При возведении любого здания или сооружения выполняют определенные транспортные и погрузочно-разгрузочные работы, связанные с доставкой от мест изготовления на строительную площадку материалов, полуфабрикатов и изделий. Доставка этих материалов является комплексным процессом, включающим погрузку, транспортировку, разгрузку и складирование. Для возведения конструкций одноэтажного промышленного здания доставляют до 150 кг конструкций на 1 м3 объема здания, для жилого полносборного - 250 кг, кирпичного - 500 кг. В стоимости некоторых строительных материалов транспортные расходы иногда превышают затраты по добыче или изготовлению. Стоимость транспортировки 1 т горного песка в 5 раз превышает затраты на разработку.
Доставляемые для возведения сооружения элементы именуют строительными грузами. Многообразные строительные грузы классифицируют по их физическим и геометрическим характеристикам на 9 видов:
- сыпучие - песок, щебень, гравий, грунты, строительный мусор;
- порошкообразные - цемент, известь, гипс, мел;
- тестообразные - бетонная смесь, раствор, известковое тесто;
- мелкоштучные - кирпич, мелкие блоки, бутовый камень, асфальт в плитках, бидоны с краской, грузы в ящиках и мешках;
- штучные - оконные и дверные блоки, железобетонные панели и плиты;
- длинномерные - железобетонные и стальные колонны, фермы, трубы, лесоматериалы;
- крупнообъемные - санитарно-технические кабины, блок-комнаты, блоки лифтовых шахт, крупногабаритные контейнеры
- жидкие - бензин, керосин, смазочные материалы;
- тяжеловесные - железобетонные элементы значительной массы, технологическое оборудование, строительные машины, доставляемые на строительную площадку на транспортных средствах.
Доставку грузов осуществляют различными видами транспорта.
Транспортными называют процессы по перемещению строительных материалов, полуфабрикатов и готовых изделий от места их добычи, изготовления или погрузки до объектов строительства, выполняемые с помощью различных средств транспорта. Транспортировку строительных грузов осуществляют вертикальным и горизонтальным транспортом.
Вертикальный транспорт предназначен для выполнения погрузочных работ на заводах-поставщиках строительных конструкций, разгрузочных работах при приемке поступивших на строительную площадку материалов и изделий, при транспортировании грузов по вертикали с земли к месту производства работ.
Горизонтальным транспортом строительные грузы перевозят от места их получения до объектов строительства и непосредственно на самих объектах, если возводят не отдельное здание, а целый строительный комплекс.
По отношению к строительной площадке горизонтальный транспорт подразделяют на внешний и объектный.
Внешним транспортом строительные конструкции, материалы, технологическое оборудование поступает на строительную площадку с заводов-поставщиков, карьеров, центральных складов или со своих производственных предприятий к строящимся объектам.
Объектный транспорт предназначен для перемещения строительных грузов в пределах строительной площадки.
В строительстве перевозку грузов осуществляют всеми видами современного транспорта.
Автомобильным транспортом осуществляют около 80% всех перевозок строительных грузов. Достоинства автомобилей - большая скорость, высокая маневренность, способность передвигаться по кривым участкам с малым радиусом закругления, преодолевать крутые подъемы дорог, возможность доставлять разнообразные грузы непосредственно к объекту строительства. Этот вид транспорта получил наиболее широкое применение в условиях жилищного строительства.
Тракторный транспорт используют для перемещения, в основном, тяжелых грузов по плохим дорогам и в условиях бездорожья. Недостатки - ограниченная возможность использования в городских условиях и при значительных расстояниях перевозки вследствие малых скоростей передвижения.
Железнодорожный транспорт обслуживает 13... 18% общего количества перевозок строительных грузов и является в основном внешним транспортом для перевозки на большие расстояния. Железнодорожный транспорт требует больших первоначальных затрат, однако при крупных объемах строительно-монтажных работ и при поступлении основных грузов по рельсовым путям эти затраты в процессе эксплуатации быстро окупаются.
Водный транспорт - наиболее дешевый вид транспорта, особенно при перевозках на значительные расстояния и обслуживает до 5% перевозок грузов на строительные площадки. Один из главных недостатков - сезонность использования.
Воздушный транспорт используют для доставки грузов в труднодоступные места большегрузными самолетами и монтажа отдельных конструкций и даже сооружений вертолетами и специальными дирижаблями.
