2018-02-13
4344Лекция 5. Проектирование и формирование строительной площадки (часть 2)
Выбор и размещение монтажных кранов и строительных подъемников
Определение безопасных зон ведения работ на стройплощадке
Особенности разработки стройгенплана при реконструкции
Выбор монтажного (грузоподъемного) крана для строительства объекта осуществляется по трем основным параметрам: грузоподъемности, вылету стрелы и высоте подъема груза (конструкции, монтажного элемента), а также по экономическим показателям.
Грузоподъемность определяет наибольшая допустимая масса рабочего груза, масса грейфера, электромагнита или съемного грузозахватного приспособления. У некоторых кранов импортного производства в грузоподъемность входит и масса крюковой обоймы.
Вылет стрелы и необходимая высота подъема груза устанавливается, исходя из ширины и высоты объекта (здания, сооружения), по массе наиболее удаленной и тяжелой конструкции. Длина стрелы крана принимается по его параметрам, приведенным в справочниках или в техническом паспорте.
При работе крана без ограничений требуемый вылет стрелы LB C определяется по соотношению
Lв.с= 
(4.1)
где lс — длина стрелы крана, м; Hп — высота подъема груза, м.
Высота подъема груза определяется суммой параметров:
Нп = Л0 + НоЪ + Лэ + 0,5ЛК + Лстр + Л„, (4.2)
где Л0 — отметка основания стрелы крана; На6 — высота объекта строительства, м; Л3 — запас высоты минимум (0,5 —2,0 м); Лк — максимальная высота над объектом строительства перемещаемого груза в устанавливаемом по проекту положении вместе с монтажными приспособлениями (траверсой, конструкциями усиления и т. п.); h„р — длина строп при подъеме конструкций, м; hn — высота грузозахватного механизма (крюк с системой полиспастов).
По вылету стрелы, а также в зависимости от габаритов крана и ширины колеи подкрановых путей определяется ось передвижения крана относительно строящегося объекта (рис. 4.16, 4.17).
При установке крана вблизи котлованов и траншей необходимо учитывать глубину выемки и характеристику грунтов. В частности, расстояние от границы дна котлована до нижнего края балластной призмы рельсового кранового пути принимается:
• для песчаных и супесчаных грунтов не менее 1,5 глубины выемки плюс 0,4 м;
• других грунтов не менее одной глубины выемки плюс 0,4 м.
• 
Рис. 4.16. Схема поперечной привязки подкрановых путей: а — У здания; б — вблизи котлована или траншеи; 1 — строящееся здание; 2 — инвентарное ограждение; 3 — зона склада за пределами зоны монтажа; 4 — водоотводная канава; Ьк — база крановых путей
Рис. 4.17. Схема привязки самоходных кранов вблизи выемок: а — автомобильного крана; 6 — пневмоколесного крана и на спецшасси; в — гусеничного крана; /,, — расстояние от основания до ближайших опор; hK — глубина выемки
Необходимо также установить точки крайних стоянок крана, что необходимо для определения длины подкрановых рельсовых путей. Они определяются по максимальному вылету стрелы крана при обеспечении необходимой грузоподъемности для монтажа наиболее тяжелой конструкции в самой дальней точке.
Размещение (привязка) монтажных кранов и подъемников при проектировании СГП необходимо для определения возможности монтажа выбранным механизмом и безопасных условий производства работ. В процессе привязки выявляют факторы влияния действия устанавливаемого крана на работу механизмов, расположенных на смежных участках, а также на другие элементы строительного хозяйства. Только тщательный учет взаимного влияния расположения кранов, подъемников, объектных складов и дорог позволяет правильно установить кран.
Привязку механизма выполняют в следующем порядке:
1) определяют расчетные параметры и подбирают кран;
2) производят поперечную и продольную привязку крана и подкрановых путей с уточнением конструкции подкрановых путей;
3) определяют зоны действия крана;
4) выявляют условия работы крана и при необходимости вводят ограничения в зону действия крана.
Для выбора крана производят технико-экономическое сравнение вариантов, а затем осуществляют окончательную горизонтальную и вертикальную привязку крана и определяют безопасные условия производства работ.
Горизонтальная привязка кранов и кранового оборудования.
