Подбор монтажного крана.

Для производства работ нулевого цикла, ниже отметки пола первого этажа здания, наиболее рациональным является применение мобильных стреловых кранов. Однако, не рекомендуется назначать марки кранов на базе экскаваторов (с индексом Э), так как они не имеют малой посадочной скорости троса, требуемой при монтаже во время установки элемента в проектное положение.

Эффективность и безопасность работы крана обуславливается соответствием его паспортных параметров конкретным условиям работы. Наиболее рациональным является применение мобильных стреловых кранов на гусеничном или пневмоколесном ходу, автомобильных. Выбор крана производится по трем основным технологическим параметрам: грузоподъемности Q, вылету стрелы l и высоте подъема крюка Н. Рекомендуется рассмотреть, возможно большее число рабочих положений крана на разных операциях – установка опалубки, армокаркасов, подача бадьи с материалами, элементов сборных фундаментов, свай и т.д. Особенно тщательно рассмотреть те случаи, где ожидается хотя бы одно из значений Q, l или Н особенно велико.На рис. 8 рассмотрены варианты установки элементов фундамента с бровки котлована.При монтаже элементов под наружные стены кран устанавливают на бровке котлована за пределами призмы возможного обрушения. Установку элементов дальних фундаментов выполняют после проведения обратной засыпки пазух у края котлована. Тогда появляется возможность монтажный кран установить ближе к внешнему фундаменту. Это соответствует стоянке 2 на приведенном рисунке. Однако, обратим внимание, что кран находится на расстоянии не менее 1 метра от края уже смонтированного фундамента, так как при более близком расположении фундамент будет испытывать не свойственные ему боковые сдвигающие нагрузки от массы крана.

При монтаже фундаментов для зданий значительных размеров в плане целесообразно рассмотреть рабочие стоянки крана на подошве котлована с тем, чтобы внутренние зоны смонтировать с близких расстояний. Такие схемы приведены на рис. 9.

Рассматривая наиболее рациональные стоянки крана в принятых монтажных зонах, подсчитывают требуемые грузоподъемность Q, вылет стрелы l и высоту подъема крюка Н для всех элементов.

Расчеты удобно свести в таблицу, где приводятся размеры элемента в монтажном положении, количество подъемов, массы элементов и строповки, высоты строповки и минимально необходимые параметры для каждого подъема (см. форму табл.).В графах 12, 13 и 14 получают цифровые значения грузоподъемности, вылета стрелы и высоты подъема крюка. Самые большие значения Q, L, H и являются определяющими для выбора крана; в таблице их выделяют, заключая в цветовую рамку.

Из справочника выбирают монтажные краны с паспортными параметрами равными и несколько большими, чем требуемые. Рекомендуется выбрать 2-3 монтажных крана, паспортные данные которых наиболее близки к требуемым. Эти краны являются возможными вариантами. Из них следует выбрать наиболее экономичный кран. Сравнение вариантов можно выполнять по разным критериям: коэффициентам использования грузоподъемности, стоимости машино – смен, производительности, приведенным затратам и т.д.

Как подсчитывают минимально необходимые параметры (графы 12, 13 и 14) для монтажа каждого из элементов?

Требуемую грузоподъемность определяют из выражения:

,

где q_э –масса элемента (бадьи с бетоном, армокаркаса и др.), т;

q_стр – масса строповки, т;

q_осн – масса оснастки, т.е. приспособлений, которые могут навешиваться на элемент до подъема (распорки, расчалки, навесные лестницы и т.п.), т.

Стропы или траверсы унифицированные из справочников [4, 5, 9 и др.], выбирают по грузоподъемности и назначению. Некоторые из них приведены в таблице 10.

Высота подъема крюка определяется из выражения:

где h₀ – превышение опоры монтируемого элемента над уровнем стоянки крана, м;

h₃ – запас по высоте, необходимый заводки конструкции на место установки или переноса ее через уже установленные; рекомендуется принимать 1 м;

h_э – высота элемента в монтажом положении, м;

h_стр – высота строповки в рабочем положении, отсчитывается от верха элемента до крюка крана, м

Табл. 10

№ пп	Вид строповки	Грузоподъемность кН (т)	Масса кг	Высота м
	Строп двухветвевой То же То же То же То же Строп четырехветвевой     Строп шестиветвевой	10 (1) 16 (1,6) 25 (2,5) 40 (4) 63 (6,3) 50 (5) 70 (7) 90 (9) 50 (5) 30 (3)		1,6 1,8 2,5 3,15 4,0 4,5 4,5 4,5 5,0 5,0

При производстве работ нулевого цикла наибольшая высота подъема , как правило, в положении крана на разгрузку элементов с транспорта; эти значения высоты подъема и являются определяющими при выборе крана.

