Расчет ритмичных строительных потоков

Основной формулой при расчете строительных потоков является формула определения продолжительности выполнения всех работ. Она же и определяет взаимосвязь параметров потока.

При равноритмичном потоке продолжительность выполнения всех работ согласно рис. 1 определится по формуле

(1)

где п — число бригад в потоке; t_ш — шаг потока; N — число захваток или ярусов.

Величина nt_ш представляет собой продолжительность выполнения всех работ на захватках Т₁. Тогда

(2)

Принципиально из содержания построения потока и формул (1) и (2) видно, что продолжительность выполнения всех работ на потоке зависит от числа захваток, на которые разбивается фронт работ, от числа бригад, задействованных в потоке, и принятом его шаге. Поэтому при формировании потока, исходя из заданных условий его построения (в основном продолжительности выполнения работ), рассматривают различные вариации указанных параметров и определяют предпочтительные его варианты. Так, требуемый шаг потока при заданной продолжительности выполнения всех работ в нем может быть рассчитан по следующим соотношениям:

(3)

Число захваток при заданной продолжительности выполнения всех работ в потоке и принятом его шаге рассчитывается по формуле

Число бригад в потоке при принятых его шаге и числе захваток рассчитывается по выражению

(4)

При формировании и расчете потоков следует иметь в виду, что число захваток (ярусов) в потоке не должно быть меньше числа бригад (звеньев), работающих в потоке. Иначе поток, не успев развернуться, начинает свертываться и, по существу, он не формируется, и не достигается цель ритмичной загрузки бригад, звеньев.

При кратноритмичных потоках общая продолжительность производства всех работ определяется также по формуле (2)

При формировании кратноритмичных потоков число бригад в них при расчете по формуле (3) будет занижено. Оно должно быть увеличено на дополнительное число бригад, вводимых на кратноритмичных специализированных строительных потоках, т. е. если на одном из видов работ увеличено число бригад в целях создания единого ритма работы, то общее число бригад в потоке, определяемое по формуле (4), должно быть скорректировано на это увеличение.

При организации и расчете потоков учитывают, что по правилам технологии строительного производства в ряде случаев до начала следующих работ между предыдущими работами необходимы технологические перерывы. Например, до начала малярных или обойных работ оштукатуренные поверхности стен и перегородок должны быть высушены, до монтажа на монолитных железобетонных перекрытиях оборудования и их нагрузки необходимо набрать требуемую прочность, до начала работ по распалубке бетонных и железобетонных конструкций бетон должен набрать необходимую прочность и т. д. В таких случаях при определении продолжительности выполнения работ в потоке учитывается время на технологические перерывы в работе. Формула (2) приобретает следующий вид:

где t_{т п} — продолжительность технологических перерывов.

При разноритмичных потоках общая продолжительность производства всех работ с учетом возможных технологических перерывов определяется по формуле

(5)

Где t_1-2, t_2-3 и т.д. — продолжительности разрывов между началами 1-го и 2-го процессов на I и II захватках, между началами 2-го и 3-го процессов на II и III захватках и т.д., дни; t_n — продолжительность выполнения всех работ на последней захватке, дни.

Как видно из графика на рис. 4 и соответствующего ему аналитического выражения (5), при расчетах разноритмичные потоки сводятся к определению величин разрывов между началами выполнения работ на захватках.

Величины разрывов между выполнением работ на захватках рассчитываются:

между I и II захватками t_1-2 по формуле

где t₁ и t_-2— ритмы частных потоков соответственно на I и II захватках; N — число захваток;

между другими захватками по формуле

где t_пр и t_пос — ритмы частных потоков соответственно на предыдущей и последующей захватках.

При поточной организации строительства линейно-протяженных сооружений, например трубопроводов, дорожного полотна и т. п., общая продолжительность работ рассчитывается по формуле

где L —- длина сооружаемого объекта, м; v — скорость перемещения бригад по трассе, м/сут; п — число бригад (процессов) на объекте; t_т.п — продолжительность технологических перерывов.

Расчет параметров строительных потоков, в том числе и ритмичных, можно производить не только посредством аналитических формул, сопровождающих линейные графики или циклограммы потоков, но и с применением матриц. Эти матрицы представляют собой таблицы с клеточным полем, столбцы которой означают специализированные потоки (работы), а строки — захватки. Внутри клеток в их центре проставляются значения продолжительности выполнения соответствующих видов работ на соответствующих захватках. На рис.6 приведен расчет разноритмичного потока в матричной форме, состоящего из пяти последовательно выполняемых строительных процессов на пяти захватках.

