Охрана труда в строительстве. Практикум

6.Строп накладывается без узлов и перекруток.

7.Неиспользованные концы многоветвевого стропа закрепляются так, чтобыони не задевали встречающиеся на пути предметы при перемещении груза.

8.Снятие стропы с груза или крюка можно осуществлять только после того, как груз прочно установлен, а при необходимости и закреплен.

9.Перемещение грузов со свободной укладкой их на петлевые стропы допускается только при наличии на грузе элементов, надежно предотвращающих его от смещения в продольном направлении.

Схемы строповки. Технологические регламенты четко прописывают схемы строповки конкретных грузов для максимальной безопасности и надежного перемещения. В случаях отсутствия нужной схемы допускается транспортировка груза только в присутствии лица, ответственного за безопасное производство работ.

Стандартные схемы строповки строительных грузов приведены в приложении II.

Подбор длины строп. Если выбрать слишком короткие, то угол между ними будет более 90°, а если слишком длинные, то теряется высота и возможно кручение груза. Оптимальный угол между ветвей строп должен варьироваться от 60 до 90°.

В зависимости от массы груза, нужно выбрать стропы и учесть нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь. Рассчитать ее можно по формуле

Заменим 1/cos a на коэффициент m, тогда формула примет вид для определения нагрузки на одну ветвь:

где Q – масса груза; g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2); n – число ветвей строп; k – коэффициент, характеризующий неравномерность нагрузки на каждую ветвь (нужное значение зависит от числа ветвей строп и указано в нижеприведенной таблице)

51

Для определения минимальной безопасной длины стропа нужно рассчитать расстояние между центром тяжести и креплениями. Расчеты минимальной длины проводятся по следующей формуле:

где Lmin – минимальная длина ветви; Lц – расстояние между центром тяжести и точкой крепления стропа к грузу; коэффициент 1,12 рассчитывается, исходя из синуса угла наклона стропа к вертикали, не превышающего 60°.

Пример: нужно поднять груз массой 2000 кг, у стропа 4 ветви, угол a = 60° (рис. 11).

а

Рис. 11. Схема строповки груза

а

S 2 20 000 9,8 73500 H 73,5кН – нагрузка на одну ветвь строп.

4 0,75

Рассчитанное значение не должно превышать указанную нагрузку для строп (см. табл. 21, 22).

Все стропы должны соответствовать ГОСТу. К каждой ветви должна прилагаться бирка с информацией о дате изготовления, компании-производителе, одатеи местепоследнего ремонта, атакже одопустимой нагрузке.

При перевозке груза, если количество ветвей более трех, стропальщик обязан выбрать такие места зацепления, чтобы они имели примерно одинаковую длину, симметричное расположение и равномерное натяжение.

Знание характеристик и рекомендаций по использованию каждого вида строп обеспечит сохранность и целостность перемещаемого груза, а также безопасность рабочих, что является залогом успешной работы предприятия.

Задание. Рассчитать длину, нагрузку на одну ветвь и подобрать строп для подъема груза массой Q (формулы (29), (30), (31)). Варианты исходных данных представлены в табл. 23.

52

Контрольные вопросы

1.Основные типы грузоподъемных стропов.

2.Преимущества выбора текстильных строп.

3.Недостатки текстильных строп.

4.Преимущества и недостатки канатных строп.

5.Преимущества и недостатки цепных строп.

6.Подбор длины строп и оптимальный угол между ветвями.

7.Общие правила строповки грузов.

53

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7 Расчет грузовой устойчивости самоходного стрелового крана

Цель: обучение в целях профилактики травматизма, связанного с выполнением строительно-монтажных, погрузочно-разгрузочных работ на строительной площадке, расчетной проверке устойчивости монтажных кранов.

Общие сведения

Под устойчивостью крана понимают его способность противодействовать опрокидывающим моментам.Различают грузовую и собственную устойчивость.

Грузовая устойчивость – способность крана противодействовать опрокидывающим моментам, создаваемым весом груза, силами инерции, ветровой нагрузкой рабочего состояния и другими факторами.

