Подкрановые пути башенных кранов

Рекомендаций по устройству, эксплуатации и.перебазированию подкрановых путей распространяются на строительные башенные краны с нагрузкой на ходовое колесо до 28 тс. При специфических условиях эксплуатации (установлении кранов непосредственно на конструкции строящихся зданий и сооружений, на местности, имеющей-карстовые включения, на косогорах с поперечным уклоном более, 1:10, криволинейных участках, условиях Крайнего Севера при устройстве путей на снежном основании) подкрановые пути должны сооружаться по индивидуальному проекту. При нагрузке на колесо свыше 28 тс подкрановые пути должны изготовляться по указаниям инструкций по эксплуатации каждого из таких кранов.

Подготовку площади и устройство подкрановых путей (рис. 4.12) для строительных башенных кранов надо производить применительно к ходовой части и соответствующего давления на колесо кранов.

В состав верхнего строения пути входят: балластный слой, опорные элементы, рельсы и рельсовые скрепления, тупиковые упоры, включающие линейки и элементы заземления. Шпалы для подкрановых путей должны применяться 1-го и 2-го сортов по ГОСТ 78 - 65 «Шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи». Крепление рельсов к полушпалам должно осуществляться шурупами путёвыми по ГОСТ 809-71 с прижимами или костылями по ГОСТ 818-41.

Рис. 4.12. Профиль подкранового пути на деревянных полушпалах при колее 4000 мм:
1 - полушпалы; 2 - рельсы; 3 - балластная призма; 4 - расстояние от оси первого рельса до выступающей части здания

Рис. 4.13. План подкранового пути на деревянных полушпалах с расположением металлических стяжек:
а - при равнодействующей давления на ходовое колесо от 15 до 22 тс; б -то же, от 22 до 28 тс; А - размер колеи

Кроме установки специальных подкладок, допускается установка железнодорожных подкладок по ГОСТ 12135-66 при условии расположения их уклоном внутрь подкранового пути. Для рельсовых стыков должны применяться: накладки рельсовые двухголовые для железных дорог широкой колеи по ГОСТ 4133-54, ГОСТ 19128-73, ГОСТ 8193-73; болты с шестигранной и уменьшенной головкой с направляющим подголовком по ГОСТ 11530-65; гайки шестигранные по ГОСТ 11532-65; шайбы пружинные и рельсовые скрепления для железных дорог широкой колеи по ГОСТ 7529-55, ГОСТ 8196-56.

План подкранового пути на деревянных полушпалах с металлическими стяжками приведен на рис. 4.13. Металлические стяжки прикрепляют к рельсам и укладывают по длине подкрановых путей с шагом 6 м. Допускаемые продольный и поперечный уклоны пути должны быть не более 0,004.

Страница 17 из 26

УСТРОЙСТВО И РАСЧЕТ ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ

1. УСТРОЙСТВО ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ

Конструкция элементов подкрановых путей зависит от места установки крана. Большинство наземных монтажных кранов передвигается по рельсам, уложенным на шпальном основании, подобном верхнему строению железнодорожного пути. Краны, установленные на строительных конструкциях зданий и сооружений, опираются на рельсы, закрепленные на металлических или железобетонных балках, форма и размеры которых определены конструкцией и характером работы каркаса здания и сооружения.
От исправного состояния подкранового пути зависит безаварийная эксплуатация кранов, поэтому независимо от конструктивного оформления все подкрановые пути должны обеспечивать:
прочность и устойчивость при воздействии любого возможного в условиях эксплуатации сочетания нагрузок;
удобство обслуживания и минимальную стоимость ремонтных работ; возможность широкого использования типовых и стандартных деталей при сооружении пути.
Основным документом при сдаче в эксплуатацию подкрановых путей служит акт, форма которого приведена на стр. 183.
Кроме того, при проектировании и устройстве подкранового пути следует иметь в виду, что работа монтажных кранов носит временный характер, поэтому подкрановые пути должны собираться и демонтироваться без значительных затрат времени и средств.
Подкрановые пути на шпальном основании
Подкрановый путь на шпальном основании (рис. 136) состоит из следующих основных элементов: рельса 1, подкладок 2, костылей 3, фартучных стыковых накладок 4, крепежных болтов 5, шпал 6 и балластной призмы 7.
В зависимости от нагрузок применяют обычные железнодорожные рельсы типа Р38, Р43 и Р50 или специальные крановые рельсы КР70 и КР100:

Основной рельс с закругленной головкой
Заменяющий плоский рельс шириной в мм

Рельсы укладывают на плоские подкладки и крепят к шпалам костылями. Соединяют рельсы между собой шестиболтовыми железнодорожными накладками. Для устройства однорельсовых путей применяют брусковые

(из сосны или дуба) полушпалы с шириной основания не менее 250 мм и высотой h = 50 VР мм (где Р - давление ходового колеса в тс).
Тележки тяжелых башенных кранов обычно передвигаются по четырехниточным путям, усиленным в местах стоянок крана установкой дополнительных рельсов. Такие пути укладывают на шпалах нормальной длины. Расстояние между осями шпал следует принимать: при нагрузках на ходовое колесо до 28 тс равным 550 мм, более 28 тс - 425-450 мм.


Рис. 136. Подкрановый путь на шпальном основании
Прочность рельсов и шпал следует проверять расчетом.
Шпалы располагают на щебеночном или щебеночно-гравийном балластном слое высотой не менее 250 мм при нагрузках на колесо до 28 тс и высотой 350-450 мм - при больших нагрузках. Ширина балластного слоя (по верху) должна превышать длину шпал не менее чем на 150 мм на сторону.


1 - рельс КР100; 2 - швеллеры Nj 24а; S - болты М16Х 65; 4 - шпала типа 1А; 5 - брус из дуба сечением 300Х 300 мм и длиной / = 350 мм;
6 - заземление подкрановых рельсов
Рис. 137. Концевой упор подкранового пути крана К100-31;

Укладывают балласт на хорошо уплотненном земляном полотне, спрофилированном с учетом отвода поверхностных вод. Последнее достигается за счет уклонов 0,01 в поперечном направлении от оси пути и устройства кюветов, расположенных по обеим сторонам земляного полотна. Кюветы выполняют с продольным уклоном 0,005 и включают в систему общеплощадочного водоотвода.
В конце подкранового пути устанавливают концевые упоры, препятствующие переходу крана за пределы предназначенного для него пути (рис. 137). Концевые упоры рассчитывают на удар крана, движущегося
с наибольшим рабочим грузом и скоростью, сниженной конечным путевым выключателем, который установлен на ходовой тележке крана. Поэтому воздействующие на конечный выключатель отключающие линейки должны устанавливаться особенно тщательно и систематически контролироваться.
В соответствии с Правилами Госгортехнадзора отключающее устройство должно воздействовать на электродвигатель механизма передвижения козловых и башенных кранов при подходе крана к упору на расстояние не меньше, чем на полный путь торможения крана.
Из-за особенностей устройства наземные пути монтажных кранов требуют постоянного ухода и тщательного контроля. Качество путей должны контролировать не реже 2 раз в неделю, причем особое внимание следует уделять состоянию балластного слоя, проверке отметок рельсов и ширины колеи.
Таблица 14
Допуски на укладку рельсов крановых путей и максимально допустимые отклонения при эксплуатации


Обнаруженные при проверке неровности пути, превышающие установленные допуски (табл. 14), следует немедленно устранять.
При проектировании и эксплуатации наземных подкрановых путей на шпальном основании с нагрузками на колесо до 28 тс следует пользоваться Инструкцией по устройству, эксплуатации и перевозке рельсовых путей для строительных башенных кранов (СН78-67), утвержденной Госстроем СССР 13 апреля 1967 г. .
Устройство путей под тяжелые монтажные краны с нагрузками на колесо свыше 28 тс ведется по специальным проектам, разработанным в соответствии с чертежами организации, спроектировавшей кран.
Подкрановые пути на стальных и железобетонных балках
Подкрановые пути, устанавливаемые на строительных конструкциях зданий и сооружений, укладывают на стальные и железобетонные подкрановые балки. Стальные балки чаще всего делают сплошными или шпренгельными. Иногда при сравнительно больших пролетах для этих целей выгодно применять решетчатые фермы.
Если на подкрановом пути работает несколько кранов, то при определении наибольших нагрузок, действующих на подкрановую балку, считают, что краны, расположены друг от друга на расстояния сцепного устройства.