Вылет стрелы или глубину подачи элемента находят из рассмотрения возможных схем монтажа. Кран может находиться на уровне подошвы выемки или на бровке котлована (рис.). Следует иметь в виду, что для безопасной работы монтажный кран устанавливают на бровке котлована за призмой возможного обрушения откоса. Минимально допустимое расстояние, обуславливающее безопасность работ между опорой крана и подошвой откоса выемки согласно СНиП (5) приведено в таблице 11.

Табл. 11

Глубина выемки	Грунт
песчаный	супесчаный	суглинистый	глинистый
Расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайшей опоры машины, м
1 2 3 4 5	1,5 3,00 4,00 5,00 6,00	1,25 2,40 3,60 4,40 5,30	1,00 2,00 3,25 4,00 4,75	1,00 1,50 1,75 3,00 3,50

Вылетом стрелы или глубиной подачи называют расстояние по горизонтали от оси вращения монтажного крана до центра тяжести поднимаемого элемента или, что то же самое, до оси вращения крюка. Для случая установки крана на бровке выемки (рис.) вылет крана определится:

,

где с – расстояние от внешнего контура сооружения центра тяжести устанавливаемого элемента, м;

l_к – увеличение размера выемки по подошве относительно внешнего размера фундамента, м (см. раздел «Земляные работы»)

mh – заложение откоса, м;

m – коэффициент откоса;

h – глубина выемки, м;

l₃ – ширина бровки поверху; совокупное расстояние mh+l₃ приведено выше в таблице, м

1 – расстояние 1 метр, принимаемое в запас надежности работы крана при предварительных расчетах

а/2 – половина базы крана, принимается ориентировочно от 1,5 до 2,5 м в зависимости от вида планируемого к использованию крана;

На рисунке 8 (нижняя схема) для стоянки крана 1 вылет l₁, для стоянки 2 – l₂ определяются суммированием соответствующих геометрических расстояний.

Паспортные данные выбранных кранов вписывают в графу 15 таблицы и приступают к их сравнению с целью принять окончательный более рациональный вариант.

Выбирая краны, следует стремиться к тому, чтобы точнее удовлетворить параметр грузоподъемности, а сравниваемые краны должны быть близки или даже равны по грузоподъемности; если сравнивают краны различной грузоподъемности, то экономичней будет кран меньшей грузоподъемности. Кран меньших возможностей – дешевле!

Сравнение вариантов кранов.

Выбрать кран можно после сравнения нескольких, возможных к применению, кранов по различным критериям:

- по коэффициентам использования грузоподъемности;

- по стоимости монтажа 1 м³ (или 1 т) конструкций;

- по производительности;

- по стоимости машино – часа;

- по стоимости механизированного процесса;

- по приведенным затратам.

Не следует упускать из виду такие характеристики как маневренность, проходимость, давление на грунт, наличие посадочной (ступенчатой) скорости, габаритные размеры и т.д.

Коэффициенты использования грузоподъемности подсчитывают в такой последовательности:

- основываясь на данных таблицы выбора крана, находят средневзвешенный вес монтируемого элемента (или средний вес одного подъема), т.

,

где в числителе – общий вес (тоннаж) всех элементов, включая строповку и оснастку, если она имеется; это значение получают суммированием по графе 11;

в знаменателе – общее число подъемов, получают суммированием по графе 3.

- находят для каждого крана по два коэффициента использования грузоподъемности:

,

где - максимальный коэффициент использования грузоподъемности крана;

- вес самого тяжелого элемента со строповкой и оснасткой, т;

- средний коэффициент использования грузоподъемности крана;

- паспортное значение максимальной грузоподъемности крана, т;

Предпочтительнее принять к производству кран с большими коэффициентами использования.