Собственная устойчивость – это способность крана без наличия груза противодействовать опрокидывающим моментам, создаваемым ветровой нагрузкой нерабочего состояния и другими факторами.

Безотказность работы всех передвижных грузоподъемных кранов (стреловые самоходные, железнодорожные, башенные, портальные и т. п.) должна обеспечиваться достаточной устойчивостью против опрокидывания как в рабочем, так и в нерабочем состоянии.

Рабочим считают состояние, в котором кран полностью смонтирован и кран или его часть (с грузом или без груза) перемещаются с помощью механизмов крана.

Нерабочими считают состояния, в которых груз отсутствует, кран отключен от источника энергии и установлен в положение, предусмотренное инструкцией по эксплуатации. К нерабочему состоянию относятся также положения крана при монтаже и демонтаже, при погрузке (выгрузке) и перебазировании крана в демонтированном(частичноилиполностью) видеиприиспытанияхкрана.

Расчет устойчивости проводится при действии испытательной нагрузки,

действии груза (грузовая устойчивость), отсутствии груза (собственная ус-

тойчивость), при внезапном снятии нагрузки и при монтаже (демонтаже). Расчет устойчивости кранов должен проводиться в соответствии с указания-

ми ПБ 10-382-00 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» и руководящей нормативной документации, например, РД 05-07 «Методические рекомендации. Краны стреловые самоходные. Нормы расчета устойчивости против опрокидывания», РД 22-166-86 «Краны башенные строительные. Нормы расчета» и других документов, в условиях, когда сочетание действующих на кран нагрузок относительно ребра опрокидывания наиболее неблагоприятно с точки зрения возможности опрокидывания крана.

В расчетах должны быть учтены как нормативные (Н), так и случайные (С) составляющие нагрузок, определяемые в сочетаниях, указанных в табл. 24.

54

Таблица 24

Сочетание нагрузок при расчете на устойчивость

Кнормативным относятся нагрузки, значения которых контролируются во время эксплуатации или при изготовлении, например, путем взвешивания,

иопределяются только на основании характеристик крана (грузоподъемность, вес крана, ветровой район и т. п.).

Кслучайным относятся нагрузки, предельные значения которых контролирует крановщик (динамическая нагрузка при работе механизмов) или кото-

рые не поддаются контролю (динамические нагрузки от пульсации ветра). Возможные в условиях эксплуатации случайные нагрузки, вызванные неквалифицированным управлением краном, в расчетах не учитываются.

Направление нормативных нагрузок в каждом сочетании должны приниматься наиболее неблагоприятными относительно ребра опрокидывания, при котором кран по устойчивости максимально приближается к предельному состоянию. Взаимное положение частей крана должно приниматься также наиболее неблагоприятным из числа допускаемых инструкцией по эксплуатации. При этом можно использовать только действие нормативных нагрузок.

В табл. 24 обозначение Н показывает, что при расчете должны быть учтены только нормативные нагрузки. При этом случайные нагрузки несущественны. Обозначение С показывает, что должны быть учтены только случайные нагрузки, а нормативные – несущественны. Обозначение Н+С показывает, что должны быть учтены и нормативные, и случайные нагрузки.

55

В сочетаниях 2–8 должны учитываться нагрузки от расчетного наклона основания крана, совпадающего с направлением ветра и определяемого как сумма предельного угла наклона площадки (i1), на которой установлен кран и наименьшего угла наклона крана (i2) относительно площадки, при котором все опоры, не лежащие на ребре опрокидывания, оказываются разгруженными.

Значение угла наклона i1 принимают по паспорту крана или по инструкции по эксплуатации. Значение угла наклона i2 определяют расчетом или путем испытания. Для кранов, установленных на выносных опорах, а также для гусеничных кранов разрешается принимать i2 = arctg 0,05/B, где B – расстояние (в метрах) между опорами, колея или база гусеничного движителя.

Для башенных строительных кранов наклон основания к горизонтали принимают равным 0,1/B, где В – база (колея) передвижного крана.