Для определения крайних стоянок крана последовательно производят засечки на оси передвижения крана в следующем порядке:

1) из крайних углов внешнего габарита здания со стороны, противоположной башенному крану раствором циркуля, соответствующим максимальному рабочему вылету стрелы крана (рис. 3 а);

2) из середины внутреннего контура здания раствором циркуля, соответствующим минимальному вылету стрелы крана (рис. 3 б).

Крайние засечки определяют положение центра крана в крайнем положении.

По найденным крайним стоянкам крана определяют длину подкрановых путей:

L пп = L кр + H кр + 2 × L торм + 2 × L туп,

где L пп – длина подкрановых путей, м;

H кр – расстояние между крайними стоянками крана, м;

L кр – база крана (см. Прил. 21), м;

L торм – величина тормозного пути крана (принимают не менее 1,5 м);

L туп – расстояние от конца рельса до тупиков, равное 0,5 м.

Определяемую длину подкрановых путей корректируют в сторону увеличения с учетом кратности длины полузвена, т.е. 6,25 м.

Максимально допустимая длина подкрановых путей, согласно правилам Госгортехнадзора, составляет 12,5 м.

Таким образом, принятая длина путей должно удовлетворять следующему условию:

L пп = 6,25 × n зв ≥ 12,5,

где 6,25 – длина одного полузвена подкрановых путей, м;

n зв – количество полузвеньев (рис. 3 д, е).

в)

Рис. 5. Продольная привязка

Подкрановых путей башенных кранов

Определение зон влияния крана

В целях создания условий безопасного ведения работ, действующие нормативы предусматривают различные зоны:

· монтажная зона – 1,5 м;

· зона обслуживания крана (см. рис. 2):

R 1 = 12,5 м;

· зона перемещения груза (см. рис. 2):

R 2 = R 1 + 1/2L =12,5 + 1/2 × 4,8 = 14,9 м,

где L – длина самой длинной конструкции;

· опасная зона:

R 3 = R 2 + 5 = 4,9 + 5 = 19,9 м ;

· опасная зона дорог (сквозная однополосная дорога) – в опасной зоне работы крана.

Монтажной зоной называют пространство, где возможно падение груза при установке и закреплении элементов. На стройгенплане эту зону обозначают пунктирной линией вдоль периметра здания, а на местности – хорошо видимыми предупредительными знаками или надписями по ГОСТ 23407-78, места проходов через монтажную зону в здание снабжают навесами (табл. 7).

Таблица 7

Граница опасных зон

Зоной обслуживания крана или рабочей зоной R1 (рис. 6, 7) называют пространство, находящееся в пределах линии, описываемой крюком крана. Для стреловых кранов эта зона определяется путем нанесения на план из мест стоянок крана полуокружностей радиусом, соответствующим максимально необходимому для работы вылету стрелы и соединяя их сплошными линиями по касательной полуокружностей.

Зоной перемещения груза R2 (рис. 6, 7) называют пространство, находящееся в пределах возможного перемещения груза, подвешенного на крюке крана. Ее определяют суммой максимального рабочего вылета стрелы и ширины зоны, принимаемой равной половине длины самого длинного перемещаемого груза:

R2 = R1 + 1/2 L ,

где L – длина монтируемого элемента.