Стоимость монтажа 1 м³ (или 1 т) конструкций подсчитывают по формуле:

где С_м-ч – стоимость машино – часа работы крана, руб.

m – количество часов работы крана,

u – количество однотипных машин

V – объем монтируемых конструкций, м³ (или т)

Если монтаж выполняется несколькими кранами, что все затраты подсчитываются для каждого крана и суммируются. В формуле это показывают знак () суммы от одного крана (i =1) до нескольких кранов – n.

Производительность крана определяется в штуках смонтированных конструкций или количествах подъемов. Поэтому монтажные краны выгоднее использовать при больших значениях грузоподъемности на каждом подъеме. Среднечасовая эксплуатационная производительность определяется из выражения:

(*)

где К₁ – коэффициент, учитывающий неизбежные перерывы в работе крана по конструктивно-техническим и технологическим причинам;

для башенных кранов – 0,9

для стреловых кранов при работе без выносных опор – 0,85

то же, при работе на выносных опорах – 0,8

Т_ц.ср. – средневзвешенное время одного цикла, мин.

Время монтажного цикла складывается из затрат времени двух видов: времени затрачиваемого на движения крана и времени на ручные операции. Вручную выполняются операции подготовки к строповке и строповка, наводка конструкции или, например, бадьи с бетоном к месту монтажа, выверка, временное закрепление и расстроповка. Длительность ручных операций определяется хрономонтажом и приводится в справочниках [2, 11]. Полное время монтажного цикла Т_ц=Т_м+Т_р, где Т_м – машинное время цикла мин., а Т_р – длительность ручных операций, мин.

Машинное время цикла зависит от конструктивных возможностей крана, особенностей организации рабочего места и других обстоятельств и определяется из выражения:

где Н_п.к. – скорость подъема крюка, м

Н_о.к. – скорость опускания крюка, м

V_п.к., V_о.к. – скорости подъема и опускания крюка, м/мин

a - угол поворота стрелы крана в плане, например, от места складирования элемента до места установки, град.

n_об – число оборотов стрелы в 1 мин.

S₁ – расстояние перемещения груза за счет изменения вылета стрелы или перемещения грузовой каретки, м

V_в – скорость перемещения груза при изменении вылета стрелы (автомобильные краны 50-80; пневмоколесные 20-50; гусеничные 15-40) или скорость перемещения грузовой каретки, м/мин

К_с – коэффициент, учитывающий совмещение рабочих операций крана (поворот стрелы с перемещением груза при изменении вылета стрелы или поворот стрелы с перемещением грузовой каретки); К_с»0,75

S₂ – расстояние перемещения крана с грузом на крюке приходящееся на один элемент, м

V_п – скорость перемещения крана (для гусеничных, автомобильных и пневмоколесных 30-50), м/мин

Время цикла определяют для каждого вида подъемов (бадьи с бетоном или раствором, поддонов с камнем, конструкций и т.д.), а затем в зависимости от количества подъемов каждого вида определяют средневзвешенное время цикла для работ, выполняемых краном:

где Т_ц1, Т_ц2, …, Т_цп – время цикла каждого вида подъемов, мин,

N₁, N₂, …, N_n – количество подъемов каждого вида,

- совокупное количество подъемов.

Сменная эксплуатационная производительность в тоннах для каждого из сравниваемых монтажных кранов определяется по формуле:

где П_э.ч. – среднечасовая эксплуатационная производительность монтажного крана в единицах подъемов (или элементов), определенная выше по формуле (*)

Q_ср – средневзвешенная масса монтируемых элементов или средневзвешенная масса одного подъема, т

t_см – продолжительность смены в часах, при пятидневной рабочей неделе – 8,2 ч

К₂ – переходный коэффициент от производственных норм к сметным, равный 0,75

Стоимость машино – часа работы крана приводится в справочной литературе [5, 9, 10, 11] и отражает эксплуатационные затраты на текущие ремонты (кроме капитального), сменную оснастку, энергоресурсы (топливо) и смазочные материалы, а также зарплату машинистов крана. Простейшую первичную оценку экономичности можно сделать сравнивая стоимости машино – часа кранов. Однако, полнык затраты на механизацию монтажного процесса в целом по объекту могут быть не обязательно меньшими для крана с меньшей стоимостью машино-часа. При более тщательных глубоких расчетах вывод может оказаться и в пользу более дорогого по стоимости машино – часа крана. Ибо в стоимости машино – часа не отражена технология работ, организация рабочего места, что влияет на производительность, а значит и на продолжительность выполнения работ, не учтена наконец, стоимость самого крана. Перечисленные факторы учитываются при подсчете приведенных затрат по каждому сравниваемому варианту.

