Механизация строительства

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Критерий эффективности механизации строительства

Критерий эффективности должен иметь следующие характеристики:

1) измерять подлинную эффективность выбранного варианта;

2) выражаться количественно;

3) для решаемой задачи должен быть один (в различных задачах могут быть частные критерии, но они подчиняются общему критерию эффективности);

4) определяться точно и быстро без больших затрат времени;

5) обеспечивать учет всех существенных сторон решаемой задачи;

6) иметь физический смысл, что делает его понятным и ощутимым.

Основной экономической характеристикой производственных процессов в хозяйстве страны, в том числе в строительстве, принята себестоимость (себестоимость единицы продукции), для механизированных процессов зависящая от величины - стоимости часа рабочего времени машины, используемой в процессе:

,

где - стоимость часа использования машины типоразмера непосредственно в работе, руб./ маш.-ч; - затраты на перебазирование машины типоразмера , отнесенные к машино-часу нахождения машины на объекте, руб./ маш.-ч. себестоимость строительство механизация бульдозер

В развернутом виде

,

где - годовые затраты на капитальный ремонт и реновацию, руб./ год; - текущие эксплуатационные затраты в течение часа работы машины, руб./ маш.-ч; - коэффициент накладных расходов на затраты по эксплуатации машины; - годовой фонд рабочего времени машины, маш.-ч/ год.

,

где - затраты на погрузку-разгрузку машины на транспортное средство и связанный с этим (если необходимо) монтаж-демонтаж или сцепку-отцепку к буксирующему средству (тягачу), руб.; - стоимость устройства сооружений, необходимых для нормальной работы машины на объекте, руб.; - стоимость транспортирования машины на средствах типа на 1 км по дорогам с характеристиками , руб./ км; - длина пути транспортирования по дороге с характеристикой , км. Непроизводительные расходы от простоя машины в течение часа оцениваются величиной

,

где - затраты на один час простоя машины типоразмера , руб./ маш.-ч,

.

Здесь - затраты на энергию (горючее), отнесенные к машино-часу работы машины, руб./ маш.-ч; - затраты на смазочные и обтирочные материалы на машино-час работы, руб./ маш.-ч; - часовая заработная плата машиниста (машинистов), руб./ ч.

Таким образом, затраты на выполнение механизированных работ, определяемые в такой постановке как критерий эффективности и представляемые в виде трех слагаемых, назовем общими и обозначим

,

где - затраты соответственно на исполнение работ, перебазирование машин и простой их из-за недогрузки.

Экономическое сравнение различных вариантов выполнения механизированных работ может быть проведено и по критерию себестоимости (затрат на измеритель объема работ):

,

где - измеритель объема работ; - общий объем работ, подлежащих выполнению, в физических единицах измерения.

2. Определение областей эффективного применения машин и их комплектов

Одна и та же работа в определенных условиях строительства может быть выполнена различными машинами, отличающимися друг от друга конструктивно-техническими параметрами: мощностью, мобильностью, рабочими органами и т. п. Это обусловит различные результаты, которые характеризуют эффективность производства: продолжительность выполнения работ, их себестоимость, трудоемкость и др. Кроме того, условия выполнения одной и той же работы на разных объектах могут существенно различаться, что неизбежно отразится на эффективности выполнения этой работы конкретной машиной. Изменение условий производства работ влияет на эффективность их выполнения машинами разных марок далеко не одинаково.

Поэтому задачей установления области эффективного применения взаимозаменяемых средств механизации является определение для каждой конкретной машины или комплекта таких условий производства работ, в которых ее использование наиболее выгодно по сравнению с другими. Решение этой задачи на различных уровнях управления строительным производством необходимо:

- для планирования оптимального использования наличного парка взаимозаменяемых машин;

- планирования обновления и пополнения парка машин строительных организаций исходя из сведений о предстоящих условиях строительства;

- проектирования и выбора наиболее целесообразных вариантов организации механизированных работ и др.

Область эффективного применения машин устанавливается по минимуму себестоимости единицы объема работ.