Опасной зоной работы крана R3 (рис. 6, 7) называют пространство, где возможно падение груза при его перемещении с учетом возможного рассеивания при падении. Для стреловых кранов, не оборудованных устройством, удерживающим стрелу от падения, опасная зона определяется по формуле

R3 = RПС + 5 ,

а для стреловых кранов, оборудованных этим устройством, по формуле

R3 = R2 + 5 .

Рис. 6. Опасная зона при работе

Гусеничного крана РДК 160-2 (стрела 18 м)

Опасные зоны дорог – участки подъездов и подходов в пределах указанных зон, где могут находиться люди, не участвующие в совместной с краном работе, осуществляется движение транспортных средств или работа других механизмов. Эти зоны на стройгенплане выделяются особо (заштриховываются).

Рис. 7. Опасные зоны при работе башенного крана

Проектирование

Временных построечных дорог

Для транспортировки конструкций и материалов необходимо в максимальной степени исполь­зовать постоянные дороги.

Временные вне- и внутриплощадочные дороги следует пре­дусматривать при невозможности использования постоянных дорог.

Временные дороги строят одновременно с постоянными, формируя единую транспортную сеть.

Проектирование построечных автодорог в составе стройгенплана включает:

· разработку схем движения транспорта и расположение дорог в плане;

· установление опасных зон;

· назначение конструкций дорог;

· расчет объемов работ и необходимых ресурсов.

При трассировке дорог должны соблюдаться минимальные расстояния:

Между дорогой и забором, ограждающим стройплощадку, – не менее 1,5 м;

Между дорогой и складской площадкой – 0,5–1 м;

Между дорогой и подкрановыми путями – 6,5–12,5 м.

Ширина проезжей части дорог принимается с учетом размеров плит:

Однополосная дорога – 3,5 м;

Двухполосная дорога – 6 м.

Радиус закругления внутриплощадочных дорог принимается в зависимости от вида транспортных средств и габаритов пере­возимых конструкций в пределах 12–30 м.

При проектировании однополостных автодорог следует учесть, что по периметру разгрузочного фронта должно быть уширение дороги на 3 м для стоянки транспорта под разгрузкой.

В курсовом проекте схема дороги – однополосная сквозная дорога (табл. 8).

Таблица 8

Основные характеристики

Рельсовый путь мостового крана состоит из основных и вспомо­гательных элементов.

Основными элементами пути являются рель­сы и подкрановые балки.

К вспомогательным элементам относят­ся подрельсовая постель, детали крепления рельсов к подкрановым балкам и балок к колоннам (перекрытиям) строительной конструк­ции, а также концевые упоры и отклоняющие линейки.

Для крановых путей мостовых однобалочных кранов с малой рабочей нагрузкой применяют железнодорожные рельсы типа Р18, Р24. Двухбалочные мостовые краны грузоподъемностью 10- 30 тн легкого и среднего режимов работы эксплуатируют на путях, выполненных из рельсов типа Р38, при грузоподъемности 10тн - типа Р43 и т.д. Следует отметить, что рельсы типа Р43 выпускают специально для промышленного транспорта. Для кранов большей грузоподъемности заводы выпус­кают железнодорожные рельсы типа Р50 и Р65 (рис. 8, а).

В настоящее время отечественная промышленность выпускает стальные крановые рельсы специального профиля типа КР, соот­ветствующие условиям эксплуатации мостовых, козловых и кон­сольных кранов (рис. 8, б).

Специальные крановые рельсы типа КР имеют более широкую подошву, благодаря чему нагрузка от ходовых колес крана рас­пространяется по верхнему поясу подкрановой балки более равно­мерно. В отдельных случаях в качестве рельсов с плоскими голов­ками применяют сталь горячекатаную квадратную (рис. 8, в).

Рис. 8. Профили рельсов опор­ных крановых путей:

а - железнодорожные типа Р,

б - крановые типа КР,

в - сталь квад­ратного профиля

В зависимости от грузоподъемности крана выбирают тип опорного рельса.

