CC BY
17
УДК 624.014.2.002.7 (477)
ЮГОВ A.M., д.т.н., профессор (Донбасская национальная академия строительства и
архитектуры)
ШЕВЧЕНКО В.Д., старший преподаватель (Донбасская национальная академия
строительства и архитектуры) ТИМОШКО А.А., ассистент (Донбасская национальная академия строительства и архитектуры)
Из опыта изготовления, транспортировки и монтажа крупноразмерных стальных конструкций в Донбассе
Yugov А.М, Dr.Tech.Sc, professor (DonNACEA) Shevchenko V.D., Senior lecturer (DonNACEA) Tymoshko A.A., Assistant (DonNACEA)
From the experience of manufacturing, transportation and assembling of large-sized steel structures in Donbas
Введение
Крупноразмерные конструкции относятся к категории особо сложных конструкций на всех этапах своего жизненного цикла: при изготовлении, транспортировке, монтаже и
последующей эксплуатации. И если монтаж и эксплуатация
крупноразмерных конструкций на данный момент изучены достаточно хорошо, то подготовительные этапы: изготовление и транспортировка на данный момент вызывают множество вопросов и проблем, в том числе транспортировка крупноразмерных конструкций по железной дороге.
Анализ последних исследований и публикаций
Проблема транспортировки
строительных конструкций сама по себе не является новой, существует достаточное количество источников, в том числе нормативных, касающихся данной тематики [1-7]. Однако, вопрос
транспортировки более сложных крупногабаритных конструкций в данных источниках, как и во многих других не поднимается вообще, либо освещен недостаточно. По этой причине применение крупноблочного монтажа тяжелых конструкций требует в каждом конкретном случае разработки специальных методов их
транспортировки.
Цель работы
Целью исследования является разработка эффективных схем перевозок крупноразмерных стальных конструкций на сцепных транспортерах и разукрупненных конструкций на железнодорожных платформах
грузоподъемностью 62 т.
Основной материал
Монтаж стальных конструкций крупными блоками заводского изготовления улучшает использование грузоподъемных механизмов, повышает
производительность труда и сокращает сроки строительства. В данной работе рассматриваются некоторые вопросы изготовления, транспортировки и монтажа крупноразмерных стальных конструкций конвертерного цеха Енакиевского металлургического
завода, представляющих особый интерес для монтажников и изготовителей. Проект здания конвертерного цеха разработан Днепропетровским филиалом
ЦНИИПСК с учетом требований бызвыверочного монтажа колонн. Комплексный проект производства монтажных работ для организаций Минмонтажстроя УССР разработан Донецким отделением треста Укрмонтажоргстрой. Объем монтажа стальных конструкций главного корпуса составил 13 тыс.т. В условиях крайне стесненной строительной площадки и совмещенного выполнения строительных и монтажных работ особое значение приобрело укрупнение стальных конструкций на заводах-изготовителях.
В составе проекта производства работ (ППР) были разработаны и
выданы Мариупольскому заводу металлоконструкций дополнительные технические требования на
изготовление 700 т крупноразмерных стальных конструкций подкрановых балок и колонн отправочными марками длиной до 24 м и весом до 50 т. Суммарное число отправочных марок данных конструкций по сравнению с проектом КМ уменьшили. Так, например, подкрановые балки общим весом 738 т изготовили в количестве 75-и отправочных марок со средним весом 9,85 т и весом отдельных балок до 50 т.
До начала изготовления крупноразмерных стальных
конструкций Донецким отделением треста Укрмонтажоргстрой был разработан проект их погрузки на: железнодорожные платформы
грузоподъемностью 62 т; на сцепы из этих же платформ, оборудованных турникетами; на сцепные
железнодорожные транспортеры с турникетами Луганского завода грузоподъемностью 120 т. Весовые характеристики погрузок приведены в таблице 1.