Значения себестоимости зависят от многих факторов, характеризующих условия производства механизированных работ. При определении области эффективного применения машин одной из важнейших задач является правильный отбор подобных факторов. Целесообразно учитывать главнейшие факторы, оказывающие наибольшее влияние на величину себестоимости и существенно изменяющиеся для различных объектов и участков работ. Для машин в строительстве такими являются факторы, характеризующие объект (дальность перебазирования машины, объем работ на объекте и др.), и факторы, влияющие на эксплуатационную часовую производительность машин (дальность перемещения грунта, категория грунта и др.).

Если в формуле себестоимости единицы объема работ представить часовую производительность машины в виде соответствующей функции от факторов, ее определяющих, то можно получить соотношение, которое будет содержать практически все необходимые элементы, отражающие область эффективного применения машин.

Таким образом, формула себестоимости единицы объема может быть принята в качестве исходного рабочего соотношения, позволяющего получить любые частные уравнения для конкретных марок машин:

где - затраты на перебазирование машины типоразмера , не зависящие от расстояния перебазирования (на погрузку-разгрузку, буксировку-отцепку, необходимые демонтаж-монтаж и

т. д.), руб.; - затраты на перебазирование машины типоразмера на расстояние 1 км, руб./ км; - расстояние перебазирования машины типоразмера , км. Области эффективного применения бульдозеров. Эксплуатационная часовая производительность бульдозеров, м3/ ч:

,

где и - соответственно ширина и высота отвала, м; - коэффициент разрыхления грунта, ; - коэффициент, учитывающий влияние уклона на величину производительности бульдозера ( - при работе вниз по уклону, - при работе вверх по уклону); - угол естественного откоса грунта в движении, равный примерно 2/3 угла естественного откоса грунта в покое; - продолжительность рабочего цикла бульдозера, с, которая для общего содержания рабочего цикла находится из выражения

.

Здесь - дальность перемещения грунта, м; - длина пути резания грунта, равная обычно 5-7 м; - время на переключение передачи, =4-5 c; - время опускания отвала, =1-2 c; - время поворота бульдозера, =10 c; - скорость движения бульдозера при резании грунта, м/ с; - средняя скорость движения бульдозера при перемещении грунта и обратном ходе, м/с; - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной, учитывающий возможные простои бульдозера между операциями рабочего цикла (или в течение рабочего часа); - коэффициент перехода от производственной нормы выработки к плановой, оцениваемой на конкретный плановый период с учетом возможных простоев по организационным причинам и метеорологическим условиям. По рекомендациям С. Е. Канторера принимаем для бульдозеров =0,56, =0,75. Определение коэффициентов и в реальных условиях эксплуатации является сложной задачей, выполняемой на основе формирования статистических выборок простоев по различным причинам в разные периоды времени.

Для иллюстрации задачи определения областей эффективного применения бульдозеров примем следующие значения параметров: = 1,1; =0,9;=30 и =0,57 После подстановки принятых значений и соответствующих преобразований выражение для определения часовой эксплуатационной производительности бульдозеров будет:

,

где - затраты времени на все элементы рабочего цикла, не зависящие от дальности перемещения грунта и средней скорости бульдозера.

Тогда себестоимость единицы , руб./100 м³, с учетом предыдущего соотношения после некоторых преобразований выглядит следующим образом:

Таким образом, функция себестоимости в зависимости от аргументов-факторов, характеризующих условия производства работ, будет иметь вид:

,

где - постоянные для данной машины величины (из предыдущего выражения).

Если в качестве примера рассмотреть бульдозеры ДЗ-54 (Д-687), ДЗ-9 (Д-275А) и ДЗ-34С (Д-572С), то при условии перебазирования последних с объекта на объект на трейлере по дорогам III категории со скоростью 11,5 км/ч постоянные величины будут иметь значения.

Если область эффективного применения машин устанавливается на уровне конкретной строительной организации, то себестоимости могут быть представлены в виде функции трех аргументов: объема работ на объекте, дальности перебазирования машины на объект и дальности перемещения разрабатываемого грунта :

- для бульдозера ДЗ-54

- для бульдозера ДЗ-9

- для бульдозера ДЗ-34C

В этих уравнениях при переходе от менее мощных машин к более мощным имеется закономерность в изменениях числовых параметров, для которой характерны противоположные тенденции - возрастание одних параметров при одновременном уменьшении других. Эта противоречивость и обусловливает необходимость и возможность установления области эффективного применения взаимозаменяемых средств механизации.