Рельсы крановых путей и грузовых тележек крепят таким образом, чтобы исключить боковое и продольное их смещение при передвижении и работе грузоподъемной машины. Крановые рельсы опорного пути крепят к подкрановым балкам строительной конструкции (цеха, эстакады), которые в зависимости от нагрузок, ре­жима работы крана и типа строительной конструкции изготовля­ют из профильного сортового стального проката, сварными из лис­тового металла или из сборного железобетона. Рельсы грузовых крановых тележек крепят непосредственно к металлоконструкции моста крана.

Рис. 9. Крепления рельсов к подкрановым балкам:

а - приваренными скобами,

б - прижимными накладками,

в - пружинными план­ками,

г - крюками с регулируемыми гайками,

д - пружинными скобами;

1 - рельс, 2 - скоба, 3 - накладка, 4 - болт с гайкой,

5 - пружинная планка, 6 - крюк, 7 - гай­ка, 8 - пружинная скоба,

9 - шпилька с гайкой, 10 - резиновая прокладка

Существуют различные способы крепления рельсов к подкрановым балкам (рис. 9). Предпочтение получили сборно-разборные крепления, обеспечивающие возможность выполнения горизонтальной рихтовки пути и простого ремонта с заменой выб­ракованных участков рельса. Чтобы регулировать крепления при рихтовке пути, в прижимных планках выполняют овальные отверс­тия либо сверлят последние по месту. Для мостовых кранов с руч­ным приводом механизмов и кранов грузоподъемностью до 30 тн при легком режиме работы Правила допускают крепить рельсы к под­крановым балкам сваркой.

В качестве подвесных крановых путей мостовых кранов приме­няют специальные рельсы, прикрепляемые снизу к элементам пере­крытий строительных конструкций (фермы, стропильные балки) с помощью подвесок или монтажных столиков. В качестве монорель­сов для передвижных талей и тельферов применяют специаль­ные двухголовые, тавровые или рельсы типа Р5. Для подвесных кран-балок грузоподъемностью до 1-2 т при величине пролета менее 6 м в качестве опорных рельсов применяют двутавровые балки № 12-30 (ГОСТ 8239-72) из горячекатаной стали марки ВСт3пс. Для машин большей гру­зоподъемности (до 5 т) применяют двутавровые балки специаль­ного сечения № 24 М-45 М (ГОСТ 19425-74).

Крепление подвесных крано­вых путей выполняют с помощью подвесок, привариваемых к узлам металлоконструкции стальных ферм перекрытия.

Для остановки грузоподъёмных кранов на рельсовом ходу, с целью исключения аварийной ситуации, связанной с его сходом с рельсового пути (по причине отказа концевого выключателя) на его концах устанавливаются механические предохранительные устройства. Эти устройства – тупиковые упоры . Они применяются на рельсовых путях башенных, козловых, портальных и мостовых кранов. Исключение составляют рельсовые железнодорожные пути, по которым перемещаются подвижной состав, и они имеют выход на пути общего пользования либо на пути промышленных предприятий.

Типы упоров и буферов:

· Ударные (остановка крана происходит за счет поглощения кинетической энергии резиной, пружиной, пневмогидроцилиндрами, либо деревянными элементами, установленными на тупиковых упорах и буферных элементах кранов),

· Безударные (остановка за счет поглощения энергии путем преодоления накатной горки тупикового упора),

· Комбинированного типа.

Тупиковые упоры устанавливаются в точном соответствии с проектом кранового пути либо руководством по эксплуатации крана. Перед установкой их испытывает предприятие-изготовитель. В паспорте комплекта тупиковых упоров должна быть соответствующая отметка. После установки потребитель проверяет целостность и комплектность изделий, правильность установки, а также проводится проверка их работоспособности. Эти результаты заносятся в акты сдачи кранового рельсового пути в эксплуатацию.

Пути башенных кранов сильно отличаются от путей мостовых кранов. В первую очередь, потому что они возводятся на относительно небольшой промежуток времени. Как следствие стоимость такого сооружения должна быть достаточно небольшой. Но опять же нельзя забывать о безопасности. В этой статье я постараюсь рассказать об этих нюансах и других подводных камнях при использовании такого вида строительной техники как башенные краны.

