В статье рассматриваются вопросы интенсификации применения вертолетов при монтажно-демонтажных работах на объектах промышленного назначения. Авторы отмечают, что возможность эффективной работы вертолетов в строительстве, а также целесообразность их применения должны обязательно рассматриваться на стадии разработки проекта организации строительства с учетом технических, технологических и организационных условий.
УДК 656.7.025:53
В.Т. ШАЛЕННЫЙ, доктор техн. наук, профессор, О.Л. БАЛАКЧИНА, ассистент, кафедра «Технологии, организации и управления строительством», Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, г. Симферополь
Ключевые слова: вертолетный монтаж, реконструкция, объект, проект организации строительства, складирование
Keywords: helicopter installation, reconstruction, object, project construction management, warehousing
В настоящее время многие специалисты считают, что вертолетный монтаж является самым дорогим способом монтажа, поэтому потенциально большие возможности вертолетного монтажа еще мало используются при реконструкции действующих производственных объектов. В идеале реконструкция предприятия должна быть организована без остановки основного производства с совмещением строительно-монтажных работ с технологической деятельностью реконструируемого предприятия. Но монтажно-демонтажные работы (МДР) в действующем цеху довольно сложно механизировать традиционными методами. Это связано с параметрами внешней и внутренней стесненности реконструируемого объекта. Поэтому на относительно небольших участках цеха, в местах плотной застройки, недоступных для подхода и установки традиционных грузоподъемных средств, и в случаях, если можно обеспечить сокращение сроков строительства, реконструкцию действующих предприятий иногда рационально производить вертолетами. При этом исключается зависимость от условий на стройплощадке, от состояния дорог, наземных коммуникаций, внутриплощадочных перевозок от приобъектного склада в зоне монтажа, а также времени года.
В условиях постоянно возрастающих затрат на эксплуатацию вертолетов важным моментом для их эффективной работы в строительстве должна стать целесообразность применения. Причем ее следует рассматривать еще на стадии разработки проекта организации строительства (ПОС) с учетом технических, технологических и организационных условий, а также с применением модифицированных или специализированных типов вертолетов в соответствии с их целевым назначением.
При этом каждая возможная схема организации работ имеет рациональную область применения, которая зависит от вариантов размещения рабочих площадок и складов в условиях полной или частичной внешней стесненности строительной площадки. В разработанной нами схеме взаимосвязи факторов расположения складов и внешней стесненности объектов реконструкции (рис. 1) можно выделить 2 основных варианта размещения промежуточных складов.
В условиях полной внешней стесненности для МДР с использованием вертолетной техники (к=0) конструкции для монтажа подаются с базового склада на промежуточные склады. Промежуточный склад может быть представлен в виде (3.1, 3.2): открытой наземной площадки для монтажных элементов; железнодорожной платформы или автотранспорта с технологической эстакадой; совмещенного склада для монтажных и демонтированных элементов покрытия; склада для демонтированных элементов покрытия.
При организации технологического процесса в условиях полной стесненности строительной площадки единственно возможным транспортным и монтажным средством для строительных конструкций является только вертолет.
При частичной стесненности (к>0) целесообразно создание приобъектного склада (3.2) по возможности вдоль реконструируемого здания. Это позволит избежать временных затрат на транспортировку монтажных элементов покрытия. Однако в этом случае возникает проблема с подцепкой конструкций вертолетом в режиме висения: из-за отбрасываемого несущим винтом потока воздуха вниз в воздух могут быть подняты предметы, находящиеся в зоне монтажа, что, в свою очередь, может привести к аварийной ситуации. Следовательно, подачу монтажных элементов под монтаж с приобъектного склада на кровлю осуществляют краном. А дальнейший технологический процесс по замене плит покрытия производится вертолетом. Для складов демонтированных конструкций обеспечивают открытый подход с воздуха.
Естественно, что организация перечисленных складов сопряжена с дополнительными затратами, а поэтому эффективность их устройства можно оценить только по сумме всех составляющих себестоимости монтажно-демонтажного процесса. И здесь определяющее значение имеют сроки использования вертолета.
Обоснование рационального варианта расположения промежуточных складов на МДР при реконструкции показано на примере одноэтажного промышленного здания в г. Енакиево (ДНР). На кровле исследуемого объекта – адьюстажного цеха – необходимо было заменить 304 поврежденные железобетонные плиты покрытия, из них 80 плит размерами 6х1,5 м, массой 1,3 т и 224 плиты размерами 6х3 м и массой 2,65 тонн. На место демонтированных железобетонных плит укладывали 144 металлических щита покрытия, из них 24 щита размерами 6х3 м. Масса – 1,4 т и 120 щитов размерами 12х3 м, массой 2,85 тонн. Подлежащий реконструкции объект находился в условиях полной внутренней и внешней стесненности. Взлетно-посадочная площадка находилась на расстоянии 1,8 км, складские площадки на расстоянии 0,6 км от объекта.
