3. Выбор машин и механизмов и их размещение на строительной площадке

В соответствии с производительностью ведущего потока (процесса) по бетонированию подбирают комплект машин для других потоков – по монтажу опалубки, установке арматуры и т.д. Нет смысла загружать строительную площадку техникой, нужно только предусматривать высокопроизводительное использование основного оборудования. Так, кран может быть задействован на всех основных процессах – подаче к месту работы опалубки, арматуры, бетонной смеси, распалубливании.

Краны. Краны целесообразно располагать со стороны фасадов, не имеющих входов в здание, чтобы не затруднять доступ туда рабочих.

Наиболее сложной задачей является размещение (привязка) кранов и подъемников. При привязке монтажных кранов предва­рительно осуществляют выбор типов и марок кранов, расчет зон действия кранов с учетом ограничений.

Башенные краны при отсутствии ограничений подбирают по гру­зоподъемности Q (т), высоте подъема Н(м) и вылету стрелы R(м) (см. [16] и курсовой проект по ТСП на 3-ем курсе).

При поперечной привязке башенного крана с поворотной платформой и противовесом, размещаемыми в нижней его части, ось подкрано­вых путей располагают от выступающей части здания на мини­мальном расстоянии L_min , м:

L_min = R_з.г + l_без ,

где R з.г — задний габарит крана (радиус поворота платформы); l_без - минимально допустимое безопасное расстояние от высту­пающей части крана до выступающей части здания ( 1м).

При привязке башенных кранов с верхним противовесом расстояние от оси подкрановых путей (ОПП) до выступающей части здания (рис. 3.1а) определяют по формуле

К + l_ш

L_min = --------- + 0,2 + l_б + l_без ,

2

где К — колея крана (расстояние между центрами рельсов); l_ш — длина полушпалы, равная 1,375; 0,2 — минимальное расстоя­ние в метрах от конца полушпалы до откоса балластной призмы; l_б — величина заложения балластной призмы (табл. 3.1); l_без — безопасное расстояние от нижнего края балласт­ной призмы до габарита здания, равное 0,7 м на высоте до 2м, и 0,4 м на высоте более 2 м.

В зависимости от вылета стрелы крана и его размещения мини­мальные расстояния между рельсовыми путями и внутрипостроечной дорогой составляют 6,5-12,5м. Расстояние L_min' между осью подкрановых путей (ОПП) и линией складирования материалов можно определить, пользуясь рис. 3.1а.

Поперечную привязку кранов, располагаемых у выемок, не имеющих специальных креплений (рис. 3.1б), определяют по формуле

L_min=(K + l_ш/2 + 0,2 + l_б + l_к ,

где l_к — наименьшее расстояние от основания откоса выемки до нижнего края балластной призмы (для песков и супесей l_к = 1,5h_к + 0,4; для остальных грунтов l_к = h_к + 0,4 ( h_к — глубина котлована).

Продольная привязка подкрановых путей башенных кранов заключается в определении требуемой протяженности подкрано­вых путей:

L _п.п= Б + l _кр + 2 l _т.п + 2 l_туп ,

где Б — база крана; l_кр — расстояние между крайними стоянками крана; l_т.п — длина тормозного пути крана (принимает­ся 1,5м); l_туп — расстояние от конца рельса до тупика, равное 0,5м.

Для определения l_кр пользуются графическим способом (рис. 3.1 в,г,д,е), для чего на оси передвижения крана делают засечки циркулем в принятом масштабе из противоположных углов зда­ния максимальным вылетом стрелы, из середины внутреннего контура здания минимальным вылетом стрелы, из центров на­иболее тяжелых элементов соответствующими вылетами стрел при данной грузовой характеристике крана. Затем по крайним засечкам определяют расстояние между центрами крана l_кр в крайнем по­ложении. Расчетную длину подкрановых путей L _п.п при необходи­мости увеличивают с учетом кратности длины полузвена 6,25м.

В соответствии с правилами Госгортехнадзора России мини­мальная протяженность путей должна составлять 25 м (2 звена по 12,5 м). При работе в стесненных условиях допускается установка крана на одном звене подкрановых путей (фактически стационар­ная работа крана), но в этом случае звено должно быть уложено на жесткое основание (фундаментные блоки или специальные сборные конструкции).

Примеры поперечной привязки башенного крана и продольной привязки подкрановых путей при возведении надземной части здания приведены на рис. 3.2 и 3.3. Пример поперечной привязки пневмоколесного крана при возведении подземной части здания приведен на рис. 3.4. Пример устройства нижнего и верхнего строения кранового пути представлен на рис. 3.5.

При выборе монтажного механизма для возведения подземной части зданий предпочтение следует отдавать кранам на гусеничном ходу. Применение автокранов на работах нулевого цикла нежелательно ввиду их малой грузоподъемности и плохой проходимости. При определенных условиях на возведении подземной части целесообразно использовать кран, предназначенный для возведения надземной части здания. Такими условиями можно считать: небольшой разрыв во времени между обоими стадиями, незначительную глубину котлована (1,5-2,5м), позволяющую установить кран за пределами призмы обрушения.