Специальный транспорт - подвесные канатные дороги, трубопроводный транспорт, пневмотранспорт, гидротранспорт, транспорт с помощью звеньевых ленточных транспортеров. Эти виды транспорта применяют, в основном, при сильно пересеченной местности и при наличии водных преград.
К специальным видам транспорта можно отнести транспортные средства технологического назначения, в которых совмещены процессы транспортирования с технологической переработкой этого строительного груза. К таким транспортным средствам относят автобетоносмесители, в которых одновременно выполняются процессы приготовления и транспортирования на строительную площадку бетонной смеси, автобетононасосы - совмещают транспортировку смеси на значительное расстояние и ее укладку, автобетоновозы - перемещение и перемешивание смеси. Транспортные средства технологического назначения перспективны и в современном строительстве уже играют существенную роль
Основными видами безрельсового транспорта являются автомобильный и тракторный.
Достоинства безрельсового транспорта - относительно небольшие капитальные вложения, незначительные расходы на погрузочно-разгрузочных работах, возможность доставлять строительные грузы к местам их использования и в необходимое время. Автомобили могут перемещаться по дорогам с большими продольными уклонами и малыми радиусами поворота.
Существуют два вида автомобильного транспорта:
- в первом - двигатель совмещен с бункером перемещения груза – кузовом;
- во втором -двигатель отделен от кузова, в результате получаются тягачи с прицепами и полуприцепами. По второму принципу устроен и тракторный транспорт.
Автомобильный транспорт, используемый для перевозки строительных грузов, можно классифицировать следующим образом:
1. Автомобили бортовые или общего назначения применяют для перевозки разнообразных строительных грузов - кирпича, сборных железобетонных конструкций, пакетированных материалов, продукции деревообрабатывающих предприятий. Для более полного использования тяговой мощности двигателя часто применяют дополнительно прицепы одноосные, двухосные, полуприцепы и автопоезда, состоящие из седельного тягача и навешиваемых на его седельно-сцепное устройство специализированных полуприцепов. Находят широкое распространение бортовые автомобили повышенной проходимости, имеющие две или три ведущие оси.
2. Автомобили — самосвалы используют для перевозки сыпучих строительных грузов, грунтов, строительного мусора. Достоинства самосвалов - механическая разгрузка перевозимого груза.
- Самосвалы по типу кузова подразделяют на универсальные и специальные, предназначенные для перевозки только одного вида груза.
- По направлению разгрузки самосвалы бывают трех типов - с разгрузкой назад, боковой на одну или две стороны, с разгрузкой на три стороны.
Нашли применение автопоезда с самосвальными прицепами и землевозы. Материалы, имеющие малую плотность подобно керамзиту, в целях полного использования грузоподъемности транспортируют на специальных автомобилях с увеличенной вместимостью кузова до 40 м3. Только в исключительных случаях раствор и бетонную смесь транспортируют автосамосвалами, что неэффективно из-за возможного расслоения смеси, подверженности перевозимого груза внешним атмосферным воздействиям и потерям в пути цементного (известкового) молока, вытекающего из заднего борта.
3. Автомобили специального назначения предназначены для перевозки в сохранном состоянии группы однородных грузов - панелевозы, лесовозы, или одного вида - цистерны для цемента. Часто используют специализированные прицепы и полуприцепы в сцепе с тягачем для перевозки сборных железобетонных конструкций - ферм, балок, панелей или тяжелых неделимых грузов. Нашли широкое применение специальные полуприцепы - цементовозы, известковозы, растворовозы. Все шире начинают применять автомобили, выполняющие одновременно с перемещением грузов и их технологическую обработку -автобетоносмесители, автогудронаторы, авторастворовозы.
Организацию доставки разнообразных строительных грузов можно осуществлять по нескольким основным схемам:
1. При маятниковой схеме автотранспортные средства - самосвал, бортовая автомашина, тягач с неотцепляемым прицепом грузов определенное время простаивают под погрузкой и разгрузкой этого груза. Маятниковая схема автотранспортных перевозок эффективна при наличии приобъектных складов или при сосредоточенном строительстве сооружений из однотипных конструктивных элементов. В этом случае в транспортном цикле бывают задействованы специализированные автопоезда, когда отдельный поезд или группа автопоездов перевозят изделия определенной номенклатуры с их разгрузкой по частям у строящихся однотипных объектов.
