И ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА

БАШЕННЫЕ КРАНЫ

Башенный кран (рис. 14) — ведущая грузоподъемная машина в строительстве. Он состоит из вертикально расположенной башни 4, стрелы 2, устройства для подъема груза и изменения вылета стрелы, расположенного на опорно-поворотной платформе 5, ходового устройства 6 и противовеса 1. Всеми механизмами крана машинист управляет из кабины 3, которая обычно находится на верху башни, что обеспечивает хороший обзор фронта работ.

По возможности перемещения башенные краны подразделяют на передвижные, приставные, стационарные и самоподъемные.

Передвижные краны (рис. 15, а) оборудованы ходовым устройством и передвигаются по рабочей площадке в процессе эксплуатации. В зависимости от типа ходового устройства они бывают рельсовые и безрельсовые - гусеничные, автомобильные и пневмоколесные, на спецшасси. Наиболее распространены рельсовые башенные краны.

Башенные приставные (рис. 15, б) и стационарные (рис 15, в) краны применяют при возведении промышленных и гражданских зданий большой высоты (до 150 м и более). При монтаже зданий небольшой высоты

Самоподъемные краны (рис. 15, г) устанавливают на возводимом сооружении и вверх они перемещаются (по мере возведения) с помощью собственных механизмов.

Приставные и самоподъемные краны применяют при строительстве сооружений и зданий ограниченных размеров в плане. При этом площадь монтажа, приходящаяся на один кран, должна быть вполне достаточной для полной загрузки крана без его передвижения.

По конструкции башни различают краны с поворотной и неповоротной башнями. Для монтажа зданий различной этажности широкое применение находят краны с поворотной башней. Большинство моделей таких кранов позволяют монтировать элементы весом от 4 до 8 т. Краны марок КБ-4051, КБ-502, КБ-503А, КБ-504 обеспечивают монтаж элементов весом до 10 т, а кран КБ-402 — от 8 до 25 т.

У кранов с неповоротной башней вращение стрелы обеспечивается поворотным устройством, расположенным в верхней части башни. Достоинством передвижных кранов с неповоротной башней является возможность их переоборудования в приставные краны. Кроме того, краны этого типа имеют большую грузоподъемность (более 10 т), большую высоту подъема и вылет крюка стрелы. Современные модели таких кранов имеют пассажирский подъемник на два человека (кран серий КБ-674 и КБ-676).

По расположению противовеса (груз, уравновешивающий кран или его отдельные части в процессе работы) краны выпускают с верхним и нижним противовесами. В кранах с поворотной башней, как правило, противовес находится внизу, с неповоротной башней и в приставных — вверху.

СТРЕЛОВЫЕ САМОХОДНЫЕ И КОЗЛОВЫЕ КРАНЫ

Стреловые самоходные краны используют для монтажных работ при строительстве и реконструкции промышленных, гражданских и энергетических объектов, а также для выполнения погрузочно-разгрузочных работ. В процессе монтажных работ эти краны используют также для поддержания конструкций при их закреплении на месте монтажа.

Стреловые самоходные краны выпускают с дизельными, электрическим и дизель-электрическим приводами. Для увеличения вылета и высоты подъема стандартные стрелы кранов оснащают дополнительными вставками и гуськами. В последние годы широкое применение находят башенно-стреловые краны. В таких кранах основную стрелу используют в качестве башни, а крюк длиной 10...40 м — в качестве горизонтальной стрелы.

В зависимости от типа ходового устройства различают краны следующих видов: автомобильные — КА, пневмоколесные — КП, на специальных шасси автомобильного типа — КШ и короткобазовом шасси — КК. Привод таких кранов может быть механическим, электрическим и гидравлическим.

Автомобильные краны (рис. 16, а, б) на базе автомобильных шасси выпускают грузоподъемностью 4; 6,3; 10 и 16 т. Они состоят из нижней рамы, смонтированной на шасси автомобиля, поворотной платформы и стрелового оборудования.

Автомобильные краны отличаются от других стреловых кранов наличием двух кабин: кабины автомашины и дополнительной кабины, расположенной на поворотной платформе и используемой для управления краном. Все автомобильные краны снабжены выносными опорами. При работе без опор грузоподъемность автомобильных кранов уменьшается на 60...80 %·

По типу подвески стрелового оборудования различают автомобильные краны с канатной и жесткой подвеской. Краны с канатной подвеской имеют неповоротную и поворотную части. Неповоротная часть включает шасси автомобиля, ходовую часть и выносные опоры. Поворотная часть состоит из платформы, кабины машиниста и стрелового оборудования (рис. 16, а). Краны с жесткой подвеской стрелового оборудования (рис. 16, б) состоят из тех же частей, что и краны с гибкой подвеской. Однако в качестве их рабочего органа применяют телескопические стрелы 6.