Таблица 1
погрузок_
№ погрузок Наименование груза Вес, т Длина, м Высота общего центра тяжести сцепа, м Т - А пр продольная и нерацио нальная сила, т Кгр~ коэффициент собственной устойчивости груза Ксц- коэффициент устойчивости сцепа Степень негабаритности
одного элемента погрузки одного элемента сцепа
1 Подкрановая балка ряда Б 24,6 49,3 23,5 37,2 1,6 24,6 1,32 1,60 Верхняя 0-й степени
2 Подкрановая балка ряда Б 22,2 44,5 20,6 26,1 1,6 22,2 1,45 1,56 Верхняя П-й степени
3 Колонна ряда Д 20,0 20,0 22,2 26,1 1,2 10,0 0,71 2,18 -
4 Подкрановая балка ряда Г 51,5 51,5 20,8 26,1 1,5 25,7 2,62 1,84 -
5 Колонна ряда Г 47,2 47,2 22,4 26,1 2Д 25,0 0,99 1,82 -
Проектные проработки показали, что при принятых в настоящее время скоростях железнодорожного движения перевозка крупноразмерных стальных конструкций длиной до 24 м, весом до 50 т и высотой 3,6-2,3 м технически осуществима только на сцепных
железнодорожных транспортерах.
Поэтому был принят и осуществлен именно этот вариант. (Представление о возможностях железнодорожных
перевозок на сцепных транспортерах дает рис. 1).
Рис. 1. Крупноразмерные технологические металлоконструкции на сцепных транспортерах грузоподъемностью 120 т
Сцепной транспортер с турникетами приспособлен для перевозки крупноразмерных стальных конструкций. Специальная вставка позволяет изменять расстояние между осями турникетов от 26,1 до 37,2 м. Вес одного транспортера 27,2 т, ордината центра тяжести 0,68 м, подветренная площадь - 8,5 м. Давление от груза передается на транспортер точно в центре турникета. Крылья турникетов имеют на концах отверстия для установки болтовых стяжек или проволочных скруток для крепления груза.
Конструкция турникета позволяет получить как цилиндрическую, так и плоскую опорную поверхности при перевозке грузов. Для восприятия действующих на груз значительных горизонтальных сил необходимы специальные конструктивные элементы, закрепленные за груз и турникет. В данном случае такие элементы были
выполнены в виде промежуточных седловых опор из листа 8 = 30 мм с
и нижнеи поверхностями.
стенками, горизонтальные
верхней плоской цилиндрическими Опора двумя
воспринимающими усилия, охватывает седло турникета.
Смещению опоры в направлении, перпендикулярном оси погрузки, препятствуют поднятые крылья турникета.
Груз балки и колонны приваривают продольными швами к верхнему листу опоры. Данные швы удаляют при разгрузке. При такой конструкции несколько теряется высота погрузки, но упрощается закрепление крупноразмерных стальных
конструкций балок и колонн из низколегированной стали, к которым можно варить только продольные швы. Проект погрузки и связанные с ним расчеты были выполнены сектором механизации монтажа института
«Донспецмонтажпроект», согласованы с управлением Донецкой железной дороги и утверждены
соответствующими службами
Министерства путей сообщения. Схемы погрузок показаны на рис. 2.
На рис. 2 видно, что груз длиной
23500 мм (погрузка №1) уложен на сцепной транспортер промежуточной вставкой, увеличивающей его длину до 37220 мм и обеспечивающей в то же время нормативную величину ординаты общего центра тяжести системы «транспортер-груз».
1 ~г
иг г
I
♦ам'»
•м
1
/ » I $
г »
I 3 Э^ё
i
—ново
0-и |с]:'шце| .к й- ш
/Эч
Рис. 2. Схемы погрузок крупноразмерных стальных конструкций на сцепные
транспортеры
Все грузы, независимо от величины коэффициента собственной поперечной устойчивости, прикрепили к турникетам при помощи 24-х растяжек из шести проволок диаметром 6мм каждая. Подкрановые балки (погрузки №1 и №2) после установки на сцепной транспортер соединили в монолитный пакет накладками, приварив их к верхнему поясу
конструкции.
Конструкцию использованных
сцепных транспортеров
грузоподъемностью 120 т нельзя
считать полностью приспособленной
для перевозки любых типов
крупноразмерных стальных
конструкций, следовательно, необходимо разработать сцепные
транспортеры с конструкцией,
специально приспособленной для перевозки данного вида конструкций. Не исключено, что они окажутся технически более совершенными и экономичными, чем предложенные в данной в статье.
Изготовление и отгрузку крупноразмерных стальных
конструкций производил
Мариупольский ЗМК, получая от заказчика 10%-ную надбавку к прейскурантной стоимости.
Продолжительность погрузки сцепа составляла в среднем 4 ч. Всего за 2,5 мес. из Мариупольского ЗМК отправили 15 транспортерных сцепов, отгрузив на них 700 т конструкций (рис. 3).