Стоимость механизированного строительного процесса расчитывается с учетом стоимости машино – часа и продолжительности использования каждой машины. Стоимость монтажных работ с использованием кранов определяется:

,

где m – продолжительность работы крана (машино –час) на объекте (определяется по технологической карте, заданию руководителя или расчету)

С_м-ч – стоимость машино – часа работы крана, руб

С_п – стоимость перебазировки крана, руб

С_п.п. – стоимость устройства и разборки подкрановых путей, табл (11). руб.

Табл.11 Стоимость т трудоемкость устройства и разработки рельсовых путей для звена длиной 12.5м.

	ШИРИНА КОЛЕИ
3,8	4,0	4,5	5,0	6,0	7,5	9,5-10
Стоимость устройства и разборки звена, руб.			174,1	177,9	274,9	313,5	316,7
Трудозатраты на устройство и разборку звена, чел-час.

Сравнивать по экономическим показателям целесообразно краны с различной ходовой частью и оборудованием. Например, стреловые краны на гусеничном ходу сопоставляют с кранами близкими по грузоподъемности на пневмоколесном ходу. Иногда для работ на нулевом цикле многоэтажных зданий сразу принимают башенные краны. Тогда на этапе выполнения работ ниже уровня стоянки крана, его башню монтируют на минимальную высоту и только после окончания работ нулевого цикла наращивают башню до полной высоты, требуемой для монтажных работ по надземной части. Тогда логично для сравнения принимать передвижные башенные краны с приставными равной или очень близкой грузоподъемности.

Сравнение различных вариантов монтажных кранов производят по величине удельных приведенных затрат на 1 т смонтированных конструкций. Для каждого варианта определяют:

,

где: С_е –себестоимость монтажа 1 т конструкций, руб/т

Е_Н – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, в строительной промышленности принимают равным 0,15,

К_уд – удельные капитальные вложения, руб/т

Определяют себестоимость монтажа 1 т конструкций:

,

Расчетные цены на эксплуатацию и перебазировку строительных кранов (в ценах 1992 г).

Наименование кранов	№ пп	Шифр пр 631 ст. 13.07.84	Грузом т	Марки кранов	Цена маш-часа, руб	Цена перебаз. руб
Краны на пневмоколесном ходу			10,0 16,0 25,0 25,0 36,0 40,0 45,0 90,0 120,0	КС-2561Д, К-64, К-67 КС-3562А, КС-3571 КС-4561А, КС-4571 Локомо – 331 КС-5473 Локомо-351 КС-6471 ТМЗ-475, ЛП «Гров» А-393 ГМТ-120 «Круп»	3,62 4,20 5,25 10,74 11,21 11,56 12,44 11,85 25,08 28,46	- - - - - - - - - -
Краны на гусеничном ходу			16-20   25,0   50,0 60,0	Э-100IIЕ, Э-1252, Э1254,Э-12586 РДК-25, МКГ-25, ДЭК-25 ДЭК-50 Э-2508	3,86   4,73   5,25 5,33	-   -   - -
Краны на пневмоколесном ходу			16,0   25,0 40,0 63,0	КС-4361, КС-4362 КС-5361, КС-5363А, К-252, МКП-25 КС-6362 КС-7362	4,24   5,02 6,37 7,55	-   - - -
Краны башенные		303-305     306-308	5-7 3-8     3-6-9   4,5-10 5,6-12,5 4-25     8-25	БКСМ-5-5, БКСМ-7-5 КБ-401, КБ-401А, КБ-401Б, КБ-402, КБ-403, КБ-403А КБ-405, КБ-405.2, КБ-405.2А КБ-503, КБ-504, КБ-676, КБ-676.3 КБ-674, КБ-674.2, КБ-674-4РК-1, КБ-674А-4(5), (6) БК-300	2,98 3,93     5,27   7,86 7,99 7,20     4,35
Краны стреловые на рельсовом ходу			5-32   3,5-7,7	КБ-404, КБ-404.2, КБ-404.3, КБ-404М МБСТК-80/100	2,96   2,93

Примечание: В пп. 1-18 в ценах учтены затраты на перебазировку. В таблице в ценах учтены наращивание секций кранов, амортизационные отчисления, учитывающие затраты на восстановление первоначальной стоимости кранов, их капремонт, зарплату персонала, профилактические и текущие ремонты, ремонт оснастки, материалы по уходу.

