Tipovye_raschyoty_pri_sooruzhenii_i_remonte

179

3.5.2. Расчет такелажных средств и приспособлений

3.5.2.1. Расчет канатов

Стальной канат должен иметь допустимый запас прочности и эксплуатационные качества с учетом его конструкции, области применения и формы обслуживания. Выбор каната производится одним из двух методов проверкой по минимальному разрывному усилию, определением диаметра каната.

Проверка по минимальному (расчетному) разрывному усилию выполняется по формуле:

где Fо – минимальное (расчетное) разрывное усилие каната в целом, принимаемое по сертификату, прилагаемому в каждой партии, или по справочной табл. (приложение З); S – наибольшее натяжение каната, определяемое расчетом или по паспортным данным используемого механизма, конструкции; zp – минимальный коэффициент использования каната (минимальный запас прочности каната), определяемый по табл. 3.9, в зависимости от режима работы механизма.

Таблица 3.9

Минимальные коэффициенты использования канатов

Для стреловых растяжек, оттяжек мачт и опор минимальный коэффициент использования канатов zp принимается равным 3,5, для вантовых, несущих и тяговых канатов 4,0. Стропы рассчитываются с коэффициентом zp=6,0, также же, как и канаты для заякоривания лебедок, кранов и др.

Минимальный диаметр каната в миллиметрах определяют по эмпирической формуле:

180

где S– наибольшее натяжение каната, Н; c – коэффициент выбора кранов и др.

где k′– эмпирический коэффициент минимальной разрывной нагрузки каната данной конструкции, приведенной в международном стандарте ИСО 240В (например, для Ro=1570 МПа k′= 0,2948), Ro – минимальный предел прочности на растяжение проволок каната, МПа.

3.5.2.2. Расчет траверс

Расчет выполняется в соответствии со схемой нагружения траверсы. Для траверсы, работающей на изгиб (рис.3.10,а), находят максимальный изгибающий момент, действующий в центре, равный

где G – вес поднимаемого груза; a – длина плеча траверсы, по которому определяют минимальный момент сопротивления поперечного сечения траверсы Wx :

где Rу – расчетное сопротивление стали при сжатии, растяжении и изгибе, выбираемое по СНиП П-23-81* [117] (табл. 51) в зависимости от марки стали, формы и толщины стенки проката исходя из нормативного сопротивления по пределу текучести.

По найденному значению Wx подбирают сечение балки для траверсы с моментом сопротивления, большим или равным рассчитанному. Чаще всего траверсы изготавливаются из двутавров, швеллеров, однако возможны и более сложные комбинации профилей.

Для балочной траверсы, работающей на сжатие (рис.3.10,б), сжимающее усилие

181

Таблица 3.10

Коэффициенты ϕ продольного изгиба центрально-сжатых элементов

3.5.2.3. Расчет гибких строп

Гибкие стропы рассчитываются в соответствии со схемой их нагружения (рис.3.11). Усилие в каждой ветви стропа или отдельном стропе

где kс – коэффициент, зависящий от угла наклона а ветви стропа к вертикали:

n – число ветвей стропа; kн– коэффициент неравномерности нагрузки на ветви стропа. При числе ветвей n>4 kн=0,75 при n<4 kн=1,0.

Рис.3.11. Расчетная схема гибкого стропа

Требуемая грузоподъемность равна произведению 5 на число ветвей (строп) n, в соответствии с ней по табл. 3.6, 3.7, 3.8 подбираем стропы с суммарной грузоподъемностью, равной или большей требуемой.

3.5.3. Расчет напряженного состояния труб при погрузочно-разгрузочных и транспортных работах

Вид транспорта и транспортных средств для перевозки труб и трубных секций выбирают с учетом результатов технико-экономических расчетов в зависимости от объема грузов, дальности перевозок, времени года и местных условий.

Выгрузку труб из железнодорожных вагонов следует осуществлять по следующим схемам: вагон – склад - трубовоз или вагон - трубовоз. Первую

184

схему применяют при массовом поступлении труб и ограниченном числе трубовозов, вторую схему – при достаточном числе трубовозов или ограниченной прирельсовой площадке. При разгрузке труб по схеме вагон - трубовоз кран следует располагать, как приведено на рис. 3.11, между разгрузочным вагоном и трубовозом (штабелем). Расстояние между хвостовой частью поворотной платформы крана и бортом вагона должно составлять не менее 1 м. Максимально допустимое расстояние С между продольной осью крана и боковой стенкой вагона определяют по формуле:

где Amax – допустимый рабочий вылет крюка крана в зависимости от массы

поднимаемой трубы; Г – ширина вагона; Dн – наружный диаметр разгружаемых труб.

