Особливості вибору комплекта машин, механізмів та монтажних пристосувань

Для зведення висотних споруд вживається такелажне оснащення, механізми й пристосування двох типів: загального призначення, яке використовується і для зведення об’єктів промислового і цивільного характеру, і спеціального призначення, які стосуються тільки щоглових і баштових споруд.

До першого типу відносяться автомобільні, гусеничні, баштові крани, лебідки, домкрати, гвинтові стяжні муфти, сталеві канати, блоки тощо.

До спеціального обладнання, яке створюється й призначається тільки для зведення означених споруд відносяться:

самопідйомні (повзучі) крани;

переставні самопідйомні крани й стріли;

портали, шеври й щогли, що падають;

такелажне оснащення, що використовується під час підйому поворотом навколо шарніра тощо.

У зв’язку з великими висотою й відстанями між об”єктом, що зводиться, і лебідками виникає необхідність вживання великої кількості відвідних блоків. Нитки поліспастів, що збігають з кранів, розташованих на споруді, опускаються вертикально донизу й пропускаються через відвідні блоки, закріплені біля фундаменту щогл чи башт і далі йдуть горизонтально до лебідок. Кріплення відвідних блоків виконується за анкерні пристрої, що споруджуються біля фундаменту (див. рис. 6.16), або ж за анкерні пристрої, влаштовані на фундаменті.

Кріпити відвідні блоки безпосередньо за фундамент заборонено, якщо це не передбачено ПВР, а фундамент не перевірено розрахунками на сприймання зусиль від них.

Закріплення відвідних блоків за фундамент небезпечно, тому що:

Рис. 6.16. Закріплення відвідних блоків: а) біля фундаменту щогли; б) до фундаменту щогли за допомогою анкерних пристроїв. 1 – щогла; 2 – фундамент; 3 – якір; 4 – відвідні блоки для ниток, що збігають з поліспаста само підйомного крана; 5 – канати крана; 6 – стропи з сталевих канатів.

легкі фундаменти, особливо із збірних залізобетонних конструкцій, не здатні сприймати зусилля, спрямовані горизонтально і вверх, а в початкоий період монтажу вертикальний тиск від змонтованої частини ще невеликий;

використання тросів для закріплення за фундамент ненадійне, тому що трос під дією спрямованого вверх зусилля може легко зсунутися, викликати удар і, як наслідок, аварію; тому навіть коли фундамент і може витримати ці зусилля, відвідні блоки необхідно кріпити до спеціальних анкерних пристроїв на фундаменті, які забезпечують надійне сприймання цих зусиль (рис. 6.17).

Для виконання різноманітних монтажних операцій під час зведення висотних споруд застосовуються лебідки. Вони бувають ручні й електричні. Основними паспортними характеристиками лебідок є величина тягового зусилля (т), швидкість навивання канату на барабан (м/хв) та канатоємкість (м).

Ручні лебідки застосовуються для виконання таких операцій, коли канат подається на порівняльно невелику висоту, а швидкість навивання потрібна невелика, яка забезпечує зупинку руху з великою точністю. Таким чином ці лебідки використовують для натягнення канатів повороту і канатів поліспастів для переставляння кранів, а також для натягнення поліспастів на стенді випробування канатів для відтяжок щогл і для їх натягнення у проектному стані. Ручна лебідка вельми чутливий механізм і не може дати перевантаження чи скільки не будь великих інерційних навантажень.

Рис. 6.17. Коробка з відвідними роликами і блоками закріплена до фундаменту щогли анкерним пристроєм. 1 – центральний фундамент щогли; 2 – коробка з відвідними поликами; 3 – анкерний пристрій для кріплення коробки; 4 – відвідні ролики для вантажних і стрілових канатів крана, що збігають з поліспаста; 5 – відвідний блок каната переустановлення крана; 6 – відвідні блоки канатів повороту крана; 7 – положення низу крана в процесі його монтажу.

Для піднімання вантажів під час зведення висотних споруд ручні лебідки ніколи не застосовуються.

Електричні лебідки працюють з великою швидкістю й можуть дати короткотермінове перевантаження.

Існують підйомні, тягові й поворотні лебідки, вантажністю 3, 5 і 7.5т. Піднімання й опускання (лебідки реверсивні) вантажів здійснюється майже з однією постійною швидкістю. Обертання барабана лебідок можливе лише від електричного двигуна, гальмування автоматичне закритого типу. Вживання лебідок з фрикційним гальмуванням для монтажних робіт заборонено. Автоматичні гальма мають забезпечувати зупинку лебідок також при наявності найбільшого вантажу як при підніманні так і при опусканні.