В моих статьях уже стало традицией идти от простого к сложному, от базовых понятий к тонкостям. Давайте и тут поэтапно распишем весь монтаж крановых путей под открытым небом.

Возведение земляного полотна

Естественно, наш кран, как попало, стоять не может. Монтаж происходит на достаточно ровной площадке.

Для начала определимся с габаритами. Минимальная длина земляного полотна определяется как удвоенная длина рельса плюс откос. Как Вы помните из предыдущих статей, мы применяем КР-70 и выше длиной 12,5 метров. Следовательно, минимальная длина будет 25 метров.

Максимум ограничен Вашей фантазией. Главное чтобы смог доставить груз в любое необходимое место рабочей площадки.

Приступаем к более тонкой работе. Уклон нужно минимизировать. Продольный возможен только до 0,003. Поперечный уклон наоборот должен быть. Пределы: 0,008-0,01. Причем направление должно быть в противоположную сторону от стрелы работающего башенного крана. Это связано с расчетом устойчивости башенного крана в работе. Данный уклон снизит риски опрокидывания.

Казалось бы все. Но тут и начинаются нюансы.

Ваше земляное полотно явно пройдет над какими-нибудь подземными коммуникациями, и дай бог это будет всего лишь метро на большой глубине. Бывает, натыкаешься на наспех положенные трубы. В этом случае Вам или тем, кто отвечает за возведение крановых путей, необходимо произвести расчет на сдавливание и, при необходимости, произвести установку дополнительных перекрытий.

С момента начала работы над земельным полотном необходимо следить за его сохранностью. Не допускать попадания мусора или заезда транспорта на уже готовое полотно.

И не забываем про водоотводные канавы. Накапливание жидкости в грунте ведет к его размягчению и порядочно снижает способность к сопротивлению нагрузке.

После завершения работ по возведению земляного полотна стоит еще раз проверить плотность грунта и можно приступать к следующему этапу.

Балластная призма

Мне всегда нравилось это название. Звучит интригующе. По сути это «подушка» между шпалами и земляным полотном. Балластный слой решает основные проблемы установки кранового пути на земельный слой. Это размытие, упругость и жесткость.

Основной материал балластной призмы — это щебень из естественного камня. Он обеспечивает наилучший дренаж. Для обеспечения этой функции необходимо постоянно следить за мусором на стройплощадке и своевременно его удалять.

Этот материал убирает и другие проблемы. Он достаточно жесткий для поднятия любых грузов и, в сочетании с особыми шпалами обеспечивает упругость.

Стоит заметить что, пропустив всю воду через себя, такая балластная призма отдаст ее в земляной слой, что опять же приведет к его размытию. Во избежание этого обычно делают двухслойную или даже трехслойную призму. Нижний слой — это песок, предотвращающий вышеописанную проблему.

Размеры балластной призмы определяются следующим образом. Шпала полностью лежит на призме плюс ширина плеча два дециметра плюс откосы в 45 градусов. Отсюда примерно можно рассчитать объем нашего балластного слоя. В итоге у нас получится примерно так:

Поперечный профиль балластной призмы

Монтаж крановых путей

Наконец переходим к завершающему этапу — установка шпал и рельс. Если до этого все работы выполнены аккуратно и хорошо, то на этом этапе проблем возникнуть не должно. Проблемы возникнут с «оснасткой».

Для правильного функционирования башенного крана необходимо установить следующие вещи:

• Крановые тупиковые упоры;
• Линейки;
• Заземление крановых путей.

Это минимум. Без крановых тупиковых упоров ни одна комиссия не примет ваш крановый путь. Они необходимы, в первую очередь, для безопасности. И, конечно, для сохранности вашего имущества.

Линейка — это механизм, предотвращающий резкое столкновение с упорами. Обычно автоматически прекращает подачу энергии на двигатель крана.
Про заземления я уже писал ранее. Оно необходимо для того чтобы человека случайно наступившего на рельс не убило током.