Номер захватки

Процесс

1-й

2-й

3-й

4-й

5-й

I

II

III

IV

V

Σt

<15

>10

<20

>5

Рисунок 6 - Расчет разноритмичного потока в матричной форме

Расчет потока ведется в следующей последовательности. После внесения в клетки матрицы данных о продолжительности выполнения работ на захватках путем суммирования продолжительностей работ по столбцам рассчитываются суммарные продолжительности выполнения процессов на всех захватках Т_n. Эти продолжительности показываются в дополнительной строке внизу матрицы. Затем сверху вниз для 1-го процесса рассчитываются дни окончания работ на захватках, которые проставляются в нижних правых углах клеток. Одновременно в верхних левых углах клеток проставляются начала выполнения работ на захватках. Далее последовательно рассчитываются дни начала и окончания работ следующих процессов: 2-го, 3-го и т.д. При этом расчет ведется или сверху вниз, или снизу вверх. Если суммарная продолжительность выполнения работ по последующему процессу больше продолжительности предыдущего процесса, то расчет начала и окончания работ на захватках ведется также сверху вниз. При этом время начала выполнения работ по нему принимается равным времени окончания работ по предыдущему процессу на I захватке.

В рассматриваемом случае это 2-й и 4-й процессы. Их начала в клетках 1—2 и 1—4, равные соответственно 1-му и 10-му дням, взяты из клеток 1—1 и 1—3 как время окончания предыдущих работ 1-го и 3-го процессов на I захватке. Если общая на всех захватках продолжительность выполнения работ по последующему процессу меньше этой же продолжительности у предыдущего процесса, то расчет начала и окончания работ ведется снизу вверх, т.е., увязка работ производится по последней захватке. А потому время начала работ на последней захватке у рассматриваемого процесса принимается равным времени окончания работ на последней захватке у предшествующего процесса.

В нашем случае к таким процессам относятся 3-й и 5-й. Соответственно изложенному в клетках V—3 и V—5 начала работ по 3-му и 5-му процессам на последней V захватке, равные соответственно 16 и 30 дням, взяты как время окончания предыдущих процессов на этой же V захватке из клеток V—2 и V—4.

После завершения изложенных выше процедур на матрице имеются данные:

ü о начале и окончании работ по каждому процессу;

ü о начале и окончании всех работ на каждой захватке;

ü общей продолжительности выполнения всех работ в потоке.

В рассматриваемом случае выполнение работ 3-го процесса начинается на 8-й день, а заканчивается на 18-й день, выполнение работ на IV захватке начинается на 3-й день, а заканчивается на 30-й день. Общая продолжительность всех работ в потоке равняется 31 дню.

Однако при разноритмичных потоках отдельные захватки по окончании работ простаивают, т. е. имеются перерывы в работе. Эти перерывы также рассчитывают на матрице. Их обычно показывают крестиком или другими знаками на вертикальных линиях графической сетки, означающих границы между выполнением соответствующих процессов на захватках. Перерывы определяются как разница между началом выполнения последующего процесса и окончанием работ предыдущего процесса. В рассматриваемом случае один из таких простоев, например между 2-м и 3-м процессами на III захватке, равен 2 дням (12 - 10 = 2).

5. Расчет неритмичных потоков

Неритмичные потоки чаще всего встречаются при строительстве зданий и сооружений производственного назначения, когда разбить фронт работ из-за разнохарактерности их конфигураций, объемно-планировочных и конструктивных решений практически невозможно. Главное при формировании строительного потока сводится к построению такой очередности и порядку выполнения работ, когда непрерывно загружаются строительная техника и бригады рабочих.

В неритмичном потоке время выполнения работ по каждому процессу на любой захватке не одинаково (за исключением отдельных случаев), т.е. каждый из строительных процессов имеет собственный переменный ритм. В таком случае продолжительности выполнения работ по каждому процессу равняются суммам этой продолжительности на всех захватках, т. е.

где T₁, T₂, T₃, ..., T_n — продолжительности выполнения работ на всех захватках по процессам; t_n^k — частные продолжительности выполнения работ соответствующего процесса на соответствующей захватке (нижние индексы при t означают номер процесса, а верхние — номер захватки).

Увязка работ в неритмичном потоке производится чаще всего не по началу или окончанию работ на I или n-й захватках, как это делается при формировании разноритмичных потоков. Здесь места увязки работ могут быть на любой из промежуточных захваток между I и n-й. Задача состоит в том, чтобы при увязке по времени выполнения работ на двух смежных процессах найти те места и те захватки, на которых вслед за выполнением работ предыдущего процесса можно начинать работы следующего процесса, при этом любая захватка будет готова к производству работ последующего процесса. Эти захватки можно назвать захватками нулевого сближения. Если сближение процессов на такой захватке уменьшить, то на ней не будет завершен предыдущий процесс, поэтому нельзя начинать работы следующего процесса. Если же сближение на этой захватке увеличить, то между выполнением смежных процессов образуется сквозной неоправданный разрыв по времени выполнения работ на них и общий срок выполнения работ по потоку увеличится на указанную величину.