Велике значення для темпів зведення має швидкість навивання каната на барабан лебідки, особливо коли потрібна велика кількість піднімань елементів на велику висоту. Звичайні лебідки мають цю швидкість в межах 20…40 м/хв.

При використанні лебідок з середньою швидкістю 30 м/хв піднімання вантажу двонитковим поліспастом 200м (середня висота піднімання при загальній висоті споруди 400м) необхідно 14хв. Стільки ж потребує спускання порожнього гаку, тобто тільки на опускання й піднімання гаку необхідно близько півгодини.

У відповідності до вищенаведених міркувань застосування тихохідних лебідок для методу монтажу нарощуванням виявляється нераціональним. І навпаки, при застосуванні методу повороту такі лебідки виявляються найбільш вживаними, особливо для тягового поліспаста.

Надзвичайно важливою характеристикою лебідок є канатоємкість. Звичайні лебідки на своєму барабані вміщують п’ять шарів каната, який має вкладатися рівними рядками; безладне вкладання – недопустиме.

Для того, щоб вкладання було правильним, необхідно виконати такі правила: вісь барабана має бути перпендикулярною до прямої, що йде від відвідного блоку до її середини, а відстань від ролика, звідки сходить канат, до осі барабана лебідки має бути не менше двадцятикратної довжини барабана лебідки.

Взагалі канатомісткість вантажної лебідки має бути не меншою довжини каната вантажного поліспаста плюс довжина нитки, що збігає від крана до фундаменту щогли. Причому ця довжина визначається на момент розташування механізму на найвищий стоянці. Довжина нитки, що збігає, додається тому, що при знаходженні крана на першій, найнижчій, стоянці весь канат повинен навиватися на барабан лебідки, за виключенням горизонтальної ділянки від основи споруди до лебідок і порівняно невеличкої частини, що знаходиться безпосередньо на конструкції крана. Кількість каната на барабані, що залишається після повного розвертання, має бути не менше двох-трьох витків.

Для піднімання конструкцій на невелику висоту, їх подавання в горизонтальному чи похилому напряму, а також для утворення зусилля попереднього напруження чи стискання під час монтажу застосовуються домкрати й гвинтові стяжки. Найбільш вживані:

рейкові домкрати вантажністю 3 й 5 т;

гвинтові домкрати 5 й 20 т;

гідравлічні домкрати від 50 до 200 т.

Для утворення зусилля попереднього напруження в тимчасових розчалках, а також під час збирання й вивірення конструкцій вживаються гвинтові стяжки. Вони мають вантажність від 3 до 20 т з ходом 400…1000 мм.

При застосуванні домкратів, особливо великої вантажності, особливу увагу слід приділяти утворенню основи. Ця остання має бути жорсткою й сталою. Дерев’яні прошарки можна вживати тільки з метою рівномірного розподілення навантаження (неї більш двох прошарків з дубу). Якщо необхідно підняти вантаж на висоту більшу, ніж хід домкрата, роботи слід вести з “перезарядженням”: спочатку піднімають вантаж на висоту ходу поршня, потім вантаж закріплюють в цьому становищі за допомогою клітин; поршень домкрата опускають, під домкрат ставлять прокладки за висотою, що дорівнює ходу поршня; потім виконують наступний підйом і так далі.

Серед спеціальних механізмів слід вказати такі, як само підйомні монтажні щогли і портали. На ці механізми існують типові рішення, виготовлення їх здійснюється на спеціальних заводах, і поставляються вони на будівельний майданчик у вигляді окремих відправних транспортабельних елементів.

Щогли бувають висотою 16,22 і 29 м, виготовляються суцільними із цільнотягнутих труб або з кутників і застосовуються при зведенні споруд із окремих елементів. При довжині 29 м така щогла складається з двох кінцевих елементів завдовжки 7 м і двох проміжних – по 7.5 м. Монтажні стики виконуються на чистих болтах. Нижня секція має шарнірну опору, що складається з двох осей, розташованих одна до другої під кутом 90^о і насаджених на вертикальну вісь – шкворень, що дозволяє щоглі нахилятися під будь-яким кутом і обертатися навкруги своєї осі. Встановлюється щогла на опорний хомут чи опорну консоль, що мають гніздо для шкворня й встановлюються на відстані 2.5…3 м від верха змонтованої секції на поясі (рис. 6.18).

