Анализ строительства железобетонных мостов

Анализ строительства железобетонных мостов и конструкций и выбор рациональных вариантов, затруднены из-за большого разнообразии железобетонных мостов, отличающихся статическими схе­мами, конструктивными формами и методами сооружении.

При большом разнообразии конструктивных и технологических реше­ний практически невозможно проанализировать влияние каждого из фак­торов на технико-экономические показатели.

Дли сравнении железобетонных пролетных строений различных систем, сооружаемых по разным технологиям, принята методика, согласно кото­рой принимаются во внимание следующие основные технико-экономиче­ские показатели:

  • расход бетона;
  • расход металла (заложенного в конструкцию);
  • расход металла на вспомогательные сооружения;
  • затраты труда;
  • стоимость работ.

При оценке способов производства работ как важнейший показатель учитывается продолжительность строительства.

В отличие от обычно применяемых способов сравнении пролетных строений по расходу бетона и арматуры только на основные конструкции, принятая методика предусматривает проведение сравнения по затратам на весь комплекс работ по сооружению пролетных строений.

Все показатели определяются на конечный измеритель, в качестве кото­рого для автодорожных и городских мостов принят 1 м2 площади проезжей части (площадь проезжей части определяется как произведение расстоя­ния между перилами на полную длину пролетного строения).

Трудоемкость всего комплекса работ по сооружению пролетного строе­ния определяется, как правило, по результатам анализа хронометражных наблюдений. Непроизводительные потери рабочего времени не учитывают­ся. Трудоемкость сооружения вспомогательных конструкций определяется по действующим нормам, фактические сметные стоимости работ с учетом накладных расходов — по рабочим чертежам и единичным расценкам. При оценке технологии производства работ себестоимость исчисляется по элементам затрат.

Продолжительность выполнения отдельных работ определяется по свод­ным исполнительным графикам, журналам производства работ и материа­лам анализа хронометражных наблюдении.

Затраты по статье «Эксплуатация механизмов и оборудования» исчислены на основе составленных графиков занятости механизмов. Для упрощения фактическая себестоимость вспомогательных сооружений принимается равной их сметной стоимости.

Полная стоимость сооружения определяется как сумма фактической себестоимости изготовления и монтажа пролетного строения со сметной стоимостью временных сооружений .

Единая методика позволяет выявить сопоставимые показатели, харак­теризующие пролетные строения постоянных мостов, и с достаточной точ­ностью оценить и сравнить различную технологию их сооружения.

Технико — экономические показатели строительства железобетонных мостов

Показатели расхода бетона и арматуры, в том числе высокопрочной, на сооружение пролетных строений различных систем, без учета расхода их на временные вспомогательные сооружения, увеличиваются с увеличением пролетов, однако на их основании трудно установить влияние систем пролетных строений.

Анализ проектов мостов не дает возможности устано­вить в математической форме закономерности расхода основных материа­лов от таких показателей, как величина пролета и ширина проезжей части.

При оценке системы пролетных строений необходимо учитывать затра­ты, связанные со способом их сооружения.

Важным фактором, влияющим на стоимость работ и на другие технико- экономические показатели сооружения моста, являются затраты на вре­менные вспомогательные производственные сооружения (СВСиУ), необходимые для изготовления и монтажа конструкций.

Затраты на вспомогательные сооружения зависят от принятого способа производства работ и системы пролетных строений. Например, при мон­таже цельноперевозимых балок длиной 65,4—70,1 м путем перевозки их на плаву необходимо построить стенд для изготовления балок, пирсы для выкатки их на плавсредства и т. и.; при неуравновешенном навесном мон­таже необходимо возвести подмости для сборки анкерной части пролетного строения и т. п.

Анализ данных показывает, что расход бетона на вспомогательные сооружения составляет до 38% объема бетона основных конструкций, расход неинвентарного металла — до 86 % веса арматуры пролетного строе­ния, трудоемкость — до 65 и стоимость до 55 % от затрат на основную конструкцию.