Рис. 3. Сцепной транспортер с крупноразмерными стальными конструкциями на монтажной площадке конвертерного цеха
Таким образом, даже наиболее передовой в техническом отношении из всех заводов металлоконструкций Донбасса - Мариупольский - оказался не приспособленным для изготовления крупноразмерных конструкций весом до 50 т и длиной до 24 м.
Транспортеры с конструкциями прибывали в Енакиево на центральный склад строительных конструкций, имевший две полосы, оборудованные четырьмя козловыми кранами грузоподъемностью 30т. Разгрузка одного сцепа длилась в пределах 2-3 ч.
Некоторые экономические
вопросы перевозки и изготовления крупноразмерных стальных
конструкций рассмотрим, используя ряд положений работы Б.И. Беляева [1]. В
первую очередь установим, для каких расстояний и весов перевозка крупноразмерных конструкций
конвертерного цеха на транспортерах (без фактора укрупнения на заводе-изготовителе) экономически
целесообразней перевозки этих же конструкций, изготовленных
отправочными марками меньшего веса, на обычных железнодорожных платформах.
На графике (рис. 4) показана стоимость перевозки конструкций на транспортерах и железнодорожных платформах. Для платформ стоимость перевозки зависит от веса груза и расстояния, для транспортеров - только от расстояния. Транспортерная перевозка экономичней обычной при
металлоконструкций в заводских условиях в специализированных или укрупнительных цехах на каждой тонне может быть получена экономия от 3 до 5 руб. сравнительно с затратами, необходимыми для укрупнения непосредственно на монтажной площадке, то транспортерная перевозка окажется экономичней обычной для любых расстояний, начиная с веса груза 30-35 т.
--------—1——--1—!—--
200 409 600 вое /ООО 1200 Г400 1600 1ВОО 2000 2200 2*30 2.
весе груза 40 т для расстояний до 300 км и при весе груза 45 т - для расстояний до 2500 км и более. Из этого следует, что перевозка
крупноразмерных стальных
конструкций конвертерного цеха на транспортерах экономичней, чем на железнодорожных платформах,
поскольку в большинстве случаев вес груза составляет 45-50 т. Если учесть, что при укрупнении
Рис. 4. Стоимость перевозки крупноразмерных стальных конструкций на сцепных транспортерах и разукрупненных конструкций на железнодорожных платформах
грузоподъемностью 62 т: 1 - стоимость перевозки на сцепных транспортерах; 2 - стоимость перевозки на сцепных транспортерах с учетом возврата восьмиосного сцепа; 3 - стоимость перевозки на железнодорожных транспортерах с учетом возврата двенадцатиосных сцепов; 4 - стоимость перевозки на железнодорожных платформах
при весе погрузки от 10 до 50 т. 20,30,40, т (пунктирные линии) - стоимость перевозки крупноразмерных конструкций на сцепных транспортерах с учетом разницы в стоимости укрупнения на заводе-изготовителе и на монтаже
Применение крупноразмерных стальных конструкций дает
возможность уменьшить число монтажных стыков на высокопрочных болтах, фланцах, бандажах и заменить их конструктивно более простыми заводскими стыками на сварке, что на 1 -2 % снижает вес конструкций, как это имеет место для подкрановой балки (погрузка №4).
В настоящее время объем изготовления крупноразмерных
стальных конструкций на заводах металлоконструкций Донбасса крайне невелик, несмотря на явную экономическую целесообразность. Это объясняется, как уже отмечалось, неприспособленностью заводских
зданий и оборудования к такой работе, а если завод и осуществляет выпуск
крупноразмерных конструкций, то неизбежно снижает выпуск своей продукции в целом. Целесообразно изучить возможность строительства на ЗМК специализированного цеха для изготовления тяжелых колонн, подкрановых балок и
газовоздухопроводов весом до 50 т, длиной 24 м и более, рассчитанных на транспортерную перевозку по железной дороге, что позволило бы значительно снизить трудовые затраты на укрупнение этих конструкций.
Создание специализированного цеха для изготовления
крупноразмерных конструкций
наиболее совершенный, но не единственный путь решения проблемы. На заводах-изготовителях могут быть простроены цехи для укрупнения изготовленных металлоконструкций. В таком случае технологический процесс изготовления металлоконструкций не изменится, а уровень монтажной готовности резко повысится.