Рис. 6.18. Самопідйомна щогла: а – загальний вигляд щогли, встановленої на опорній консолі; б – нижній вузол щогли для цього спирання; в – нижній вузол щогли у разі спирання на опорний хомут; 1 – монтажна щогла; 2 – пояс споруди; 3 – розчалки щогли; 4 – вантажний поліспаст; 5 – опорна консоль; 6 – опорний хомут; 7 – схема запасовки вантажного поліспаста; 8 – схема запасовки поліспаста переставляння щогли; 9 – консоль для переставляння щогли; 10 – поліспаст для переставляння щогли; 11 – рамка-обойма.

Консолі мають виліт 2…2.5 м, а хомути – лише 0.7 м. Верх щогли утримується за допомогою чотирьох розчалок, що розташовуються у плані під кутом 90^о, а внизу закріплюються через відвідні блоки до ручних лебідок. Для забезпечення можливості обертання щогли навкруги вертикальної осі, щогла зверху має поворотний оголовок.

Для піднімання вантажів застосовується електрична лебідка, що має канатоємкість втричі більшу висоти споруди, що монтується.

Переставляння монтажної щогли на наступну стоянку здійснюється за допомогою спеціального поліспасту і ручної лебідки (див. схеми запасовки на рис. 6.18). Для забезпечення сталості загальної і від перекидання застосовується рамка-обойма, всередині якої й переміщується щогла. Ця рамка закріплюється до поясів споруди за допомогою чотирьох канатів-розтяжок.

Самопідйомний портал застосовується для зведення баштових споруд із крупних просторових блоків. Вони мають різні форму й конструктивні вирішення (рис. 6.19). Нижній ригель порталу спирається на дві опорні консолі, що приварюються до поясів споруди. Ці консолі мають напівкруглі гнізда, в яких обертається трубчастий ригель порталу.

Верх порталу розкріплюється двома парами розчалок, які за допомогою поліспастів можуть скорочуватись чи подовжуватись, внаслідок чого змінюється кут нахилу порталу.

Піднімання укрупнених блоків споруди здійснюється двома вантажними поліспастами, закріпленими до верхнього ригеля поблизу стояків порталу. Закріплення нерухомих обойм до трубчастого ригеля виконується за допомогою кільцевих обойм, що можуть обертатися навколо ригеля, завдяки чому забезпечується вертикальне становище вантажних поліспастів.

Таким чином, робота порталу виглядає наступним чином:

Рис. 6.19. Самопідйомний портал: 1 – портал у вертикальному становищі; 2 – портал у похилому (робочому) стані; 3 –змонтована секція башти; 4 – піднята секція; 5 – вантажні поліспасти; 6 – розчалки портала; 7 – башмаки з спрямівними напіврамними для переставляння портала; 8 – поліспаст переставляння портала; 9 – стілець під портал.

Після зведення нижньої частини баштової споруди за допомогою звичайного стрілового крана портал нижнім ригелем встановлюється на консолі верхньої із змонтованих секцій. Після проектного запасування такелажу і закріплення, портал нахиляється (за допомогою розчалок, що закріплені до верхнього ригеля). Секція, що монтується, приєднується до нижніх блоків вантажних поліспастів і піднімається до проектної позначки. Після цього портал нахиляється в протилежний бік так, щоб секція опинилася над проектним становищем. Переставляння порталу на наступну стоянку виконується за допомогою двох поліспастів піднімання.

До специфічних механізмів, які застосовуються для монтажу висотних споруд, слід віднести самопідйомні і повзучі крани. Тип і вантажність кранів залежать від конструкції щогли і її розмірів, перетину, типу відтяжок тощо, а також від наявності чи відсутності майданчиків, кабін, рей і інших пристосувань на її стволі. Їх вантажність коливається від 0.5 до 25 т. Принцип їх дії полягає в тому, що цей кран встановлює спочатку наступну секцію споруди, а потім переміщується й закріплюється на ній, щоб змонтувати наступну секцію. Бувають такі основні типи кранів:

ПКР – повзучі крани для монтажу гратчастих щогл;

ПКТ – теж, трубчастих;

СПК і ПК – самопідйомні крани для гратчастих щогл;

УПК – підвісний кран для монтажу баштових споруд;

ПКБ – повзучий кран для монтажу баштових опор радіорелейних ліній.

Цифри, що ставляться після літерних позначок вказують межі зміни вантажності цих механізмів.

Крім названих, для ведення монтажних робіт вживаються переставні крани, в яких, на відміну від щогл чи порталів, відсутні розчалки, що йдуть до землі. Стріли таких механізмів утримуються в потрібному становищі за допомогою стрілових поліспастів (рис. 6.20).

Рис. 6.20. Переставний стріловий кран для монтажу баштових споруд: 1 – стріла; 2 – обертальна стійка; 3 – конструкція башти, що монтується; 4 – опорні закріплення крана.