Из опыта организации конвейерной сборки и монтажа блоков покрытия стана «3000» металлургического завода

УДК 669.148.002.72

ЮГОВ А.М., д.т.н., профессор

МАЗУР В.А., к.т.н., доцент

ШЕВЧЕНКО В.Д., старший преподаватель (Донбасская национальная академия

строительства и архитектуры) ТИМОШКО А.А., ассистент

Из опыта организации конвейерной сборки и монтажа блоков покрытия стана «3000» металлургического завода

Yugov A.M, Doctor of Technical Sciences, Professor

From the experience of the organization of conveyor assembly and installation of coverage blocks of the mill «3000» of a metallurgical plant

Введение

Монтаж покрытий промышленных зданий является технически сложным трудоемким процессом. Покрытия возводятся путем укрупнительной сборки объемных блоков покрытия на сборочном стенде и последующего их монтажа в проектное положение. В большинстве случаев укрупняются в блок лишь основные (несущие) конструкции покрытия, а все последующие специальные и общестроительные работы необходимо выполнять непосредственно на проектной высоте. При реализации достаточно крупных проектов рекомендован конвейерный метод укрупнительной сборки.

Анализ публикаций

Вопрос применения конвейера для

укрупнительной сборки металлических конструкций при возведении

промышленных зданий описан в работах [1-5]. Данный метод впервые применен на объектах промышленного строительства СССР в 1970 году и в последующем широко применялся при строительстве промышленных зданий с площадью кровли свыше 10 тыс. кв.м. В то же время, опыт применения конвейерной сборки показал, что в каждом конкретном случае возникает большое количество частных задач, которые необходимо решать для обеспечения эффективного

строительного производства с целью скорейшего введения в эксплуатацию промышленного предприятия.

Цель работы

Целью работы является анализ применения метода конвейерной

укрупнительной сборки при возведении конструкций покрытия прокатного стана «3000» металлургического завода им. Ильича.

Основная часть

На металлургическом заводе им. Ильича осуществлено

строительство комплекса стана «3000» мощностью 2,5 млн. т проката в год. Главный корпус стана сооружался в две очереди.

Здание стана общей длиной 1260 м и шириной до 216,5 м имеет сложную конфигурацию в плане и состоит из нескольких объемов. Главная часть здания имеет пять пролетов, четыре их них - по 24 м каждый. В этой части размещаются печной пролет с котлами-утилизаторами, становый пролет и пролеты склада слябов. Высота печного пролета 23,4 м, склада слябов 18,6 м. Остальная часть здания состоит из семи пролетов: пять пролетов по 36 м и два по 18 м. В этой части здания размещаются пролеты отделки, холодильников и склад готовой продукции. Высота основных пролетов до низа стропильных ферм 14,4 м, складских пролетов 16,2 м.

Здание стана обслуживается большим количеством мостовых кранов разной грузоподъемности, в основном тяжелого режима работы. Все пролеты, за исключением помещения

вальцеремонтной мастерской и машзалов, запроектированы

неотапливаемыми, со стеновым ограждением из стального

профилированного листа, покрытого защитным пластиковым слоем.

Покрытие на большей части здания (13,8 тыс. м ) запроектировано

бесфонарным, и только над участками со значительным тепловыделением предусмотрены аэрационные фонари. Для покрытия применен стальной оцинкованный профилированный

настил. Благодаря применению искусственного освещения цеха удалось достичь исключения конструкций фонарных надстроек и облегчения стропильных ферм, за счет чего расход стали был сокращен на 2870 т.

С целью снижения трудоемкости монтажных и кровельных работ институт Днепрпроектстальконструкция совместно с ПКБ

Укрглавстальконструкции запроектировали покрытие главного корпуса стана с учетом применения конвейерной сборки и крупноблочного монтажа пространственными блоками размером в плане 36х18 м и 36х36 м без межблочного пространства. Блоки покрытия с подобными параметрами при строительстве цехов такого типа на Украине еще не монтировали.

Блок новой конструкции скомпонован с учетом технологии монтажа, предусматривающей

установку блока в проектное положение без воздействия монтажных нагрузок, возникающих при строповке. Это позволило максимально приблизить конструкцию блока к типовой конструкции покрытия для

поэлементного монтажа по серии 1.4604.

