– обеспечение соответствия выполняемых работ рабочим чертежам, строительным нормам и правилам производства работ;

– своевременное выявление, анализ и устранение дефектов;

– запрещение выполнения последующих операций до устранения выявленных дефектов;

– повышение ответственности непосредственных исполнителей за качество работы.

Таблица 3.7

Последовательность монтажа трубы ПЖБТ-4 краном ДЭК-251

Номер стоянки	Монтажный номер	Наименование элемента	Марка (номер)	Масса, т	Вылет, м
1	1	Звено выходного оголовка	107	10,3	7,5
	2	Блоки откосных крыльев выходного оголовка правые	58п	8,3	8,8
	3		59п	2,96	11,9
2	4	То же, левые	58л	8,3	8,8
	5		59л	2,96	11,9
	6	Звено трубы	95	10,3	7,5
	7	–«–	95	10,3	7,5
3	8	–«–	95	10,3	7,5
	9	–«–	95	10,3	7,5
	10	–«–	95	10,3	7,5
4	11	–«–	95	10,3	7,5
	12	–«–	95	10,3	7,5
	13	–«–	95	10,3	7,5
5	14	–«–	95	10,3	7,5
	15	–«–	95	10,3	7,5
	16	–«–	95	10,3	7,5
6	17	–«–	95	10,3	7,5
	18	–«–	95	10,3	7,5
7	19	–«–	95	10,3	7,5
	20	–«–	95	10,3	7,5
	21	–«–	95	10,3	7,5
8	22	–«–	95	10,3	7,5
	23	–«–	95	10,3	7,5
	24	–«–	95	10,3	7,5
9	25	–«–	95	10,3	7,5
	26	–«–	95	10,3	7,5
	27	–«–	95	10,3	7,5
10	28	–«–	95	10,3	7,5
	29	–«–	95	10,3	7,5
	30	–«–	95	10,3	7,5
	31	Блоки откосных крыльев входного оголовка левые	58л	8,3	8,8
	32		59л	2,96	11,9
13	33	То же, правые	58п	8,3	8,8
	34		59п	2,96	11,9

Операционный контроль качества должен осуществляться в соответствии с заранее разработанными схемами, входящими в состав технологических карт и проектов производства работ.

Схема (карта) операционного контроля качества (табл. 3.8) устанавливает состав, способы, время и исполнителей технологического (операционного) контроля качества строительных процессов по операциям.

Таблица 3.8

Карта операционного контроля качества работ при монтаже блоков оголовков и звеньев трубы

Операции	Контролируемые параметры	До-пуски, мм	Способ, инструмент контроля	Время контроля	Привлекае-мые службы и ИТР
Подго-тови-тельные работы	1. Наличие паспорта на изделие	–	Визуально	До разгрузки	Мастер
	2. Правильность складирования	–	То же	При разгрузке	Бригадир
	3. Соответствие размеров: -допускаемая непрямо-линейность; -допускаемая неплоскост-ность; -допускаемые отклонения в размерах: по длине по ширине по толщине	3 5 ±5 ±5 ±5	Стальная рулетка, шаблон	До монтажа	Мастер и бригадир
Подготовка мест установки элементов	4. Отметка места опирания	±3	Нивелир, рейка	До монтажа	Геодезичес-кая служба
Основные работы	5. Отклонение: -от разбивочных осей	±5	Нивелир, теодолит, рейка, линейка	В процессе монтажа	Прораб, мастер, бригадир
	-от вертикали	±10
	-от проектного уклона	±0,001

В табл. 3.8 приведён пример операционной карты контроля качества работ при монтаже сборных железобетонных труб. Нормативной базой такой карты являются «Правила производства работ» [14], «Нормы организации строительства» [12] и «Нормы затрат труда и машинного времени» [16].

Контрольные вопросы

1. Какие типы кранов можно использовать при монтаже тела трубы? Дайте их сравнительную характеристику.

2. Какие параметры используют при выборе крана и как их рассчитывают?

3. Как определить требуемый вылет крюка крана для монтажа звенев трубы?

4. Как определить требуемую грузоподъёмность крана при производстве монтажных работ?

5. Что собой представляет монтажная схема и как её разрабатывают?

6. Как определить эксплуатационную производительность монтажного крана?

7. Расскажите, как распределяются обязанности в звене монтажников при установке сборных элементов трубы?

8. Как заделываются монтажные стыки между звеньями и блоками оголовков трубы?

9. Как организуют операционный контроль монтажного процесса?

10. Какие виды контроля входят в систему качества строительства и каково их назначение?