Бетоносмесители. Главным параметром бетоносмесителей циклического действия, наиболее часто применяющихся на строительных площадках, является объем готового замеса (л) за один цикл работы (табл. 1, прилож.4).

Рис. 3.2. Схема поперечной привязки башенного крана к оси «Г»

при возведении надземной части здания:

СБ-129 – бетоноукладчик на перекрытии

Рис. 3.4. Схема поперечной привязки пневмоколесного крана к оси «200» при возведении подземной части здания:

α – угол естественного откоса грунта

Таблица 3.1. Данные по привязке башенных кранов

В пояснительной записке курсового проекта нужно рассчитать требуемые параметры крана и представить их в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Требуемые параметры крана

Наименование материалов, изделий и конструкций, поднимаемых краном	Масса, т	Требуемые параметры крана
		Грузоподъемность Q, т	Вылет стрелы R, м	Высота подъема крюка Н, м
1	2	3	4	5

Примечание. Графа 3 представляет собой суммарную массу поднимаемых материалов, изделий или конструкций, грузозахватного приспособления, тары и других средств малой механизации (поддоны и пр.) в соответствии с разработанными схемами строповок (см. рис. 2.3 и рекомендации на с.12).

Рис. 3.5. Пример устройства нижнего и верхнего строения кранового пути для башенного крана КБ-405: а – план кранового пути; б – устройство нижнего и верхнего строения; в – узел

Производительность таких смесителей (м³/ч)

П=V_з х n/1000,

где V_з - объем готового замеса, л; n – число циклов, в ч^-1.

При укладке 15 м³ бетона в смену нужно выбирать бетоносмесители с производительностью 2,5 м³/ч (15/8∙0,8=2,4).

Автобетоносмесители. В зависимости от вида смеси, загружаемой в барабан автобетоносмесителя, возможна его работа в трех режимах.

Производительность автобетоносмесителя (м³/ч) можно определить:

П= 60хV_з/t_ц ,

где t_ц – продолжительность цикла, мин, которая равна

60хL(V_гр+V_пор)

t_ц = ------------------- +t_з + t_р + t_ман + t_пер,

V_гр хV_пор

где L – дальность транспортирования, км; V_гр, V_пор – соответственно скорости движения в груженом и порожнем состояниях, км/ч; t_з – продолжительность загрузки барабана (5-10 мин); t_р – продолжительность разгрузки (самосвалы – 5мин, автобетоносмесители -10); t_ман – время маневров (задержек) в пути и при загрузке и выгрузке, мин; t_пер – время дополнительного перемешивания (10-20 мин при режиме А). Технические характеристики автобетоносмесителей приведены в табл. 2 приложения 4.

Автобетоновозы. Предназначены для перевозки готовых бетонных смесей без их побуждения в пути (режим Г) на расстояние до 45 км. Базовые автомобили для автобетоновозов ЗИЛ-ММЗ-553, МАЗ-500. Автобетоновозы и бадьевозы могут применяться для доставки частично затворенных бетонных смесей (режим Д) с их последующим приготовлением на строительных объектах.

Предельные расстояния доставки на строительные объекты бетонных смесей при различных режимах работы специализированных автомобилей можно определить по данным табл. 3 приложения 4.

Бетононасосы. Бетононасосы являются машинами с широким диапазоном технологических возможностей. При объеме укладки до 80 м³/см используют отечественные или импортные бетононасосы (автобетононасосы). При потребности более 60-80 м³/см, а также зданий повышенной этажности (более 20 этажей) применяют стационарные бетононасосы в комплекте с раздаточными бетоноукладчиками (рис. 3.2 СБ-129) или распределительными стрелами. Бетоноукладчики, имеющие вылет до 60 м, устанавливают на смонтированные конструкции или на вспомогательные опоры (например, кран). Бункер бетононасоса соединяется с бетоноукладчиком с помощью бетоновода (трубопровода), по которому и поступает смесь. С одной стоянки бетоноукладчика осуществляется укладка бетона на нескольких ярусах. На следующую стоянку бетоноукладчик, масса которого 1-6т, переставляется монтажным краном, бетоновод удлиняется и бетонная смесь подается на вновь возводимые ярусы здания.

Производительность поршневых бетононасосов (м³/ч):

П = 60 х А х l х n х К_н ,

где А – площадь поперечного сечения поршня (цилиндра), м²; l – длина хода поршня, м; n – число двойных ходов поршня, мин^-1; К_н – коэффициент наполнения смесью бетонотранспортного цилиндра (0,8-0,9). Технические характеристики бетононасосов с гидравлическим приводом даны в табл.4 приложения 4. Главным параметром бетононасосов является объемная подача (производительность) в м³/ч. Для примера определим производительность бетононасоса СБ-85. П = 60х3,14х0,22² х14,6х0,8 /4= 25 м³/ч.

Автобетононасосы предназначены для подачи свежеприготовленной бетонной смеси с осадкой конуса 6-12 см в горизонтальном и вертикальном направлениях к месту укладки. Основные технические характеристики автобетононасосов отечественного и импортного производства приведены в таблицах 5-7 приложения 4.