2. Маятниково-челночную схему характеризуют значительно меньшие простои транспортного средства. С помощью тягача на стройплощадку привозят прицеп с грузом, отцепляют его, прицепляют свободный, возвращаются с ним к месту погрузки на завод, отцепляют прицеп, оставляя его под загрузку, прицепляют ранее загруженный прицеп и отвозят его к месту назначения. За транспортным средством фактически оказываются закрепленными три прицепа - один находится под разгрузкой, другой - под погрузкой, третий в это время транспортируется.
3. Челночно-кольцевая схема доставки грузов с помощью панелевоза и нескольких прицепов. Прибыв на объект и отцепив прицеп, панелевоз уезжает на второй объект, где отцепляет другой прицеп, или разгружается. Возможна разгрузка на третьем объекте, откуда панелевоз со свободными прицепами направляется на завод за очередной партией груза. Достоинства схемы - более полное использование грузоподъемности транспортного средства и сокращение простоев. В то же время возрастает продолжительность маневрирования, установки прицепа под разгрузку, так как маневренность автомашины с одним-двумя прицепами, особенно в стесненных условиях проездов и строительных площадок резко затрудняется
Железнодорожный транспорт занимает важное место в перевозках строительных грузов и выполняет внешние, внутрикарьерные и прочие виды перевозок. Достоинства железнодорожного транспорта - сравнительно низкая стоимость перевозок, возможность благодаря большой грузоподъемности единиц подвижного состава использовать небольшое количество транспортных средств для доставки значительных грузов, независимость от погодных условий. Эти достоинства особенно полно реализуются при транспортировании грузов на расстояния, превышающие 200 км. При малых расстояниях перевозок значительно возрастает время под погрузкой и разгрузкой и связанные с ними простои, а значит резко увеличивается себестоимость перевозки грузов.
Основными тяговыми средствами железнодорожного транспорта являются мотовозы с двигателями внутреннего сгорания, тепловозы с более мощными двигателями (не требующие большого количества воды, как паровозы), электровозы, имеющие более высокий КПД по сравнению с тепловозами, большую мощность, а значит и общую массу перевозимых грузов.
Современный парк бункеров для перевозки грузов характеризуется многообразием типов и конструкций, вызванных необходимостью учета различных требований: сохранности перевозимого груза, механизации разгрузки, взвешивания, дозирования грузов и т. д. Основные типы бункеров перемещения (подвижного состава) следующие:
- крытые вагоны, выпускаемые с боковыми люками, дверными проемами и раздвижной крышей, что обеспечивает перевозку широкой номенклатуры строительных грузов;
- полувагоны для перевозки различных сыпучих, длинномерных и других строительных грузов и могут иметь люки в полу, боковых и торцевых стенках, одно- или двухскатный пол;
- платформы для перевозки различных железобетонных изделий, лесоматериалов, оборудования;
- крытые вагоны-хопперы для транспортирования цемента, извести и других порошкообразных грузов, требующих защиты от атмосферных осадков. В крыше таких вагонов имеются продольные и круглые загрузочные люки, а внизу кузова - люки со специальными пневматическими разгрузочными механизмами. Вагоны-хопперы выпускают различных модификаций, отличающихся формами, количеством колесных пар и объемами перевозимых грузов;
- цистерны для перевозки цемента, других сыпучих и наливных грузов. Кузовом является емкость цилиндрической формы, оборудованная верхним загрузочным и нижним разгрузочным сливами;
- вагоны-самосвалы (думпкары) для транспортировки щебня, гравия, песка, глины, других сыпучих грузов и пород, разрабатываемых при производстве вскрышных работ. Они могут разгружаться в сторону за счет поднимающихся и откидывающихся продольных бортов или опрокидыванием самого вагона;
- вагоны специализированного назначения для перевозки определенного груза в тяжелых условиях; они имеют усиленные ходовые части из-за увеличенных нагрузок на них.