I

I

I-I

Amax

1,8м

Рис.3.11. Схема выгрузки труб из полувагонов с погрузкой на транспортные средства

185

Перемещение и укладка труб в штабель выполняются краномтрубоукладчиком. От временных площадок трубы длиной до 12 м перевозят на трубосварочные базы, где их сваривают в секции длиной до 36 м.

Трубы большого диаметра складируются в штабель со смешанными рядами (в «седло») с помощью захватов. Число рядов труб и соответственно высоту штабеля определяют меньшей из следующих двух величин: числом рядов, соответствующим предельной высоте подъема, обеспечиваемой грузоподъемными кранами, и числом рядов, соответствующим предельной нагрузке на трубы нижнего ряда, гарантирующей их хранение без остаточных деформаций. Трубы нижнего ряда укладывают на деревянные подкладки или непосредственно на грунтовую площадку. Площадка складирования должна быть равной и горизонтальной. Для грунтовых площадок допускают угол наклона не более 5°. Трубы при складировании располагают вдоль линии уклона площадки.

Схемное число рядов ncх определяют как промежуточную теоретическую величину по формуле [103] :

где δн – номинальная толщина стенки труб, мм; Dн – наружный диаметр труб, мм; ρст– плотность материала труб (г/см3); для стали принимается величина 7,85 г/см3; R2 – расчетное сопротивление материала труб, МПа, равное:

где m – коэффициент условий работы труб; при хранении труб в штабеле m=1; К2 – коэффициент надежности по материалу; для бесшовных труб из малоуглеродистых сталей К2=1,1; для прямошовных и спиральношовных сварных труб из малоуглеродистой стали и низколегированной стали с отношением минимальных значений предела текучести и временного сопротивления - ≤0,8 К2=1,15; для сварных труб из высокопрочной стали с тем же отношением >0,8 К2=1,2; Кн – коэффициент надежности по назначению

труб; при хранении этих труб в штабеле Кн=1; R2н - нормативное сопротивление материала труб растяжению (сжатию) принимается равным минимальному значению предела текучести σт по государственным стандартам и техническим условиям на трубы.

Предельно допустимое число рядов труб в штабеле рассчитывают, исходя из условия предотвращения остаточных деформаций по формуле:

186

где ncх – схемное число рядов труб, определяемое по формуле (3.30); КГ- коэффициент, учитывающий реальные геометрические параметры штабеля; для горизонтальных площадок с твердым покрытием КГ=1,04; для грунтовых площадок КГ=1,20; η – коэффициент опорной схемы; при опирании нижнего

ряда труб непосредственно на грунтовую площадку η =1; при опирании труб на подкладки η =1,1; Кс – коэффициент, учитывающий дополнительную нагрузку от снега и обледенения; при хранении труб в штабеле в летний период Кс=1, в зимний период Кс=1,05; в особых случаях нормативную снеговую нагрузку и нагрузку от обследования следует определять согласно СНиП 2.01.07-85* [112].

В качестве допустимого числа рядов принимается ближайшее меньшее целое значение n.

При опирании нижнего ряда труб на подкладки выполняют проверочный расчет допустимости расстояния между ними:

где L – длина трубы, м; В – число подкладок под трубами нижнего ряда. При складировании труб, имеющих изоляционное покрытие,

конструкцию и число подкладок выбирают в соответствии с расчетом изоляционного покрытия на смятие. Кроме того, выполняют проверочный расчет на смятие изоляционного покрытия соприкасающихся труб.

Высоту штабеля труб определяют по формуле:

От временных площадок трубы длиной до 12 м перевозят на трубосварочные базы, где их сваривают в секции длиной до 36 м.

Погрузку секций труб на плетевозы и разгрузку их на трассе выполняют трубоукладчики, тип которых подбирают по массе секции и грузоподъемности трубоукладчика с учетом вылета стрелы. Погрузка секции на плетевоз (рис. 3.12) может выполняться двумя методами – перехватом и натаскиванием.

Наиболее трудоемкая операция – транспортировка длинномерных трубных секций. Необходимая ширина дороги в зоне поворота при транспортировке таких секций определяется, исходя из вписываемости транспортных машин в прямоугольный поворот (рис.3.13, 3.14). Допускаемая величина заднего свеса секций при перевозке их пересеченной местности не должна превышать размеров, указанных на рис.3.15.

187

а

4

30м

Рис.3.12. Схема погрузки трубных секций на плетевоз:

а – методом перехвата; б – методом натаскивания; 1 – тяговый автомобиль; 2 – шлейф; 3 – трубная секция; 4 – трубоукладчик; 5 – прицеп роспуск; 6 – тормозной башмак

Рис.3.13. Габаритная полоса движения плетевоза на повороте:

1 – траектория движения тягача; 2 – траектория движения прицепа; Ввх, Ввых – ширина соответственно входного и выходного проездов

188