В планово-экономических расчетах и при назначении машин на объекты непосредственно в строительных организациях целесообразно использовать предварительно составленные графики, определяющие совокупность условий эффективного применения конкретных марок машин.

Если приравнять себестоимости для бульдозеров ДЗ-54 и ДЗ-9

то из полученного равенства можно получить соотношение

Это соотношение есть функция такого объема работ на объекте от расстояния перебазирования машин на объект и средней дальности перемещения грунта на объекте , при котором себестоимости единицы объема работы для сравниваемых машин равны. Эту функцию можно назвать границей областей эффективного применения сравниваемых машин.

Естественно, что границы областей эффективного применения должны быть рассматриваемы в положительном квадранте параметров, характеризующих объекты. Расположение одной из ветвей графика в области фиктивных (отрицательных) объемов означает, что в диапазоне дальностей перемещения грунта =0-40 м одна из рассматриваемых машин при любых объемах работ на объекте и расстояниях перебазирования в сравнении со второй выгодна всегда. Остальная часть положительного квадранта (при дальностях перемещения грунта = 40-100 м) оказывается поделённой графиком при конкретном расстоянии перебазирования на две области.

Принадлежность области, характеризующей эффективное применение, тому или иному бульдозеру определяется по минимуму себестоимости для конкретных параметров объекта. При измерителей (=100 м³), =20 м, =5 км:

- для бульдозера ДЗ-54

руб./100 м³;

- для бульдозера ДЗ-9

руб./100 м³.

Область, в которой находится точка пересечения перпендикуляров, восставленных к параметрам объекта, принятым выше, принадлежит тому бульдозеру, у которого себестоимость меньше. Противоположная область принадлежит второму в сравниваемой паре бульдозеру.

По графикам видно, что при увеличении расстояния перебазирования область эффективного применения менее мощного бульдозера расширяется, и наоборот. Такие графики могут быть построены для большинства конкурирующих машин.

На основании границ областей эффективного применения парка бульдозеров при их попарном сравнении можно построить совокупный график областей эффективного применения парка бульдозеров.

На объектах, характеризующихся средней дальностью перемещения грунта 40 м, любым объемом работ и на объектах с меньшими объемами работ и любой дальностью перемещения грунта экономически более выгоден бульдозер ДЗ-54. На объектах с большими объемами работ и дальностями перемещения грунта лучше применять бульдозер ДЗ-34С, во всех остальных случаях - бульдозер Д3-9.

График, аналогичный приведенному на рис. 4, может быть построен для парка бульдозеров с любым количеством типоразмеров, для любых фиксированного расстояния перебазирования и группы грунта и неоднократно использован при практическом назначении машин на объекты.

Особый интерес представляет установление области эффективного применения машин разного вида. Рассмотрим области эффективного применения бульдозеров и скреперов в зависимости от дальности перемещения разрабатываемого грунта при сооружении земляного полотна.

Себестоимость единицы объема работ:

- для скрепера ДЗ-12 (Д-374Б)

- для скрепера ДЗ-11 (Д-357М)

В соответствии с этим при объеме работ на участке. =5 000 м³ и дальности перебазирования =5 км зависимости себестоимостей от дальности перемещения грунта будут иметь следующий вид:

- для бульдозера ДЗ-54 (Д-687)

- для бульдозера Д3-9 (Д-275А)

- для бульдозера ДЗ-34С (Д-572С)

- для скрепера ДЗ-12 (Д-374Б) ;

- для скрепера ДЗ-11 (Д-357М)

По этим зависимостям, на которых достаточно четко прослеживаются области эффективного применения сравниваемых машин.

Граничные значения дальности перемещения грунта для каждой сравниваемой пары машин (например, бульдозеров ДЗ-54 и ДЗ-9) определяются следующим образом:

м.

Для бульдозера ДЗ-9 и скрепера ДЗ-11:

м.