Для разгрузки железнодорожных бункеров используют вагоноопрокидыватели, мостовые, железнодорожные и гусеничные краны, оборудованные крюком, грейфером, электромагнитом и другими грузозахватными приспособлениями. Вагоны часто разгружают автопогрузчиками, цистерны с нижним сливом - приборами пневморазгрузки, с верхним сливом - с помощью насосов. Для ускорения процесса разгрузки специально оборудуют площадки вагоноопрокидывателями, эстакадами, повышенными путями с приемными устройствами или площадками с одной или двух сторон железнодорожных путей, приемными бункерами, расположенными между рельсами
Эта группа транспорта очень многочисленна. К ней относят как специализированные виды автомобильного и железнодорожного транспорта, так и применяемые в особых условиях строительства - при транспортировании материалов через овраги, реки, по крутым склонам гор.
Автобетоносмесители предназначены для транспортирования и доставки потребителю отдозированных компонентов бетонной смеси, готовой бетонной смеси, приготовления бетонной смеси (подвижной и малоподвижной) в пути следования или по прибытию на строительную площадку. С технологической точки зрения автобетоносмесители являются наиболее совершенным видом специализированного транспорта для перевозки бетонной смеси, особенно для объектов, удаленных от районного бетонного завода на расстояния, превышающие технологически допустимые для товарных бетонов, в случаях невозможности или неэффективности сооружения приобъектных бетоносмеси-тельных установок.
Авторастворовозы используют для перевозки и порционной выдачи строительного раствора на объектах. Технологическое оборудование включает цистерну, покрытую теплоизоляционным материалом и снаружи облицованную листовой сталью; она позволяет использовать авторастворовоз при температурах до - 5°С. В верхней части цистерны имеют откидные двустворчатые крышки для залива раствора, а в нижней задней части - выгрузочное отверстие с затвором-отсекате-лем, позволяющим выливать раствор порциями. Внутри цистерны имеют лопастной вал для перемешивания и перемещения раствора к выгрузочному отверстию.
Автобитумовозы и автогудронаторы предназначены для транспортировки битумных материалов с температурой до 200°С от нефтеперерабатывающих заводов к месту производства работ. Конструкция автобитумовозов представляет собой теплоизолированную цистерну с наружной облицовкой. Внутри цистерны имеются две перегородки. Для придания большей жесткости и гашения гидравлических ударов и две трубы системы подогрева битума. Имеется загрузочное отверстие и фланец для присоединения сливного трубопровода. Конструкция автобитумовоза позволяет сохранять температуру битума в цистерне при транспортировании без его подогрева и подогревать битум при необходимости до рабочей температуры
Автоцементовозы используют для бестарной перевозки порошкообразных и пылевидных строительных грузов. Их выпускают двух типов: с пневматической разгрузкой и пневматической самозагрузкой и разгрузкой. Первый тип предназначен для перевозки цемента с заводов или элеваторов на стройки, второй тип - для вакуумной самозагрузки со складов или железнодорожных вагонов и пневматической разгрузкой в склады потребителя. Автоцементовозы представляют собой цилиндрические цистерны-полуприцепы на седельном тягаче и имеют уклон 7...9° в сторону разгрузки. Цистерна снабжена разгрузочным патрубком; давление обеспечивается от компрессора, смонтированного на шасси тягача.
Для перевозки кирпича в контейнерах и пакетах на поддонах нашли применение специализированные бортовые автопоезда. Штучные строительные грузы - трубы, сваи, лесоматериалы перевозят на бортовых машинах и машинах со специальным кузовом (удлиненным, без бортов, с устройствами для саморазгрузки).
Подвесные канатные дороги применяют для доставки песка, щебня, гравия, известняка с карьера на предприятие строительной индустрии или в водные и рельсовые виды транспорта. Подвесные канатные дороги используют одноканатные и двухканатные. Бункеры перемещения, в основном вагонетки, поддерживают и транспортируют с помощью одного каната, который является несущим и одновременно тяговым; канат огибает на конечных пунктах шкивы и является замкнутым. Один шкив предназначен для натяжения каната, другой связан с электромотором и является ведущим. Таким образом, по одной нитке каната движутся груженые, по второй - возвращаются порожние вагонетки.
Транспортировка строительных грузов включает погрузку на месте отправления и разгрузку на месте прибытия. Процессы погрузки-разгрузки в настоящее время полностью механизированы, для этих целей используют машины и механизмы общего и специального назначения.
По принципу работы все механизмы для погрузочно-разгрузочных работ подразделяют на две группы работающие независимо от транспортных средств и механизмы, являющиеся частью конструкции транспортных средств.