Установку башенных и рельсовых стреловых кранов (кранов нулевого цикла) у зданий и сооружений производят исходя из необходимости
соблюдения безопасного расстояния между зданием и краном. Ось подкрановых путей, а следовательно, и ось передвижения кранов относительно строящегося здания определяется согласно схемы рис. 4.16, а и с учетом данных расчета по формуле:
В = Rпов + lбез, (4.3)
Где: В — минимальное расстояние от оси подкрановых путей до наружной грани сооружения, м; Rпов — радиус поворотной платформы (или другой выступающей части крана), принимают по паспортным данным крана или справочникам, м; lбез — безопасное расстояние (минимально допустимое расстояние от выступающей части крана до габарита строения, штабеля, принимают не менее 0,7 м на высоте до 2 м и 0,4 м на высоте более 2 м).
Установку кранов башенных и рельсовых вблизи котлованов и траншей, не имеющих специальных креплений для предупреждения оползания грунта, производят исходя из глубины выемки и характеристики грунта. При устройстве подкранового пути у незакрепленного котлована, траншеи или другой выемки глубиной hк наибольшее расстояние по горизонтали от основания откоса (края для котлована) до нижнего края балластной призмы lбез должно соответствовать согласно СН 79-79 следующим размерам (см. рис. 4.16, б):
• для песчаных и супесчаных грунтов:
lбез ≥ 1,5 hк +0,4; (4.4)
• для глинистых и суглинистых грунтов:
lбез ≥ hк +0,4, (4.5)
где lбез — расстояние от основания откоса до нижнего края балластной призмы, м; hк — глубина котлована, траншеи, выемки, м.
Для уточнения расстояния от края балластной призмы (см. рис. 4.16, а) до оси рельса величина /к может быть использована формула
LK > (h6 + 0,05)т + 0,2 + 0,5lшп, (4.6)
где h6 — высота слоя балласта, м, зависящая от вида балласта, типа крана и рельса, определяют по данным табл. 4.4; т — уклон боковых сторон балластной призмы равный для песка 1:2, для щебня и гравия 1:1,5; 0,2 — минимально допустимое расстояние от конца шпалы до откоса балластной призмы, м; lшп — длина шпалы, м.
Установку самоходных кранов и транспортных средств вблизи котлованов и траншей с неукрепленными откосами производят исходя из тех же соображений, что предусмотрено для рельсовых кранов, но наименьшие расстояния допускается принимать в соответствии со СНиП 12-03-99 и Правилами устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов (М., 2000) по данным табл. 4.5 и рис. 4.17.
Таблица 4.4. Основные данные по верхнему строению крановых рельсовых путей на деревянных полушпалах
| Кран | Размер колеи bк, мм | Минимальн ние расстояние Lmin от выступающей части здания до ближайшего рельса, мм | Толщина щебеночного балласта под полушпалами, мм,
при земляном полотне, сложенном из глинистого, суглинистого или супесчаного грунта и рельсах типов | Тип рельсов при земляном полотне, сложенном из песчаного грунта | |||
| P43 | Р50 | Р65 | П песчаного грунта | ||||
| КБ-160.2 | 6 000 | 1 500 | 150 | 320 | — | 100 | Р43 |
| КБ-405.2 | 6 000 | 1 700 | — | 370 | 330 | 100 | Р50 |
| КБ-404 | 6 000 | 1 500 | — | 370 | 330 | 100 | Р50 |
| КБ-674А10 | 7 500 | 2 000 | — | — | — | — | — |
| КБ-405 | 6 000 | 1 500 | — | 420 | 370 | 100 | — |
| КБ-503 | 7 500 | 2 450 | — | — | — | — | — |
| КБ-504 | 7 500 | 2 000 | — | — | — | — | — |
| КБ-676,0 | 7 500 | 2 450 | . | — | — | — | — |
Примечание. Lmin = lбез + lбез + 0,2 + 0,5 lшп,
Таблица 4.5. Наименьшее допустимое расстояние по горизонтали от откоса котлована до ближайшей опоры строительной техники
| Глубина кот- | Грунт (ненасыпной) | |||
| лована, м (1-5м) | песчаный | супесчаный | суглинистый | глинистый |
| 1 | 1,5 | 1,25 | 1,0 | 1,0 |
| 2 | 3,0 | 2,4 | 2,0 | 1,5 |
| 3 | 4,0 | 3,6 | 3,25 | 1,75 |
| 4 | 5,0 | 4,4 | 4,0 | 3,0 |
| 5 | 6,0 | 5,3 | 4,75 | 3,5 |
При работе без опор это расстояние принимают до ближайшей оси колеса, а при работе с выносными опорами (аутригерами) — до оси опор. Данные расчета обеспечивают расположение строительных машин за пределами призмы обрушения откоса котлована. На его основании на СГП обозначают ось движения крана.