Потребность монтажного металла при сооружении арочных пролетных строений на кружалах значительно превышает расход металла на основ­ную конструкцию арок.

Сравнение различных систем пролетных строений только по расходу материалов (бетона и стали) на основную конструкцию приводит в целом ряде случаев к неправильным выводам.

Необходимо учитывать затраты, связанные с технологией производства работ, затраты на вспомогательные производственные устройства. Стои­мость вспомогательных сооружений минимальна при применении методов навесного монтажа, навесного бетонирования и продольной надвижки.

Стоимость материалов основной конструкции составляет только 27— 58% стоимости сооружения пролетного строения с учетом временных сооружений для различных схем мостов и способов производства работ.

На основании этого можно сделать вывод, что важнейшим резервом снижения стоимости сооружения предварительно напряженных пролетных строений является постоянное совершенствование технологии производ­ства работ.

Если за счет уточнения расчета удастся уменьшить размеры сечений конструкций с соответствующим уменьшением ее объема на 5—10%, то это позволит снизить стоимость сооружения пролетных строений только на 2—5%; если за счет усовершенствования технологии производства ра­бот снизить строительные затраты на 10—20%, что легче достижимо, то это позволит снизить стоимость на 7—15%.

Анализ затрат на сооружение железобетонных пролетных строений позволяет сделать заключение, что мосты одинаковой конструкции, соору­женные различными способами, имеют значительно отличающиеся тех­нико-экономические показатели.

Учитывая, что мосты консольных систем, собираемые навесным методом, в последние годы получили наиболее широкое применение, представляет интерес анализ технико-экономических показателей, достигнутых при соо­ружении пролетных строений этого типа.

Основными факторами, влияющими на затраты труда по сооружению пролетных строений консольных систем навесным способом (в расчете на 100 м2 проезжей части), являются:

  • пролет моста и зависящие от него расход бетона и арматуры на 1 м2 проезжей части;
  • способ производства работ: монтаж на подмостях береговых пролетов и навесной монтаж консолей или уравновешенный навесной монтаж;
  • конструкция балок пролетного строения—коробчатые или двухтавровые;
  • количество балок в поперечном сечении; размеры блоков;
  • ширина проезжей части;
  • способ изготовления блоков — бетонирование их целиком или укрупнительная сборка блоков из плит;
  • способ стыкования блоков — на «мокрых» или на клееных стыках;
  • способ предварительного обжатия стыков;
  • наличие подвесных пролетных строений;
  • конструкция арматурных элементов, напрягаемых при монтаже,— сталь­ные канаты или пучки высокопрочной проволоки;
  • квалификация рабочих и их опыт в выполнении данного вида работ.

Определить количественное влияние каждого фактора на величину тру­доемкости и другие технико-экономические показатели в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия достаточного объема ин­формации.

Затраты труда на отдельные виды работ при сооружении предвари­тельно напряженных железобетонных пролетных строений приведены.

В пролетных строениях, собранных на­весным способом, затраты труда на изготовление блоков или на изготов­ление плит и укрупнительную сборку их в блоки составляют до 60% от полных затрат на сооружение пролетных строений.

На основании этого можно сделать вывод, что основным резервом сни­жения трудоемкости навесного монтажа является совершенствование кон­струкции и технологии изготовления блоков.

Стоимость сооружения пролетных строений зависит, в основном, от техже факторов, которые, конечно, с различной силой влияют на формирова­ние затрат труда и на продолжительность строительства.

Результаты анализа показывают, что стоимость изготовления блоков на заводах или полигонах или укрупнения их из плит составляют, как правило, только 35—40% от полной сметной стоимости сооружения про­летных строений.

Таким образом, затраты, зависящие от способа производства работ, со­ставляют 60—65% полной сметной стоимости сооружения балочно-кон­сольных и рамно-консольных пролетных строений.

Затраты труда по сооружению пролетных строений

Фактические затраты труда по сооружению пролетных строений, определенные по единой методике, приведены в таблице.