Проанализировав схему организации МДР по замене элементов покрытия [3] и смоделировав этот процесс в программном комплексе без использования ловителя и с ловителем оригинальной конструкции, предложенным нами [1] (рис. 2), мы получили календарные графики общей продолжительности МДР по этим двум возможным вариантам.
Рис. 2. Сравнительная эффективность использования ловителей при монтаже конструкций покрытия вертолетом: а) продолжительность МДР традиционным методом; б) то же, с разработанным ловителем
Сопоставив представленные календарные графики производства МДР по замене плит покрытия, мы видим сокращение продолжительности общего технологического цикла с 1681,5 до 1669,5 мин. Следовательно, применение ловителя сокращает общую продолжительность МДР всего на 12 мин.
Но не следует забывать о себестоимость летного часа, которая является определяющей для использования вертолета. В связи с тем, что авиакомпании ссылаются на коммерческую тайну и не раскрывают структуру затрат, влияющих на формирование себестоимости летного часа, нами была разработана и предложена собственная методика определения стоимости летного часа, изложенная ранее в статье [2]. На ее основе получили относительно объективные данные по стоимости летного часа вертолетной техники (вертолет МИ-8), 96149 руб., что соответствует среднему уровню цен по регионам Российской Федерации. Это значение закладывалось в расчеты себестоимости МДР при рассмотрении влияния фактора расстояния.
При исследовании влияния дальности расположения складских площадок на общую продолжительность МДР с использованием ловителя условно рассматривались варианты размещения складов на расстоянии 2,5 км, 5,0 км и 7,5 км. Получились соответствующие результаты по продолжительности МДР: 2252,2, 2972,9 и 3707,2 мин., соответственно.
Результаты расчетов по влиянию дальности расположения складских площадок на общую стоимость МДР представлены на рис. 3.
При этом разница в себестоимости между вариантами с самой ближней и самой дальней стоянками составляет 3267794,1 руб., а каждые 0,5 км удаления площадки складирования от реконструируемого объекта увеличивают общую стоимость монтажно-демонтажных работ почти на 231 тыс. руб. Таким образом, целесообразно расположение склада на самом близком расстоянии от объекта реконструкции. В нашем случае – это 0,6 км, что и было реализовано при реконструкции адьюстажного цеха в г. Енакиево.
В результате использование предложенной методики моделирования процесса и оценки его себестоимости позволило сократить время использования вертолета с 61,8 до 27,8 часа и себестоимость процесса МДР на 45%, а в дальнейшем эту методику целесообразно распространить на другие объекты реконструкции.
Следовательно, применение предложенной методики в комплексе с оптимизацией сроков и организации МДР позволит выбирать рациональный вариант технологии и область использования вертолетов, как альтернативу другим схемам механизации МДР по замене элементов покрытия.
Важнейшими резервами снижения себестоимости этого процесса также является его организация. Следует стремиться к сокращению времени МДР за счет планирования рациональной схемы движения вертолета по доставке конструкций между грузовой, складской и посадочной площадками, что и ведет к максимально интенсивному использованию вертолетов.
Библиографический список
1. Пат. №157 074 U1. Российская Федерация, МПК: E04G 21/24 Ловитель для монтажа конструкций покрытия с помощью вертолета / Балакчина О.Л., Шаленный В.Т., Козловский Л.К., Абакумов В.И. – Опубл. 20.11.2015, бюлл. №5, – 2 с., 1 рис.
2. Шаленный В.Т., Балакчина О. Л. Развитие методики оценки себестоимости монтажно-демонтажного процесса по замене элементов покрытия промзданий для обоснования рациональной области применения вертолетов // Строительство и реконструкция, №5, 2015, с. 96-106. ISSN: 2073-7416.
3. Шаленный В. Т., Балакчина О. Л. Совершенствование организации замены конструкций покрытий промышленных зданий вертолетом путем вариантного проектирования процесса // Инновации в строительстве глазами молодых специалистов [Текст]: Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции (5-6 декабря 2014 г.) / редколл.: А.О. Гладышкин (отв. редактор); Юго-Западный гос. ун-т, Курск, 2014. – 365 с. ISBN 978-5-9906195-9-3. С. 335-339.