Блок состоит из четырех стропильных ферм с шагом между средними 12 и крайними 11,85 м, фонарных конструкций кровли и системы вертикальных и

горизонтальных связей. Особенностью конструкции являются сдвоенные на границах блоков стропильные фермы и

фонари, несущая способность которых равна половине несущей способности средних ферм и фонарей. Сдвоенными являются также прогоны и связи, расположенные на границах блоков по осям ряда колонн.

Опирание блока на колонны -независимое от блоков смежных пролетов. В пролете блоки соединяются лишь в одном узле нижнего пояса. В основу технологической схемы монтажа конструкций покрытия положен тележный конвейер длиной 486 м с

расположением на территории второй очереди строительства стана стоянок вдоль строящегося корпуса в одну линию на рельсовых путях колеей 18 и 33 м и отстоящего от края ряда «Р» на 25 м (рис. 1).

На главном корпусе конвейерным методом было смонтировано 145 блоков общей площадью 137,5 тыс. м2 и массой 11,5 тыс. т, что соответствует 88,55% общей площади цеха и 20,7% общей массы конструкций этого корпуса.

Рис. 1. Стройгенплан:

1 - главный корпус; 2 - отстойник окалины; 3 - козловой кран; 4 - конвейерная линия сборки мостовых кранов; 5 - ось движения погрузочного устройства при установке блоков покрытия от оси 33 в сторону оси 89 рядов К-Р; 6 - конвейерная линия сборки конструкций покрытия; 7 - склад металлоконструкций; 8 - кран-балка; 9 - башенный кран; 10 - гусеничный кран; 11 - погрузочное устройство; 12 - установщик

Конвейерная линия

укрупнительной сборки конструкций покрытия (рис. 2) имеет десять рабочих стоянок:

I - установка стропильных ферм, вертикальных и горизонтальных связей, ферм и панелей фонаря;

II - монтаж недостающих связей, прогонов, щитов кровли, ветрозащитных панелей;

III - укладка картин профилированного настила;

IV - крепление профилированного настила;

V - сантехнические работы;

VI - электромонтажные работы;

VII - укладка гидрофобизированных минераловатных жестких плит по профилированному настилу;

VIII - устройство гидроизоляции;

IX - устройство защитного слоя;

X - отделочные работы.

Рис. 2. План конвейерной линии укрупнительной сборки: 1 - башенный кран МСК-10-20; 2 - кран-балка; 3 - башенный кран КП-300; 4 - склады металлоконструкций и материалов; 5 - тепляк; 6 - конвейерная линия сборки покрытия; 7 - конвейерная линия сборки мостовых кранов; 8 - подъёмное устройство; 9 - гусеничный кран; 10 - площадки складирования мостовых кранов; 11 - временный ж/д путь; 12 - автодорога;

13 - временный ж/д путь

Кроме того, на конвейерной линии предусмотрен участок укрупнительной сборки мостовых кранов (рис. 2), состоящий из пяти стоянок (XI -установка и выверка полумостов, концевых балок; XII - сварка, клепка полумостов; XIII - установка площадок и механизма передвижения; XIV -монтаж электрооборудования; XV -установка тележки и концевых выключателей).

Все блоки покрытия, находящиеся на конвейере, соединяют между собой через узлы вертикальных связей стропильных ферм. Стропильные фермы блоков опирают на блоки тележек конвейера, имеющие колею шириной 33 и 18 м для блоков размерами соответственно 36х36 и 36х18 м.

Передвигают блоки вдоль конвейера через каждые 8 ч с помощью тяговых электролебедок и полиспастов.

Расчетная производительность сборки -1 блок покрытия в три смены (минимальная выработка 450-500 кг/чел. - дн.). После выхода с последней стоянки готовые блоки с окрашенными металлоконструкциями, сантехническим и электротехническим

оборудованием,

ливнестоками,

вентиляторами,

отсоединяют

приспособлений

мягкой кровлей, крышными остеклением от тяговых

и доставляют по рельсовым путям двумя подъемными устройствами грузоподъемностью по 105 т к соответствующему пролету (рис. 3). Подъемное устройство используется также для

транспортировки и установки на подкрановые балки укрупненных на конвейерной линии блоков мостовых кранов (рис. 4).

Транспортировка блока покрытия вдоль пролета и установка в проектное

положение производятся с помощью мостового установщика

грузоподъемностью 200 т,

перемещающегося по проектным подкрановым путям.