Одновременно с этим можно установить, какие из всех рассматриваемых машин целесообразно использовать в данных условиях, чтобы обеспечить минимальные затраты. Наиболее эффективным является применение следующих машин: бульдозера ДЗ-54 (Д-687) - при перемещении грунта на расстояние до 50 м, бульдозера ДЗ-9 (Д-275А) - в пределах 50-70 м, скрепера ДЗ-11 (Д-357М) - свыше ~ 70 м.

Определение областей эффективного применения комплектов машин производится аналогичным образом с учетом затрат на все машины комплектов и зарплату рабочих.

Оптимизация использования машин парка с помощью областей эффективного применения имеет существенный недостаток - отсутствие возможности сбалансировать загрузку и получить оптимальный план эксплуатации парка машин строительной организации на конкретный период. Этот метод эффективен при однократном назначении машины на объект и не гарантирует оптимальности назначений машин на все объекты в совокупности.

Библиографический список

1. Бабков Н. Ф. Автомобильные дороги : учебник для вузов / Н. Ф. Бабков. - М. : Транспорт, 1983. - 280 с.

2. Баловнев В. И. Интенсификация разработки грунтов в дорожном строительстве / В. И. Баловнев. - М. : Транспорт, 1993. - 384 с.

3. Беляков Ю. И. Земляные работы / Ю. И. Беляков, А. Л. Левинзон, А. В. Резуник. - М. : Стройиздат, 1983. - 177 с.

4. Бульдозеры и рыхлители / Б. З. Захарчук [и др.]. - М. : Машиностроение, 1987. - 240 с.

5. Вербицкий Г. М. Основы оптимального использования машин в строительстве : учеб. пособие / Г. М. Вербицкий. - Хабаровск: Хабар. политехн. ин-т, 1984. - 80 с.

6. Дегтярев А. П. Комплексная механизация земляных работ / А. П. Дегтярев, А. К. Рейш, С. И. Руденский. - М. : Стройиздат, 1987. - 335 с.

7. Евдокимов В. А. Механизация и автоматизация строительного производства : учеб. пособие для вузов / В. А. Евдокимов. - Л. : Стройиздат, 1985. - 195 с.

8. Забегалов Г. В. Бульдозеры, скреперы, грейдеры : учебник для ПТУ / Г. В. Забегалов, Э. Г. Ронинсон. - М. : Высш. шк., 1991. -

334 с.

9. Кудрявцев Е. М. Комплексная механизация, автоматизация и механовооруженность строительства : учебник для вузов /

Е. М. Кудрявцев. - М. : Стройиздат, 1989. - 246 с.

10. Неклюдов М. К. Механизация уплотнения грунтов /

М. К. Неклюдов. - М. : Стройиздат, 1985. - 168 с.

11. Плешков Д. И. Бульдозеры, скреперы, грейдеры : учебник для сред. проф.-техн. учеб. заведений / Д. И. Плешков, М. И. Хейфец, А. А. Яркин. - М. : Высш. шк., 1976. - 320 с.

12. Полосин-Никитин С. М. Механизация дорожных работ : учебник для вузов по спец. «Строительные и дорожные машины и оборудование» / С. М. Полосин-Никитин. - М. : Транспорт, 1974. -

328 с.

13. Рейш А. К. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов / А. К. Рейш. - М. : Стройиздат, 1983. - 168 с.

14. Семковский В. В. Комплексная механизация в строительстве / В. В. Семковский, В. Н. Шафранский. - М. : Стройиздат, 1975. - 352 с.

15. Смородинов М. И. Устройство сооружений и фундаментов способом «стена в грунте» / М. И. Смородинов, Б. С. Федоров. - М. : Стройиздат, 1986. - 216 с.

16. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги / Госстрой СССР. - М. : Изд-во стандартов, 1985. - 53 с.

17. Технология и организация строительства автомобильных дорог : учебник для вузов / Н. В. Горелышев [и др.]; под ред.

Н. В. Горелышева. - М. : Транспорт, 1992. - 551 c.

18. Эксплуатация дорожных машин : учебник для вузов /

А. М. Шейнин [и др.]; под ред. А. М. Шейнина. - М. : Транспорт, 1992. - 328 с.

Размещено на Allbest.ru