Стоимость и трудоемкость устройства и разборки рельсовых путей в звене длиной 12,5 м

колея	Ширина колеи, м
показатели	3,8	4,0	4,5	5,0	6,0	7,5	9,5-10
Стоимость устройства и разработки звена, руб.   Трудозатраты на устройство и разработку звена, чел-час			174,1	177,9	274,9	313,5	316,7

где 1,08 и 1,5 – коэффициенты накладных расходов соответственно на эксплуатацию машин и заработную плату монтажников;

С_маш-см – стоимость машино-смены крана, руб, определяют по справочным данным или по табл. Приложения 8

- средняя заработная плата рабочих в смену, занятых на работах, которые обслуживает кран (определяют по калькуляции трудозатрат и зарплаты), руб

П_н.см – нормативная сменная эксплуатационная производительность крана, т/см

С_п – затраты на подготовительные работы (для гусеничных и пневмоколесных кранов принимают равным нулю, а для башенных по табл.)

m – число звеньев подкрановых путей длиной по 12,5 м, шт.

Р – общая масса элементов устанавливаемых краном, т

Нормативную сменную производительность крана на рассматриваемом объекте можно определить с использованием калькуляции трудозатрат для этого объекта:

где n_маш-см – количество машино – смен крана для монтажа элементов (получают суммированием затрат времени), маш-см

Удельные капитальные вложения определяют:

где С_б –балансовая (или инвентарно-расчетная) стоимость, руб

t_см – число часов работы крана в смену (принимают 8,2 часа), ч

Т_год – нормативное число часов работы крана в году, определяют по табл. Приложения 6 и 7.

Из сравниваемых кранов предпочтительнее кран с меньшими удельными затратами.

При выполнении монтажных работ «с колес» следует согласовать количество транспортных средств, которые доставляют конструкции, с производительностью крана. Следует стремиться к непрерывной работе крана на объекте. Поставку конструкций под крюк осуществляют с тем темпом, скаким кран их устанавливает. На рис. представлен график доставки фундаментных блоков с завода на объект. На оси ''объект'' начало работы обозначено в 9 ¹⁵ и непрерывно происходит до 16 ³⁰; при этом объект обслуживается четырьмя автомобилями. Первый автомобиль, начиная загрузку на заводе в 8 ⁰⁰, выполняет четыре рейса по доставке конструкций. Цель разработки такого графика – обеспечить непрерывность работы крана на объекте и ритмичность поставки ему элементов под крюк.

Для принятых кранов необходимо представить технические характеристики крана в виде графиков грузоподъемности и высоты подъема крюка. На рис. а) изображен график высоты подъема крюка. Штриховкой показана зона работы крана. Сверху зона ограничена кривой, которая показывает предельные возможности крана по высоте подъема крюка на соответствующих вылетах от минимального до максимального.

На рис. б) изображен график зависимости грузоподъемности; зона возможностей крана также заштрихована, предельная грузоподъемность ограничена кривой.

На рис. в) обе кривые, грузоподъемности и высоты подъема крюка, совмещены на одной оси вылета стрелы. Заметим, что правая и левая границы зоны действия крана соответствуют максимальному и минимальному вылету стрелы крана. Рекомендуется на графике показать точками эксплуатационные случаи для объекта, рассматриваемого в курсовом проекте. Все точки, безусловно, должны находиться в зоне действия крана.

Следует иметь в виду, что некоторые краны могут работать со сменными стрелами разной длины. Например, кран СКГ-40 может быть оборудован стрелами 15, 20, 25, 30 и 35 метров. К этим стрелам может быть добавлен монтажный гусек(клюв) и тогда появляется два рабочих крюка: на основной стреле и на гуське.

Существует башенно-стреловое исполнение крана СКГ-40 с длиной стрелы 25 м и монтажными клювами 10,7 м, 15,8 м и 20,9 м.

Каждая модификация крана имеет собственные характеристики по грузоподъемности, вылету стрелы и высоте подъема крюка. Каждый крюк и на основной стреле и на гуське имеет также собственные характеристики.

Дата добавления: 2015-07-20