Сборка конвейерной линии ведется с помощью крана МСК-10-20 и

двух кран-балок грузоподъемностью 2 т, перемещающихся по специальным эстакадам (см. рис. 2). Кроме того, на погрузочно-разгрузочных и сборочных работах на приобъектных складах у конвейерной линии используют два башенных крана КП-300.

Рис. 3. Установка блока покрытия массой 200 т на установщик с помощью двух рельсовых подъемных устройств грузоподъемностью 105 т

Для снижения трудоемкости сборочных работ на конвейере производится предварительное

укрупнение собираемых в блоки конструкций (стропильных ферм, панелей фонаря, картин

профилированного настила,

технологических трубопроводов),

осуществляемое на конвейерной площадке в кондукторах и на стенде.

Монтаж собранных на

конвейерной линии блоков покрытия выполнялся в две стадии. На первой стадии монтировали блоки в осях 199143 пролета ЕЖ, затем - в осях 143-105 пролетов Е-Ж-И-К, после чего погрузочное устройство разворачивали в плане на 180° на тех же путях по оси 103 и использовали для монтажа блоков в осях 33-97 пролетов Е-Ж-И-К (см. рис.1). На второй стадии погрузочное

Рис. 4. Установка мостового крана в проектное положение при помощи рельсового подъемного устройства

устройство по оси 103 демонтировали и установили на рельсовые пути вдоль оси 91, после чего использовали для монтажа блоков покрытия в осях 33-89 пролетов К-Л-М-Н-Р.

Одним из условий повышения эффективности конвейерной линии является рациональная ее подготовка и прежде всего проведение мероприятий по обеспечению ритмичной работы конвейера. К указанным мероприятиям следует отнести разработанные Донецким филиалом

Укрпткимонтажспецстроя поэлементные ведомости комплектации каждого блока на конвейерной линии, в том числе на металлоконструкции, сантехническое и электротехническое оборудование, а также на материалы кровли (утеплитель, рубероидный ковер и др.).

Над стоянками общестроительных работ необходимо сооружать тепляк из легких структурных конструкций, что улучшит условия производства кровельных работ и существенно уменьшит сбои и перерывы в работе конвейера при неблагоприятных климатических условиях. Для механизации кровельных работ в

Сравнительно большие затраты на эксплуатацию механизмов и повышение сменной выработки на один кран в сравнении с конвейерными линиями на строительстве других объектов обеспечивало применение средств малой механизации (кран-балок и др.), которые выполняют на конвейере часть объемов работ по монтажу конструкций массой до 2 т. Технологические

здании тепляка используются кран-балки грузоподъемностью по 2 т.

Показатели экономической

эффективности конвейерной сборки и крупноблочного монтажа 1 м2 покрытия комплекса стана «3000» в сравнении с другими аналогичными объектами, сооруженными с применением данного метода, приведены в табл. 1.

параметры сборки блоков покрытия конвейерной линии стана «3000» могли быть выше, поскольку был не учтен эффект использования конвейерной линии для укрупнительной сборки и блочного монтажа электромостовых кранов, обеспечивающей снижение себестоимости и трудоемкости этих работ, лежащих на критическом пути.

Таблица 1

Показатели экономической эффективности конвейерной сборки

Объекты

ев £

о

б

ев и %

л

«

О

Удельные капитальные затраты на основные производственные фонды,

_руб._

&

в о ноа

т

с

у

а

Я

в о

а

аат

а

х

е

а

аз

а р

е

«

е

8 §

2 о

а а

кт е

•е § ф

§1б

т е

¡г

с а

Рч

н ие

ск е а

е

пр рат

а

оз п

Харцызский трубный завод

- главный корпус

- склад готовых труб

Лозовский кузнечно-механический завод Никопольский южно-трубный

металлургический завод

Никопольская ниточная фабрика Александрийский электромеханический завод

Луцкая прядильно-ткацкая фабрика Ждановский металлургический завод им. Ильича стан «3000»

3 6 6,2

3,7 4,4

4,3 8

1,92

2.13 1,48

2,34

2,40 0,87

3.14 1,1

2,27 0,45 0,66

0,98

5,5 1,1

7,38 3

0,73 0,83 1,50

2,7

1,45 0,96

1,55 1,4

Применение конвейерной сборки и крупноблочного монтажа по расчету позволило сократить

продолжительность монтажа покрытия главного корпуса на 5,6 мес., а это, в свою очередь, сэкономило 3,3 мес. общей продолжительности

строительства комплекса, так как 70% работ по устройству покрытия находились на критическом пути.