Технология сооружения Затраты труда,  чел.-дни
Бетонирование на сплошных подмостях 9,6
Установка методом продоль­ ной надвижки 1,8
Монтаж пролетных строений из цельноперевозимых блоков путем установки их на плаву 3,5
Уравновешенный навесной монтаж из блоков весом до 30 т 3,2
Уравновешенный навесной монтаж из блоков весом до 60 т, изготовленных на заводе 2,7
Навесной монтаж консолей и сборка на подмостях анкерных пролетов 4,1
Навесной монтаж консолей и сборка на подмостях анкерных пролетов 3,9
Навесной монтаж консолей на «мокрых» стыках и сборка на подмостях анкерных пролетов 5,5
Уравновешенный навесной монтаж из блоков весом до 60 т, укрупненных на строительной площадке 4,8

Используемый для оценки технико-экономических показателей затрат укрупненный измеритель (1 м2 проезжей части) не является универ­сальным.

При сравнении пролетных строений различной длины и ширины по­казатели затрат на 1 м2 несопоставимы и необходимо вводить поправочные коэффициенты, учитывающие величину пролета и другие факторы.

Оценка мостов различных систем должна учитывать и технико-эконо­мические показатели опор. Особенно это положение относится к

  • рамно-консольным,
  • арочно-консольным
  • арочным мостам.

Следует отметить, что в рамно-подвесных мостах удельный вес опор составляет по объему более 60% и по стоимости около 40%.

Совершенствование технологии сооружения железобетонных пролет­ных строений больших мостов, осуществленное за последние 10—15 лет, позволило за счет перехода от способа бетонирования монолитных пролет­ных строений на сплошных подмостях к способу уравновешенного навес­ного монтажа и продольной надвижки неразрезных пролетных строений обеспечить снижение трудоемкости более чем в три раза.

В технико-экономических исследованиях, направленных на выявление размеров, выбор рациональной конструкции и технологии, необходимо при­менять математико-статистические методы, основанные на теории корре­ляции. Применение таких методов позволит определить количественное влияние различных конструктивных и производственных факторов, действующих одновременно или в отдельности.

Использование методов математической статистики возможно при обра­ботке материалов массовой информации (не менее 40 объектов, конструк­ций и т. п.) о явлениях, между которыми устанавливается зависимость. К сожалению, в настоящее время таких данных для оценки многих мосто­строительных работ еще недостаточно.

Накопление достаточного количества исходной информации позволило применить теорию корреляции для оценки способов производства железо­бетонных предварительных напряженных балочных пролетных строений мостов и для выбора рациональной технологии изготовления балок.

 

Сравнение трудоемкости, проведенное путем сопоставления полученных уравнений множественной корреляции, показывает, что в среднем затраты труда при изготовленпи балок по поточно-агрегатной технологии на 25% ниже, чем при изготовлении на стационарных стендах.

Теория корреляции в мостостроении

В области строительного производства и, в частности, мостостроении методика исследования, основанная на теории корреляции, может быть рекомендована:

  • для выявления научно-обоснованных технико-экономических показате­лей сооружения мостов различных систем в зависимости от величины про­лета, ширины моста, высоты опор, способа производства работ и других конструктивных и технологических факторов;
  • для определения влияния сборности, уровня механизации и других фак­торов на продолжительность строительства;
  • для определения влияния различных факторов (конструктивных и тех­нологических) на трудоемкость и стоимость строительства;
  • для определения законов веса, а затем и законов стоимости железобе­тонных конструкций различного назначения от таких факторов:
    • насыще­ние арматурой
    • величина пролета
    • сложность очертания и т. п.;
    • для изучения различных проблем, связанных с выбором оптимальных вариантов организации производства.

Результаты изучения опыта сооружения пролетных строений различных систем по различной технологии и анализ достигнутых технико-экономи­ческих показателей построенных мостов позволяют сделать ряд выводов.

Для железобетонных автодорожных и городских мостов с пролетами до 140—150 м следует рекомендовать применение неразрезных, рамно-подвесных и балочно-консольных пролетных строений из предварительно напряженного железобетона. Наиболее рациональными методами соору­жения пролетных строений этих систем являются навесные методы.