Продольная привязка подкрановых путей башенных кранов.
Для определения крайних стоянок крана последовательно производят засечки на оси передвижения крана в следующем порядке (рис. 4.18):
• из крайних углов внешнего габарита здания со стороны, противоположной башенному крану, раствором циркуля, соответствующим максимальному рабочему вылету стрелы крана;
• из середины внутреннего контура возводимого объекта раствором циркуля, соответствующим минимальному вылету стрелы крана;
Рис. 4.18. Расчет и обозначение подкрановых путей на стройгенплане:
а — определение крайних стоянок из условия максимального рабочего вылета стрелы; б — определение крайних стоянок из условия необходимого вылета стрелы; г — определение крайних стоянок крана; д — определение минимальной длины подкрановых путей; е — привязка подкрановых путей; 1 — крайние стоянки крана; 2 — привязка крайней стоянки к оси здания; 3 — контрольный груз; 4 — конец рельса; 5 — место установки тупика; 6 — база крана
• из центра тяжести наиболее тяжелых элементов — раствором циркуля, соответствующим определенному вылету стрелы согласно грузовой характеристике крана.
Крайние засечки определяют положение центра крана в крайнем положении и показывают расположение самых тяжелых элементов.
По найденным крайним стоянкам крана согласно определяют длину подкрановых путей:
Ln.n = lкр + Вкр + 2l торм + 2lтуп (4.7)
или приближенно:
Ln.n ≥ l кр + Вкр + 4, (4.8)
где Ln.n — длина подкрановых путей, м; lкр — расстояние между крайними стоянками крана, определяемое по чертежу, м; Вкр — база крана, определяемая по справочникам, м; l торм — величина тормозного пути крана, принимаемая не менее 1,5 м; lтуп — расстояние от конца рельса до тупиков, равное 0,5 м.
Определяемую длину подкрановых путей корректируют в сторону увеличения с учетом кратности длины полузвена рельса, т.е. 6,25 м. Минимально допустимая длина подкрановых путей согласно правилам Госгортехнадзора составляет два звена (25 м). Таким образом, принятая длина путей должна удовлетворять следующему условию:
Ln n = 6,25пзв ≥ 25 м, (4.9)
где 6,25 — длина одного полузвена подкрановых путей, м; пзв — число полузвеньев.
В случае необходимости установки крана на одном звене, т.е. на приколе, звено должно быть уложено на жестком основании, исключающем просадку подкрановых путей. Таким основанием могут служить сборные фундаментные блоки или специальные сборные конструкции.
Привязку ограждений подкрановых путей производят исходя из необходимости соблюдения безопасного расстояния между конструкциями крана и ограждением. Обычно /огр принимают равным 2,0 —2,5 м от оси ближайшего рельса.
Определение безопасных зон ведения работ на стройплощадке
К потенциально опасным факторам относятся участки территории вблизи строящегося объекта и этажи (ярусы) зданий и сооружений в одной захватке, над которыми происходит монтаж (демонтаж) конструкций или оборудования. Эти зоны обозначаются сигнальными ограждениями. Под сигнальными ограждениями понимаются устройства, предназначенные для предупреждения потенциально действующих опасных производственных факторах и для обозначения зон ограниченного доступа. Производство работ в этих зонах требует специальных организационно-технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работающих.
В целях создания условий безопасного ведения работ действующие нормативы предусматривают различные зоны: монтажную, перемещения груза краном, опасную зону работы крана, опасную зону путей и дорог, зону работы подъемника, опасную зону укрупненной сборки конструкций и т.д. (рис. 4.19).
Монтажной зоной называют пространство, где возможно падение груза при установке не закрепленных элементов. Эта зона является потенциально опасной. Она равна контуру здания плюс 4 м при высоте здания до 10 м, плюс 7 м при высоте до 20 м (табл. 4.6).