Механизацию работ на конвейерной линии осуществляли организации Укрглавстальконструкции. Их капитальные затраты на эксплуатацию механизмов другими организациями, как правило, не компенсировались. Это привело к сравнительно низкой окупаемости конвейера. Поэтому назрела необходимость в разработке положения по организации и управлению конвейером, в котором следует определить функции и характер взаимоотношений организаций, а также санкции за срыв ритма и потока. Целесообразно также учитывать затраты на устройство конвейерных линий и приспособлений к ним в сметах на основное строительство, а его нормативную продолжительность

пересмотреть в сторону уменьшения сроков строительства.

Вынесение укрупнительных и сборочных работ за пределы строящегося главного корпуса на конвейерной линии, применение существующих, а также специально запроектированных и изготовленных подъемных и транспортных устройств для сборки и транспортировки блоков покрытия в проектное положение позволяют параллельно с монтажом покрытия, сразу же после монтажа колонн и подкрановых балок, сооружать фундаменты под оборудование,

маслоподвалы, электропомещения и т.д. Это дает общий выигрыш во времени за счет раннего предоставления фронта работ строителям, механомонтажникам, электрикам и сантехникам.

Вывод

Таким образом, применение конвейерно-блочного монтажа

покрытий при строительстве

промышленных зданий позволяет сократить сроки их возведения, повысить качество и уменьшить себестоимость работ. Дальнейшее совершенствование этого способа даст ощутимый результат в выполнении задач по повышению

производительности труда в

строительстве. Опыт применения конвейерной сборки покрытий показывает, что при разработке проекта конвейерной линии и технологии сборки и монтажа блоков необходимо учитывать объем монтажных работ (площадь покрытия), конструктивное решение покрытия, наличие и возможности мостовых кранов в здании, наличие и технические характеристики грузоподъемного

оборудования, планировку

строительной площадки (в том числе стесненность) и другие факторы, влияющие на принятие организационно-технологических решений и, в конечном итоге, на эффективность процесса возведения здания.

Список литературы:

1. Колесниченко, В.Г. Технология монтажа металлических конструкций. -К.: Вища школа, 1983. - 207 с.

2. Рекомендации по применению конвейерной сборки и блочного монтажа строительных конструкций покрытия одноэтажных производственных зданий / ЦНИИПроектстальконструкция. - М.: 1972. - 13 с.

3. Теличенко, В.И. Технология возведения зданий и сооружений [Текст] / В.И. Теличенко, О.М. Терентьев, А.А. Лапидус. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2004. -446 с.; ил.

4. Технология строительного производства [Текст] / Под ред. проф. О.О. Литвинова и Ю.И. Белякова. - К.: Вища. шк. Головное изд-во, 1985. -479 с.

5. Технолопя монтажу будiвельних конструкцш: Навчальний поабник / В.К. Черненко, О.Ф. Осипов, Г.М. Тонкачеев та ш.; за ред. В.К. Черненка. - К.: Горобець Г.С., 2010. -372 с.

Аннотации:

В статье рассматривается опыт конвейерной укрупнительной сборки и монтажа блоков покрытия и мостовых кранов при возведении прокатного стана «3000» металлургического завода им. Ильича. Дана схема и параметры конвейерной сборочной линии, а также описана технология процессов укрупнения и монтажа конструкций. Приведены показатели экономической эффективности применения конвейерной сборки в сравнении с другими аналогичными объектами.

Ключевые слова: конвейерная сборка; крупноблочный монтаж; покрытие;

металлические конструкции; металлургический завод.

An experience of assembly by conveyor and installation of coverage blocks and bridge cranes during the construction of the rolling mill «3000» of Ilyich metallurgical plant is considered in the article. The scheme and parameters of the conveyor assembly line, as well as the technology of structures assembling and installation processes are given. The indicators of economic efficiency of using a conveyor assembly in comparison with other similar objects are shown.

Keywords: conveyor assembly; large-blocked installation; coverage; metal structures; metallurgical plant.