1. К первой группе механизмов относят все типы кранов, погрузчики цикличного и непрерывного действия, механические лопаты, передвижные ленточные конвейеры, пневматические разгрузчики и др.
2. Во вторую группу входят автомобили-самосвалы, транспортные средства с саморазгружающимися платформами, автономные средства для саморазгрузки и погрузки и т. п.
Краны стреловые автомобильные, на пневмоколесном и гусеничном ходу, башенные, козловые, мостовые, кран-балки широко используют при погрузке и разгрузке железобетонных и металлических конструкций, оборудования, материалов, перевозимых в пакетах, контейнерах и т.п. Краны, оборудованные специальными захватными приспособлениями и грейферами, применяют при погрузке и разгрузке лесоматериалов, щебня, гравия, песка и других сыпучих и мелкокусковых материалов. Для подачи к месту производства работ бетонной смеси используют краны, оборудованные специальными бункерами-бадьями.
Погрузчики нашли широкое распространение в строительстве. С их помощью выполняют значительный объем погрузочно-разгрузочных работ благодаря их высокой мобильности и универсальности. Наиболее широко в строительстве используют универсальные одноковшовые погрузчики, многоковшовые погрузчики и автопогрузчики.
Одноковшовые самоходные погрузчики оборудованы ковшом для погрузки и выгрузки сыпучих и кусковых материалов. В качестве навесного и сменного оборудования они могут быть снабжены вилочными подхватами, челюстным захватом, бульдозерным отвалом, рыхлителем, экскаваторным ковшом обратной лопаты. Одноковшовые погрузчики выпускают с передней разгрузкой ковша, разгрузкой на сторону и разгрузкой назад. На строительных площадках погрузчики используют для выгрузки и перемещения грузов на небольшие расстояния, перемещения их к подъемно-транспортным механизмам, для загрузки приемных бункеров растворных и бетонных узлов, для различных вспомогательных работ.
Многоковшовые погрузчики (механизмы непрерывного действия) предназначены для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов в автосамосвалы и другие транспортные средства. Это самоходная машина, на раме которой укреплены черпающий механизм – питатель и элеватор или конвейер. Такие машины выпускают нескольких типов они отличаются конструкцией питателя - подгребающие винты зачерпывающая шаровая головка, загребающие лапы и др
Автопогрузчики в качестве рабочего органа имеют телескопический подъемник с вилочным захватом; в качестве сменного оборудования используют крановую стрелу, ковш, зажимы для штучных грузов и другие приспособления.
Находят широкое применение погрузчики с телескопической стрелой, которые можно назвать универсальными, так как они способны грузить сыпучие строительные материалы, контейнеры, могут использоваться и как подъемники с платформой для рабочих. Поднимаемые грузы достигают (у разных производителей) 3,2...4,5 м, высота подъема - до 13 м. Конструктивное решение универсальной тележки на пневмоколесном ходу позволяет легко и быстро менять и присоединять навесное оборудование, в том числе укосину, удлиняющую стрелу, разнообразные ковши, крановый крюк, бадьи для бетона. Скорость перемещения погрузчиков достигает 25 км/ч. Привод на два или четыре колеса, гидростатическая трансмиссия и поворот задней оси на 90° обеспечивают высокую мощность и маневренность. Достоинством такого типа погрузчиков является полный подъем и опускание стрелы в пределах 10 с, выдвижение и втягивание - соответственно до 14 с Телескопический погрузчик может быть использован благодаря этому как управляемый ленточный конвейер для перемещения грузов через проемы в помещения и из него. Когда погрузчик работает с подъемной платформой, все функции управления механизмом и стрелой можно переключить на платформу.
К саморазгружающимся транспортным средствам помимо самосвалов и цементовозов относят автомобили с устройствами для бескрановой саморазгрузки длинномерных конструкций или автономные крановые устройства.
Массовое применение на строительных площадках-мелкоштучных материалов и изделий привело к пакетированию - формированию и скреплению в укрупненную единицу таких грузов, обеспечивающих при доставке в установленных условиях их целостность, сохранность и позволяющих механизировать погрузочно-разгрузочные и складские работы. Применяют специальные технические средства - пакеты, контейнеры универсальные и специальные, предназначенные для перевозки определенного вида грузов.