Основное достоинство автомобильных кранов — способность быстро перебазироваться с одного объекта на другой в собранном виде.

Пневмоколесные краны (рис. 17, а) выпускают с короткими стрелами и удлиненными стрелами и гуськом. Первые предназначены в основном для погрузочно-разгрузочных работ, вторые — для монтажа конструкций.

Для увеличения вылета крюка стрелы пневмоколесные краны могут быть оснащены гуськом (управляемым или неуправляемым) (рис. 17, а).

В зависимости от грузоподъемности шасси таких кранов имеет от двух до пяти осей, в том числе две ведущие. Для увеличения маневренности крана при его транспортировании стрелу складывают (рис. 17, б).

Пневмоколесные краны монтируют также на специальном шасси, ширина (рис. 18, а…д) которого больше, чем у автомобильных кранов. По сравнению с автомобильными такие краны имеют большую грузоподъемность. Их типоразмерный ряд включает краны грузоподъемностью 16, 25, 40, 63 и 100 т.

Краны на спецшасси автомобильного типа обеспечивают высокую скорость передвижения и маневренность. Такие краны, оснащенные стреловым или башенно-стреловым оборудованием, имеют грузоподъемность от 16 до 100 т. Наибольшая грузоподъемность кранов этого типа обеспечивается при работе на опорах и минимальном вылете основной стрелы.

Гусеничные краны предназначены для строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. Краны выпускают в башенно-стреловом и обычном исполнениях (рис. 19, а, б). Гусеничные краны имеют относительно небольшое давление на грунт поэтому по сравнению с другими кранами они требуют меньших затрат на устройство пути для их передвижения. На дальние расстояния такие краны транспортируют на трайлерах.

ПАРАМЕТРЫ МОНТАЖНЫХ КРАНОВ И ИХ ВЫБОР

Параметры кранов характеризуют конструкцию и технологические возможности машины. К основным параметрам кранов относят грузоподъемность, грузовой момент, вылет стрелы, высоту подъема крюка и др.

Грузоподъемность — наибольшая масса груза, которая может быть поднята краном при условии его устойчивости и прочности конструкции.

Грузовой момент — произведение грузоподъемности на соответствующий вылет стрелы.

Вылет стрелы — расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной платформы до вертикальной оси, проходящей через центр обоймы грузового крюка.

Высота подъема крюка — расстояние по вертикали от уровня стоянки до грузозахватного органа (крюка, находящегося в верхнем рабочем положении).

Длина стрелы — расстояние между центром оси стрелы и осью обоймы грузового крюка.

Производительность крана можно измерить количеством перемещаемого груза в тоннах, кубах или количеством сборных элементов, устанавливаемых за единицу времени.

Выбор монтажных кранов проводят в два этапа: на первом — устанавливают техническую возможность применения крана, взятого для сравнения, а на втором — определяют экономическую целесообразность его применения.

Для выбора кранов необходимо знать следующие исходные данные: геометрические размеры здания, массу наиболее тяжелого элемента, характеристику монтажной площадки. Схемы для определения параметров кранов приведены на рис. 21.

При выборе башенных кранов требуемую высоту подъема крюка Η_с определяют из выражения

,

где h_о — расстояние от уровня стоянки крана до опоры сборного элемента на верхнем монтажном горизонте, м; h_з — запас по высоте, необходимый для установки и проноса элемента над ранее смонтированными конструкциями (принимается равным не менее 0,5 м; h_э — высота монтируемого элемента в положении подъема, м; h_с — высота грузозахватного устройства, м.

Грузоподъемность крана на заданной высоте и вылете грузового крюка находят по формуле

,

где q_э — масса наиболее тяжелого элемента, т; q_т.у — масса такелажных устройств (стропы, захваты, траверсы) т.

Минимально необходимый вылет крюка крана с нижним расположением противовеса определяется по формуле

,

где b₁ — ширина здания от грани здания, обращенной к крану, до оси противоположной продольной стены, м; b₂ — расстояние между гранью здания и поворотной платформой, принимаемое не менее 1 м; R_пл — радиус габарита поворотной платформы, м.

Самоходные стреловые краны во время работы меняют вылет грузового крюка, высоту подъема и грузоподъемность. Поэтому при выборе такого крана вначале определяют путь движения крана и места его стоянок. Минимально требуемое расстояние от уровня стоянки до верха оголовка стрелы находят из выражения

где h_п — высота полиспаста в стянутом положении, м.