На СГП опасную зону обозначают пунктирной линией, а на местности: хорошо видимыми предупредительными надписями или знаками. В этой зоне можно размещать только монтажный механизм, включая место ограниченное ограждением подкрановых путей. Складировать материалы здесь нельзя. Для прохода людей в здание назначают определенные места, обозначенные на СГП с фасада здания, противоположного установке крана. Места проходов к зданию через монтажную зону снабжают навесами.
Рис. 4.19. Определение необходимых зон при возведении надземной части здания башенным или рельсовым стреловым краном:
а — монтажная зона; б — зона обслуживания башенного крана; в — зона перемещения груза; г — зона работы подъемника
Таблица 4.6, Границы опасных зон по действию опасных факторов
| Высота возможного падения груза (предмета), м | Минимальное расстояние отлета перемещаемого (падающего) предмета, м | |
| Перемещаемого краном груза в случае его падения | В случае падения предметов со строящегося объекта | |
| До 10 | 4 | 3,5 |
| <20 | 7 | 5 |
| <70 | 10 | 7 |
| < 120 | 15 | 10 |
| <200 | 20 | 15 |
| <300 | 25 | 20 |
| <450 | 30 | 25 |
Зоной обслуживания кранов или рабочей зоной крана называют пространство, находящееся в пределах линий, описываемое крюком крана. Она определяется для башенных кранов путем нанесения на план из крайних его стоянок полуокружностей радиусом, соответствующим максимально необходимому для работы вылету стрелы, и соединения их прямыми утолщенными линиями (рис. 4.19, б).
Зоной перемещения груза называют пространство, находящееся в пределах возможного перемещения груза, подвешенного на крюке крана. Зоны определяются расстоянием по горизонтали от границы рабочей зоны (зоны обслуживания) крана до возможного места падения груза в процессе его перемещения. Для башенных и стреловых кранов граница зоны определяется суммой максимального рабочего вылета стрелы и ширины зоны, принимаемой равной половине длины самого длинного перемещаемого груза.
Опасные зоны при работе башенного крана — зона его обслуживания, зона подкрановых путей, зона рассеивания при падении груза и при его перемещении (рис. 4.20, а).
Для стреловых кранов зону обслуживания определяют так же, как и для башенного крана, т.е. радиусом, соответствующим максимальному рабочему вылету стрелы крана, но показывают иначе: по отдельным стоянкам (рис. 4.20, б).
Зону перемещения груза обычно отдельно на плане не выделяют, так как она служит составляющей при расчете границ опасной зоны работы крана, которая суммирует все входящие в ее контур зоны.
Опасной зоной работы крана называют пространство, где возможно падение груза при его перемещении с учетом вероятностного рассеивания при падении.
Для всех кранов границу опасной зоны работы Ron определяют радиусом, рассчитываемым по формуле
(4.10)
((
Где: Rтах — максимальный рабочий вылет стрелы крана, м; 0,51тах — половина длины наибольшего перемещаемого груза, м; lбез — дополнительное расстояние для безопасной работы, устанавливаемое в соответствии с данными табл. 4.6.
Опасную зону поворотной платформы Rn.n определяют суммой радиуса поворотной части механизма Rпов.и расстояния безопасности lбез равное 1 м:
(4.11)
Если другие повышенные требования отсутствуют в паспорте или инструкции завода-изготовителя, то границы опасных зон вблизи движущихся частей и рабочих органов машин определяются расстоянием в пределах 5 м. На месте работы эту опасную зону обозначают инвентарной переставной обноской из проволоки или синтетической лентой по стойкам. Этой зоне стреловых кранов соответствует опасная зона подкрановых путей башенного крана.
Опасная зона подкрановых путей — это территория, внутри которой запрещено нахождение людей (кроме машиниста) и размещение механизмов, электрощитов и т.д. (рис. 4.21).
Опасной зоной работы подъемника называют пространство, где возможно падение поднимаемого груза. Зону следует принимать не менее 5 м от габаритов подъемника в плане при его высоте до 20 м, а при подъеме на большую высоту на каждые 15 м подъема следует добавлять по 1 м, т.е.
Z под. = 5 + (H - 20)/15, (4.12)
где Zпод. — величина опасной зоны около работающего подъемника, м; Н — высота подъема груза, м.