Ленточные и вибрационные конвейеры позволяют создавать практически любую компоновку транспортной и распределительной магистралей, что имеет большое значение в условиях строительной площадки. Осадка конуса смеси не более 6 см. Наклон конвейера не должен превышать: при подъеме 18⁰ (ОК до 4см) и 15⁰ (ОК 4…6см); при спуске смеси соответственно 12⁰ и 10⁰. Дальность подачи бетонной смеси виброконвейерами ограничена 18-20м, а ленточными – 1200м. Технические характеристики ленточных конвейеров представлены в табл. 8 приложения 4.

Самоходные стреловые бетоноукладчики применяются для укладки бетонной смеси в фундаменты под колонны зданий, под технологическое оборудование и в другие, преимущественно массивные конструкции, расположенные, как правило, на уровне или ниже уровня, а в отдельных случаях несколько выше уровня земли. Технические характеристики бетоноукладчиков даны в табл. 9 приложения 4.

Хоботы и виброхоботы служат для предотвращения расслоения смеси при спуске ее с высоты более 2 м. При спуске до 10м – обычные звеньевые хоботы; более 10 м – звеньевые виброхоботы.

Вибраторы предназначены для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные бетонные и железобетонные конструкции. Подразделяются на глубинные, иногда называемые внутренними или погружными (табл. 10 приложения 4), поверхностные или площадочные с круговой вынуждающей силой (табл. 11 приложения 4) и наружные, т.е. прикрепляемые или навешиваемые (табл. 12 приложения 4).

Расстояние между последовательными позициями глубинного вибратора не должно превышать полуторного радиуса его действия, т. е. l < 1,5 R.

Производительность глубинного вибратора (м³/ч):

3600х π х R²х lх К_пхК_в,

П = ---------------------------- ,

t₁ + t₂

где R – радиус действия вибратора (примерно равен длине рабочей части), м; l – длина рабочей части вибратора, м; К_п = 0,7; t₁ - продолжительность вибрирования с одной позиции, с; t₂ – продолжительность перестановки вибратора с одной позиции на другую.

Производительность поверхностного вибратора (м³/ч):

3600 хF х h х К_в

П = --------------------,

t₁ + t₂

где F – площадь основания рабочей площадки вибратора, м²; h – толщина уплотняемого слоя бетона, м; К_в = 0,75-0,85.

В комплект бетоноукладочных средств следует включить глубинные вибраторы – вибробулаву и вибратор с гибким валом (табл. 10 приложения 4) минимум по 2шт.: 1 рабочий (по расчету) и 1 резервный.

Источники питания для дуговой сварки. При дуговой сварке применяют переменный и постоянный ток и в соответствии с этим разнообразные источники питания: для переменного тока – сварочные трансформаторы (табл. 13 приложения 4), для постоянного тока – сварочные агрегаты (табл. 14 приложения 4), преобразователи (табл. 15 приложения 4) и выпрямители.

Понижающие трансформаторы для электротермообработки бетона (ЭТБ) смотри табл. 16 приложения 4.

Потребность в основных ресурсах, например, для возведения отдельно стоящих фундаментов, смотри табл. 3.3.

Таблица 3.3. Потребность в основных ресурсах для возведения отдельно стоящих фундаментов

В графической части проекта дать ведомость основных машин и механизмов по форме табл. 3.4 (пример для надземной части).

Количество машин и транспортных средств (кранов, бетоновозов, бетононасосов, бетоноукладчиков, вибраторов и др.), входящих в комплект, должно обеспечить требуемый темп укладки бетонной смеси J (ф. 2.1, с. 12). Исходя из этого, количество машин определяется по формуле

n_м=J/П_м ,

где П_м – производительность машины.

Таблица 3.4. Основные машины и механизмы

Наименование машин и механизмов с индексом	Главный или основной параметры	Коли- чество
Башенный кран КБ-405-1А	Максимальная грузоподьемность10 т	1
Автобетоносмеситель СБ-172-1	Геометрический объем 10 куб.м По выходу бетонной смеси 5,4 куб.м Полезная грузоподъемность 11,62 т	2
Бетононасос СБ-161	Производительность 60 куб.м/ч Дальность подачи по вертикали 70 м по горизонтали350 м Мощность 100 кВт	1
Глубинный вибратор ИВ-112	Длина рабочей части 400 мм Диаметр 51 мм Длина гибкого вала до 5 м Мощность 0,55 кВт Напряжение 40 В	3
Поверхностный вибратор ИВ-106	Мощность эл/двигателя 0,75 кВт Напряжение 220, 380 В	2
Сварочный трансформатор ТД-500	Мощность 32 кВт Напряжение 220/380 В Пределы регулирования сварочного тока 85-700 А	2
Понижающий трансформатор для ЭТБ КТПТО-80	Мощность 80 кВт Напряжение первичное 380 В Напряжение вторичное55,65,75,85,95 В Масляный, трехфазный	2
Понижающий трансформатор для вибраторов ТМОА-50	Мощность 50 кВт Напряжение первичное 380 В Вторичное 121,103, 85,7, 60,49 В	1