Нахождение захваток нулевого сближения можно производить с использованием изложенной выше матрицы, но с учетом характера и особенностей неритмичного потока.

При составлении потоков в виде линейных графиков Г. Л. Ганта или в виде циклограммы М.С. Будникова точки нулевого сближения находятся путем постепенного перемещения линий последующего процесса на графике влево и нахождения такого их положения, при котором произойдет первое касание дня окончания работ предыдущего процесса с днем начала работ последующего процесса. Если произошло не касание, а наложение дней начала и окончания работ смежных процессов, то время их выполнения должно быть сдвинуто вправо.

На рис. 5 приведена циклограмма неритмичного потока при числе строительных процессов, равном 4, и при числе захваток, также равном 4. Как показано на циклограмме, увязка работ 1-го и 2-го процессов должна производиться по I захватке. По окончании на ней работ 1 -го процесса начинаются работы 2-го процесса. На других захватках между окончанием работ 1-го процесса и началом работ 2-го будут разрывы по времени. Увязка работ 2-го и 3-го процессов должна производиться по окончании работ 2-го процесса на последней IV захватке. На других захватках между работами 2-го и 3-го процессов также будут разрывы по времени. Увязка работ 3-го и 4-го процессов должна производиться по окончании работ 3-го процесса на II захватке.

Расчет неритмичных потоков в матричной форме (рис. 7) производится по методике с применением следующих приемов.

Номер захватки

Процесс

1-й

2-й

3-й

4-й

I

+1

+1

II

+1

+2

III

+2

+2

+1

IV

+3

+1

Σt

Рисунок 7 - Расчет неритмичного потока в матричной форме

Как и для случаев разноритмичных потоков, на начальном этапе в клетки матрицы, имеющей размер, соответствующий количеству процессов (работ) и захваток, вносятся данные о продолжительности выполнения работ на захватках. Затем определяются начала и окончания работ 1-го процесса, т.е. заполняется сверху вниз первый столбец матрицы. Далее начинается привязка последующих процессов.

При привязке последующих процессов сначала сравнивают значения продолжительностей работ последующего процесса на I, II и далее до предпоследней захватки с продолжительностями работ на предыдущем процессе соответственно на II, III и т.д. захватках. Для циклограммы (см. рис. 5) и матрицы неритмичного потока (см. рис. 7) эти сравнения такие: 4 > 3; 2 > 1; 2 > 1. Исходя из характера неравенств руководствуются следующими правилами при увязке предыдущего и последующего процессов. Если все неравенства положительные в сторону последующего процесса, то увязка их производится по началу последующего процесса. Конкретно значение окончания работ 1-го процесса на I захватке переносится как начало работ 2-го процесса на этой захватке. Далее расчет начал и окончаний работ 2-го процесса на последующих захватках ведется аналогично расчету этих параметров для 1-го процесса.

Если неравенства значений продолжительностей работ последующего процесса на I, II и далее до предпоследней захватки по отношению к продолжительности работ 2-го процесса на И, III и далее до последней захватки не все имеют положительные значения (для рассматриваемого на рис. 6.5 и 6.7: 3 > 2; 2 = 2; 2 < 4), то увязку процесса по I захватке, т. е. по началу последующего процесса, производить нельзя. Необходимо методом последовательных приближений найти захватку, на которой значения окончания работ предыдущего процесса и начала работ последующего процесса совпадут. В рассматриваемом случае при увязке работ 2-го и 3-го процессов это имеет место на IV захватке. Важно отметить, что в данном случае процессы увязываются по окончанию работ 2-го и началу работ 3-го процесса на последней захватке, но здесь нет однозначных неравенств между сравниваемыми величинами продолжительностей выполнения работ в пользу предшествующего процесса.

Для 3-го и 4-го процессов указанные неравенства также неоднозначны: 1 < 2; 3 > 2; 2 = 2. Из их характера следует, что увязку работ 4-го процесса с работами предшествующего 3-го процесса также нельзя производить либо по I, либо по п-й (последней) захватке. Опять методом приближения времени выполнения работ 4-го процесса необходимо найти ту захватку, на которой работы могут быть начаты после работ 3-го процесса. В рассматриваемом случае это может быть II захватка, где на 12-й день заканчиваются работы 3-го процесса и могут быть начаты работы 4-го процесса. На II захватке разрыв между работами 3-го и 4-го процессов равен нулю, а на других захватках есть разрывы между выполнением работ указанных смежных процессов, которые составляют на I захватке 1 день, на III — 1 день и на IV — 1 день.

После завершения расчета параметров потока рекомендуется определить те захватки, на которых при увеличении продолжительности выполнения работ в той же мере увеличивается общий срок выполнения работ в потоке. Такие захватки на матрице (см. рис. 7) показаны ломаной пунктирной линией.