Зону обозначают штрихпунктирной линией. На границах опасных зон устанавливают знаки техники безопасности.
Опасные зоны дорог — участки подъездов и подходов в пределах зон, где осуществляется движение транспортных средств или работа
Опасная зона при работе крана
Рис. 4.20. Схемы определения опасных зон при работе башенного крана:
а — назначение и расчет зон башенного крана (1 — знак по технике безопасности на границе опасной зоны по ГОСТ 14.4.026—76; 2 — груз; 3 — ось подкрановых путей); б— определение зон при работе кранов с дизельэлектрическим, гидравлическим и механическим приводами, снабженными устройством, успокаивающим стрелу от падения (1 — граница зоны обслуживания; 2 — граница зоны перемещения (величина горизонтально расположенной стрелы); 3 — граница опасной зоны; 4 — угол ограничения по паспорту крана; 5 — ось вращения крана)
Рис. 4.21. Обозначение рабочих зон башенных и стреловых кранов:
1 — место нахождения контрольного груза; 2 — место для складирования; 3 — шкаф электропитания крана; 4 — площадки для разгрузки автотранспорта; 5 — площадка для приема бетона (раствора); 6 — стенд со схемами строповки грузов; 7 — место для хранения грузозахватных приспособлений
других механизмов и где могут находиться люди, не участвующие в совместной с краном работе, эти зоны на СГП выделяются особо, например, заштриховываются или окрашиваются.
На местности границы опасных зон должны быть обозначены специальными ориентирами, плакатами и соответствующими световыми сигналами, хорошо видимыми крановщикам, стропальщикам и машинисту подъемника в любое время суток. Места установки и их тип должны быть указаны на СГП (см. рис. 4.21).
Наличие опасной зоны монтажа требует разработки специальных мероприятий; выдачи нарядов на особо опасные монтажные работы, ограждения опасной зоны видимыми сигналами, разработки инструкции для крановщиков и монтажников.
Условия ограничений в работе кранов. При привязке башенных кранов в стесненных условиях возникает необходимость ограничить те или иные движения крана: поворот стелы, изменение вылета стрелы, передвижение крана или грузовой тележки. Применяемые ограничения могут быть принудительного или условного характера.
Принудительные ограничения осуществляются установкой датчиков и концевых выключателей, производящих аварийное отключение крана в заданных пределах, и не зависят от действия крановщика (рис. 4.23, а).
Условные ограничения полностью рассчитаны на внимание и опыт крановщика, стропальщика и монтажников. Условные обозначения показывают на местности хорошо видимыми сигналами: днем — красными флажками, в темное время суток — красными гирляндами из ламп или фонарей, которые предупреждают крановщика о приближении к границам запрещенного сектора (рис. 4.23, б). Размещение сигналов с указанием способа их исполнения наносят на СГП. Для обеспечения выполнения условных ограничений в каждом те или иные движения крана: поворот стелы, изменение вылета стрелы, передвижение крана или грузовой тележки. Применяемые ограничения могут быть принудительного или условного характера.
Принудительные ограничения осуществляются установкой датчиков и концевых выключателей, производящих аварийное отключение крана в заданных пределах, и не зависят от действия крановщика (рис. 4.23, а).
Условные ограничения полностью рассчитаны на внимание и опыт крановщика, стропальщика и монтажников. Условные обозначения показывают на местности хорошо видимыми сигналами: днем — красными флажками, в темное время суток — красными гирляндами из ламп или фонарей, которые предупреждают крановщика о приближении к границам запрещенного сектора (рис. 4.23, б). Размещение сигналов с указанием способа их исполнения наносят на СГП. Для обеспечения выполнения условных ограничений в каждом
Рис. 4.23. Схема ограничения поворота крана:
а — принудительное; б — условное; 1 — жилой дом; 2 — зона ограничения; 3 — ориентир ограничения на местности
конкретном случае разрабатывают инструкции о порядке производства работ. При расчете ограничений поворота стрелы необходимо учитывать тормозной путь стрелы. Для этого ограничители устанавливают так, чтобы отключение поворота стрелы происходило на 2 — 3° ранее установленной зоны опасности. Например, при ограничении поворота стрелы на 85° ограничение должно быть установлено на 80° (85° —2,5° х 2 = 80°).