Для определения уклона рабочей площадки и проверки точности установки крана на выносных опорах стреловые, самоходные и прицепные краны (за исключением работающих на рельсовых путях) снабжаются указателямикренометрами.

Влияние крена и сил инерции на устойчивость крана увеличивается с увеличением высоты центров тяжести крана и противовеса и с уменьшением размера колеи. Поэтому, если, например, баки для горючего расположены так, что их заполнение уменьшает устойчивость крана, то при расчете их принимают полностью наполненными. В противном случае их считают ненаполненными.

Сохранение устойчивости крана определяется соотношением опрокидывающего и удерживающего моментов, действующих относительно ребра опрокидывания крана. За ребро опрокидывания принимают прямые (по периметру опорного контура), соединяющие точки приложения равнодействующих давлений на ходовые тележки. Устойчивость крана необходимо обеспечить при стреле, расположенной как вдоль, так и поперек подкранового пути. Так как в большинстве случаев у передвижных кранов колея меньше базы, то обычно более опасным, следовательно, и расчетным случаем является положение стрелы поперек пути.

Для обеспечения устойчивости крана должно выполняться неравенство

где Мон – опрокидывающий момент нормативных нагрузок, действующих на

кран относительно ребра опрокидывания; Му – удерживающий момент относительно того же ребра опрокидывания;

k – коэффициент перегрузки, учитывающий возможные отклонения в неблагоприятную сторону случайных нагрузок, действующих на кран;

тo – коэффициент, учитывающий влияние условий работы крана, в том числе отклонение масс отдельных частей крана от их номинальных значений и класс ответственностикрана,устанавливаемыйвзависимостиотобластейприменения.

56

Значения коэффициентов k и то принимаются по рекомендациям указанных выше документов.

Под устойчивостью крана понимается его способность противодействовать опрокидывающим моментам.

Устойчивость крана должна быть обеспечена для всех его положений при любых возможных комбинациях нагрузок. К этим нагрузкам для передвижного поворотного крана относятся:

–вес поднимаемого груза;

–инерционные силы при пуске или торможении механизмов крана;

–центробежные силы, возникающиепривращении поворотнойчастикрана;

–сила давления ветра на груз и элементы крана.

Условия проверки грузовой устойчивости (рис. 11а): кран стоит на наклонной местности, подвержен действию ветра (по нормам для рабочего состояния) и поворачивается, одновременно тормозится спускаемый груз; стрела установлена поперек пути (при установке стрелы вдоль пути может одновременно происходить и торможение движущегося крана); на кран действуют вес груза, силы инерции, возникающие при торможении спускаемого груза и движущегося крана, силы инерции от вращения крана, ветровая нагрузка. Расчет устойчивости производится для всех вылетов.

Рис. 11. Схема расчета устойчивости стрелового крана

Условия проверки собственной устойчивости (рис. 11б): кран стоит на наклонной местности, вылет стрелы минимальный; кран подвержен только действию ветра (по нормам для нерабочего состояния). Расчет производится только для минимального вылета. Запас устойчивости характеризуется коэффициентом устойчивости и устанавливается нормативными документами.

Коэффициентом грузовой устойчивости называют отношение момента М относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом крана с учетом дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, силы инерции, возникающие при пуске или торможении механизмов подъема груза, поворота или передвижения крана) и влияния наибольшего допускаемого при работе крана уклона,

57

к моменту Мг, создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра. Этот коэффициент должен быть не менее 1,15, т. е.:

Ψг ΣМ 1,15.

Мг

Ребром опрокидывания является линия, проходящая через точку контакта колеса и рельса, относительно которой кран стремится опрокинуться.

Коэффициентом собственной устойчивости называют отношение момента, создаваемого весом крана, с учетом уклона пути в сторону опрокидывания относительно ребра опрокидывания к моменту, создаваемому ветровой нагрузкой при нерабочем состоянии крана относительно того же ребра опрокидывания. Этот коэффициент также должен быть не менее 1,15.