Выводы
В заключении следует отметить, что создание на заводах-изготовителях специализированных либо
укрупнительных цехов для
изготовления крупноразмерных
стальных конструкций, применение существующих сцепных транспортеров и разработка новых для перевозки крупногабаритных конструкций,
строительство укрупнительных цехов на больших стройках с одновременным улучшением параметров и
экономических показателей
грузоподъемных механизмов - вот звенья технологической структуры, призванной обеспечить прогресс в области изготовления,
транспортировки, укрупнения и монтажа стальных конструкций.
Список литературы:
1. Беляев, В.И. Об оптимальном укрупнении строительных конструкций на заводах [Текст] / В.И. Беляев // Промышленное и гражданское строительство. - №8. - М.: ООО «Издательство ПГС», 1963. - С. 18-22.
2. Гофштейн, Г.Е. Требования к конструкциям при их транспортировке [Текст] // Металлические конструкции. В Зт. Том 1. Общая часть (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. заслуж. строителя РФ, лауреата госуд. премии СССР В.В. Кузнецова. - М.: Изд-во АСВ, 1998. - С. 326-351.
3. ДБН Г. 1-4-95. Державш буд1вельш норми. Правила перевезення, складування та збер1гання матер1ал1в, в1роб1в, конструкщй 1 устаткування в буд1вницта [Тект]. - Введено вперше; надано чинносп 1996-01-01. - К.: Держкоммютобудування, 1997. - 73 с.
4. Технические условия размещения и крепления грузов. Приложение 3 к Соглашению о международном железнодорожном грузовом сообщении [Текст] / Организация сотрудничества железных дорог. - По состоянию на 1 июля 2016 года. - ОСЖД, 2016. - С. 197-438.
5. Технические условия погрузки и крепления грузов [Текст] / Министерство путей сообщения СССР. - М.: «Транспорт», 1990. - 408 с.
6. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах [Текст]. - Утв. 27.05.2003. - М.: МПС России, 2003. -298 с.
7. Черненко, В.К. Технология буд1вельного виробництва [Текст] / В.К. Черненко, М.Г. Ярмоленко, Г.М. Батура та ш.; За ред. В.К. Черненка, М.Г. Ярмоленка. - К.: Вища школа, 2002. -430 с.
Аннотации:
В статье рассматривается опыт разработки и внедрения некоторых вопросов изготовления, транспортировки при помощи железнодорожного транспорта и монтажа крупноразмерных строительных и
технологических металлоконструкций
кислородно-конвертерного цеха (ККЦ) Енакиевского металлургического завода, представляющие интерес для изготовителей, проектировщиков и монтажников. Приведен проработанный проект погрузки конструкций на железнодорожные платформы
грузоподъемностью 62 т, на сцепы из таких платформ, а также на сцепные транспортеры грузоподъемностью 120 т.
Ключевые слова: характеристики погрузок, крупноразмерные
металлоконструкции, сцепные транспортеры, схемы погрузок, железная дорога.
Experience of development and implementation of some aspects of manufacturing, transportation by rail and assembling of large-sized constructional and technological steel structures of oxygen converter shop of Yenakievo metallurgical plant, interested for manufacturers, engineers and installers is considered in this article. A developed project of loading of structures on railway platforms with load capacity of 62 tons, on couplings from such platforms as well as on coupling transporters with load capacity of 120 tons is given.
Keywords: loading characteristics, large-sized steel structures, coupling transporters, loading schemes, railroad.
УДК 620.193.2.194.23
ЖИТАРЬ Б.E., доцент (Донецкий институт железнодорожного транспорта) САМОЙЛОВ В.В., старший преподаватель (Донецкий институт железнодорожного транспорта)
Применение лигнинового преобразователя ржавчины для защиты металлов от коррозии
Zhitar В.Е., Associate Professor (DRTI) Samoylov V.V., Senior Lecturer (DRTI)
The use of a lignin rust converter to protect metals from corrosion
Введение
Важнейшей технико-
экономической проблемой повышения эффективности использования металлов и сплавов в промышленности и на транспорте является борьба с коррозией. Коррозия наносит значительный материальный ущерб. Подсчитано, что в результате коррозии ежегодно теряется такое количество, стали, которое равно Ул всей мировой выработки за год. Материальные потери на железнодорожном транспорте из-за
коррозии приводят к сокращению сроков эксплуатации подвижного состава, механизмов,
преждевременному выходу из строя различного оборудования. Все это обусловливает большую важность исследования коррозионных процессов и их экономических последствий, обоснования и осуществления соответствующих мер
противокоррозионной защиты.
Большое значение имеет разработка научно обоснованных методик защиты металлов и сплавов от коррозии.