Совместная работа нескольких механизмов в одной зоне, как правило, запрещена. В случае производственной необходимости совместная работа монтажного крана с другими строительными машинами и механизмами, в том числе и с другими кранами, может быть допущена при условии разработки специальных мероприятий, обеспечивающих безопасные условия. Обычным приемом в таком случае является разбивка здания на захватки или зоны, в пределах которых разрешается работа только одного механизма (башенного крана, автокрана, подъемника, экскаватора, навесной люльки и т.д.). Другой механизм в это время должен работать в следующей зоне или простаивать.
Особенности разработки стройгенплана при реконструкции
Объектный и общеплощадочный СГП, разрабатываемые на объект (комплекс), содержат те же элементы и выполняются в той же последовательности, как и для нового строительства.
Проектирование СГП при реконструкции в принципе не отличается от методов, изложенных применительно к новому строительству. Однако, условия реконструкции создают дополнительные трудности, которые необходимо учитывать при проектировании. Сложность работ в данном случае это, в первую очередь, стесненность фронта работ, вызванная близко расположенными другими строениями и необходимостью подчас совместной деятельности с промышленным производством реконструируемого предприятия или же безопасной эксплуатацией расположенных рядом зданий жилищно-гражданского назначения.
Схема организации движения транспорта должна предусмотреть порядок, при котором не нарушалась бы работа предприятия и обеспечивалась безопасность и нормальные условия проживания в прилегающих к реконструируемому объекту зданиях.
Для этого на СГП должны быть:
• выделены постоянные дороги, по которым разрешается движение строительного транспорта и машин;
• предусмотрены при необходимости (и возможности) устройства объездов загруженных участков дорог;
» спроектированы маршруты движения транспорта; эти мероприятия отражаются на СГП и на местности путем установки: схемы движения автотранспорта у въезда на строительную площадку, знаков направления движения и ограничения проезда, направления к местам разгрузки-разворота и стоянок;
• намечены места проходов в зону работ и направление движения пешеходов в обход строительной площадки.
При необходимости выполняется расчет вписываемое™ в повороты автопоездов, фермовозов, мобильных башенных кранов и вносятся соответствующие поправки. Принятые решения согласовываются с дирекцией реконструируемого предприятия, а в случае выхода на городские магистрали — с ГИБДД.
Привязка монтажных кранов к объектам реконструкции выполняется от наружных поверхностей стен. Рельсовые пути кранов и основание под краны на авто- и гусеничном ходу такие же, как в новом строительстве, но здесь чаще приходится располагать краны над подземными коммуникациями или опирать на несущие конструкции реконструируемых зданий. В этих случаях необходимо провести дополнительные расчеты несущей способности и согласовать решения с органами Госгортехнадзора. В некоторых случаях для установки крана возникает необходимость его разборки.
Опасную зону у здания, выходящего на городские проезды, нужно выгородить, а если это невозможно, то следует уменьшить эту зону, введя принудительные ограничения в работу крана, а также предусмотреть следующие дополнительные ограждения:
• вдоль наружных стен (или инвентарных лесов) устанавливается сплошное защитное ограждение и защитный козырек над пешеходными переходами;
• наружная сторона лесов выгораживается защитной сеткой на всю высоту, а при отсутствии лесов все проемы в наружных стенах закрываются наглухо.
При нахождении монтажника вне видимости крановщика связь между ними обеспечивается рацией или дополнительно вводятся сигнальщики, что детально прорабатывается в ППР.
Размещение приобъектных складов материалов и конструкций в условиях стесненности стройплощадки требует изыскания дополнительных площадей, которые могут быть получены за счет освобождения участка от подлежащих сносу существующих строений, а также частичного размещения материалов на перекрытиях реконструируемого здания или устройства промежуточных складов на территории предприятия. Что касается конструкций, то лучшим решением является монтаж «с колес». Часть материалов также может быть разгружена с подачей непосредственно в рабочую зону. Такое решение требует четкой проработки и согласования.
Размещение временных зданий и систем временного электро- и водоснабжения производится с учетом возможности использования зданий, помещений и источников реконструируемого предприятия или муниципальных служб жилищных комплексов. Если такие возможности ограничены, для бытовых городков строителей используют контейнерные здания, устанавливаемые при необходимости в два и три яруса.