Для определения числовых значений коэффициентов устойчивости необходимо определить силы, действующие на кран; плечи, на которых действуют эти силы, и создаваемые ими моменты. На рис. 11а показан железнодорожный кран в рабочем состоянии и действующие на него силы. Точка О представляет собой ребро опрокидывания, а точка ЦТ – положение центра тяжести крана.

Силы, действующие на кран, и плечи этих сил следующие: Q – вес крана;

Q' = Q cos а – нормальная составляющая веса крана, действующая на плече (а+b) относительно ребра опрокидывания;

Q' = Q sin а – составляющая веса крана, действующая параллельно плоскости вращения крана на плече h2,

W1 = pFk – сила давления ветра, действующая на плече h1, на подветренную площадь крана Fk и зависящая от удельного давления ветра р при рабочем состоянии крана;

W2 = pFr – сила давления ветра на подветренную площадь груза Fr, действующая на плечо h3 при ветре рабочего состояния;

Gг – вес наибольшего рабочего груза, действующего на плече

(L–b) cos а + h3sin а;

Сиг – сила инерции груза при торможении, действующая на плече

(L–b) cos а + h3sin а:

GИТ Ggгvtоп ,

Т

где tT – время торможения, с; vоп – скорость опускания груза, м/с, принимаемая как von = 1,5 vп; vп – скорость подъема груза, м/с; g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2; Gив – центробежная сила груза, возникающая при вращении крана и действующая на плече относительно ребра опрокидывания

GИВ mvR2 ,

где m – масса груза, кг; v – угловая скорость крана (скорость поворота), м/с; R – радиус вращения груза, м.

58

При вращении крана канат, на котором висит груз, под действием силы инерции отклонится от вертикали на угол β. Следовательно, радиус вращения груза превысит вылет крана на некоторую величину с. Угол отклонения каната определяется из равенства

Отсюда следует, что

Окружная скорость груза составляет:

где п – скорость вращения крана, мин-1.

Теперь легко получить значение силы Gив, подставляя в исходную формулу центробежной силы полученные выражения. Легко убедиться, что

Суммарный восстанавливающий момент М равен сумме моментов, создаваемых силами Q, Gm,Сив, Wl и W2. Опрокидывающий момент создается силой Gr.Тогдакоэффициент грузовой устойчивости можновычислить поформуле

Угол наклона a для башенных строительных кранов принимают равным примерно 1,5°, для железнодорожных, пневмоколесных, гусеничных, автомобильных и других подобных кранов, работающих без выносных опор, примерно 3°, при работе на выносных опорах 1,5°. Нормами предусмотрена проверка коэффициента грузовой статической устойчивости, т. е. устойчивости крана, находящегося только под воздействием весовых нагрузок (без учета дополнительных сил и уклона площади):

59

Коэффициент собственной устойчивости крана

где MQ – момент, создаваемый весом крана с учетом уклона пути в сторону опрокидывания;

Mв – момент ветровой нагрузки при нерабочем состоянии крана относительно ребра опрокидывания. Тогда

Для башенных кранов устойчивость крана против опрокидывания проверяется по ГОСТ Р 54769-2011 (ИСО 4304:1987) «Краны грузоподъемные».

Расчет устойчивости свободностоящих кранов должен проводиться для случаев, приведенных в табл. 25 и на рис. 13. Условием обеспечения устойчивости является неравенство Му > MО (где Му – удерживающий момент; MО – опрокидывающий момент, действующий на кран).

Таблица 25

Расчетные случаи обеспечения устойчивости крана

Примечание: k – коэффициент перегрузки; Q – грузоподъемность; b1–b9 плечи действия сил относительно ребра опрокидывания; М1кр, Мв и М2кр – моменты от ветровых нагрузок на кран в рабочем состоянии, груз и на кран в нерабочем состоянии; GQ – общий вес крана; Gu, GH – вес поднимаемых и неподвижных частей крана; G – вес смонтированных частей крана; g – ускорение свободного падения.

60