Необходимый вылет крюка при требуемой высоте подъема определяют по формуле

,

где b — минимальный зазор между стрелой и монтируемым элементом или между стрелой и ранее смонтированной конструкцией (равной 0,5—1 м); b₁ — расстояние от центра тяжести до приближенного к стреле крана края элемента, м; b₂ — половина толщины стрелы, м; b₃ — расстояние от оси вращения крана до оси поворота стрелы, м; h_ш — расстояние от уровня стоянки крана до оси поворота стрелы, м.

Требуемую длину стрелы крана определяют из выражения

Для самоходных стреловых кранов с башенно-стреловым оборудованием определяют те же показатели, что и для башенных.

На втором этапе определяют экономическую целесообразность применения сравниваемых кранов. Для этого производят расчет величины приведенных затрат, связанных с применением принятых кранов.

Предпочтение отдают кранам, обеспечивающим выполнение монтажных работ с меньшими трудовыми и материальными затратами.

ПОДЪЕМНИКИ, МОНТАЖНЫЕ МАЧТЫ, ШЕВРЫ, ПОРТАЛЫ

Подъемники— это грузоподъемные машины, предназначенные для подъема и спуска строительных материалов и людей с помощью грузонесущих органов, перемещающихся по вертикальным или наклонным направляющим. В строительстве применяют в основном подъемники с вертикальными направляющими. Подъемники классифицируют следующим образом: по назначению — на грузовые и пассажирские; способу установки — на свободно стоящие и приставные; конструкции направляющих — на мачтовые и шахтные; виду приводного органа — на канатные и реечные; сте­пени подвижности — на стационарные, передвижные (на пневмо-колесном шасси или салазках), самоходные подъемные установки на автомашинах.

При монтаже используют чаще мачтовые подъемники (рис. 22, а, б). Они состоят из мачты 3, опорной рамы 2, грузовой платформы 5, лебедки с электродвигателем и пусковой аппаратуры. По мачте на четырех катках перемещается грузовая каретка устройства для подачи грузов в оконные проемы. При высоте подъема до 9 м используют свободно стоящие мачтовые

Среди грузовых наиболее распространены подъемники С-598 — для малоэтажного строительства, ТП-9 и ТП-12 — для строитель­ства 5- и 9-этажных зданий, а также подъемники С-953 и С-953-1 — для строительства зданий повышенной этажности.

На строительстве зданий выше 14 этажей применяют в основ­ном грузопассажирские подъемники грузоподъемностью 800...1200 кг. Основные параметры подъемников: грузоподъемность, наибольшая высота подъема Н, скорость подъема ν, расстояние перемещения груза по горизонтали l.

На монтажных работах также применяют подъемники и телескопические вышки, устанавливаемые на грузовых автомобилях, тракторах и пневмоколесном специальном шасси.

Монтажная мачта (рис. 23, а) представляет собой сплошную или решетчатую стойку, удерживаемую в вертикальном или наклонном положении с помощью расчалок.

Монтажные мачты применяют для подъема в проектное положение вертикальных аппаратов, технологического оборудования, блоков структурного покрытия и др. Для этого их оснащают одним или несколькими полиспастами, подвешенными к оголовку. Верхние и нижние секции имеют отводные блоки для направления ниток тягового каната. Монтажные мачты опирают на бетонные фундаменты или стальные опоры в виде салазок. Мачты небольшой грузоподъемности опираются на грунт непосредственно через приваренный к нижней части стальной лист. В вертикальное положение мачты устанавливают с помощью грузоподъемных кранов или вспомогательных мачт.

Шевр (рис. 23, б) представляет собой А-образную наклонную к горизонту раму, удерживаемую в требуемом положении канатной тягой или полиспастом. Наклон шевра осуществляется вантами, снабженными полиспастами, подъем груза — грузовыми полиспастами, закрепленными к оголовку шевра. Шевры бывают передвижные и стационарные. С помощью шевров можно поднимать грузы массой до 250 т на высоту до 35 м. Шевры применяют в тех местах, где невозможно использовать мачты, требующие значительно большего места для закрепления боковых вант.

Портал(рис. 23, е) выполняют в виде П-образной рамы. Основные элементы портала — две стойки, связанные между собой. Портал удерживается с помощью вант, натягиваемых полиспастами. С помощью портальных подъемников можно поднимать грузы массой до 1000 т. В требуемом положении портал удерживается с помощью вант.