Железобетонные предварительно напряженные мосты неразрезных си­стем по сравнению с мостами другой конструкции имеют весьма суще­ственные эксплуатационные, экономические и эстетические преимущества.

Мосты неразрезной системы могут быть применены в сложных условиях плана и профиля, обычных для городских сооружений. Рамно-подвесные системы обладают известным преимуществом, так как, являясь внешне статически определимыми, не реагируют па неравномер­ные деформации оснований опор.

В рамно-подвесных системах применение подвесных пролетов позво­ляет сократить длину консолей и улучшить продольный профиль проез­жей части за счет меньшего влияния пластических деформаций. Мало отличаясь по расходу материалов от рамно-консольных конструкций, про­летные строения рампо-подвесной системы, вследствие лучших эксплуата­ционных показателей, являются более предпочтительными.

Мосты арочно-консолыюй системы, собираемые навесным способом, не­сколько уступают по своим основным технико-экономическим показателям неразрезным и рамным мостам, однако в ряде случаев по специальным архитектурным и планировочным требованиям они могут оказаться с эсте­тической точки зрения более целесообразными для городских сооружений.

Для перекрытия пролетов длиной до 33 м наиболее рациональными являются балочные разрезные цельноперевозимые, а для пролетов 42 м —поперечно члененные пролетные строения, собираемые из балок или блоков заводского изготовления.

В отдельных случаях для многопролетных мостов большой длины, принадлежащем технико — экономическом обосновании, может оказаться целе­сообразным применением балочно-разрезных пролетных строений из ба­лок постоянной высоты пролетом до 70 м, перевозимых на плавучих опорах.

Пролетные строения автодорожных мостов длиной до 100 м следует, как правило, выполнять в виде несущих балок коробчатого сечения со сплошпой стенкой, собираемых из блоков весом 35—60 т. Изготовление коробчатых блоков необходимо предусматривать, как правило, на полное сечение.

Опыт сооружения мостов рамно-подвесной системы с ригелями решет­чатой (сквозной) конструкции показал, что большое количество типораз­меров и способов соединения между собой блоков в этих мостах не являет­ся положительной особенностью их конструкции. Большая многодельность и трудоемкость объединения сборных блоков существенно снижают эффек­тивность применения решетчатых пролетных строений.

Высокие технико-экономические показатели железобетонных предвари­тельно напряженных мостов неразрезной, рамно-подвесной и балочно-кон­сольных систем могут быть достигнуты только при сооружении их про­грессивными методами.

К числу наиболее прогрессивных и экономичных следует отнести мето­ды навесного монтажа, навесного бетонирования и продольной надвижки.

Основным преимуществом этих методов является возможность построй­ки пролетных строений больших мостов без затрат на устройство в русле реки временных вспомогательных сооружений.

Применение метода навесного монтажа пролетных строений на клееных стыках из блоков заводского изготовления позволяет превратить строи­тельную площадку моста в монтажную и сократить продолжительность строительства за счет параллельности производства работ по возведению опор и изготовлению блоков, а также за счет высокого темпа сборки про­летных строений.

Применение метода навесного бетонирования позволяет построить мосты наиболее экономичных конструкций.

Опыт строительства мостов подтвердил целесообразность и возможность осуществления способом навесного бетонирования пролетных строений консольных систем, особенно в тех случаях, когда сборные конструкции по условиям сложной и дорогой их транспортировки являются мало оправ­данными.

Применение того или иного способа сооружения пролетных строений во многом зависит от схемы моста, места его постройки, системы пролет­ных строений, директивных сроков, наличия монтажного оборудования и опыта, накопленного строительными организациями.

Выбор наиболее рационального способа сооружения моста следует решать путем технико-экономического анализа и сравнения различных вариантов проекта производства работ.

Применяемые в настоящее время конструкции и методы производства работ имеют еще большие резервы, реализация которых позволит суще­ственно сократить продолжительность, затраты труда и снизить стоимость сооружения железобетонных мостов.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.