10.2 Выбор параметров монтажных машин и монтажно-технологического оборудования

Монтаж строительных конструкций выполняется монтажным комплектом, включающим:

• ведущую машину – монтажный кран или другой механизм,

• комплектующие (неведущие) машины – вспомогательные краны, погрузочно-разгрузочные машины и механизмы, автомобильный транспорт и проч.,

• монтажно-технологическое оборудование – грузозахватные устройства, кондукторы, устройства для временного закрепления, выверки и проч.

Эффективность монтажных работ существенно зависит от выбора состава такого комплекта и, особенно, ведущей машины.

Монтажный кран выбирается в зависимости от конструктивных особенностей и размеров строящегося сооружения, от условий строительства (стесненности, рельефа и т.д.). Как уже отмечалось в предшествующем разделе, для монтажа невысоких сооружений, занимающих значительные площади в плане, или имеющих большую протяженность, применяются, как правило, самоходные стреловые краны. Они удобны для выполнения любых других кратковременных работ, так как не нуждаются ни в подкрановых путях, ни в сборке, ни в разборке. По этим причинам на объектах природообустройства стреловые краны чаще других используются в качестве монтажных машин. Их значение в сфере природообустройства так же велико, как башенных кранов в гражданском строительстве.

Башенные краны, как отмечалось, удобны при монтаже высоких сооружений, занимающих небольшую площадь в плане. Их преимущества связаны с возможностью охвата значительных зон монтажа за счет большого вылета стрелы, большой высоты подъема, удобства перемещения вдоль подкранового пути. Недостатками являются необходимость устройства подкрановых путей и довольно большая трудоемкость установки в рабочее положение.

Основными параметрами, по которым подбирается марка крана, являются:

• требуемая грузоподъемность при заданных вылетах стрелы,

• требуемая высота подъема крюка (монтажная высота),

• требуемый вылет крюка.

Требуемая грузоподъемность Q определяется по монтажному весу G_M наиболее тяжелого монтируемого элемента с учетом удаленности его проектного положения от стоянки крана, т.е. выбор крана производится по наименее благоприятному сочетанию монтажного веса элемента и вылета стрелы. Должно удовлетворяться условие:

, (17)

где G_Э – вес монтируемого элемента,

G_О – вес монтажной оснастки и грузозахватных устройств,

Вес монтажной оснастки и грузозахватных устройств принимается в зависимости от фактически используемого оборудования и составляет обычно 0,02…0,2кН. Требуемая грузоподъемность принимается при вылете стрелы, соответствующем удаленности монтируемого элемента в рассматриваемом сочетании «монтажный вес – вылет стрелы». Такая грузоподъемность может сильно отличаться от максимальной. Например, для стрелового крана МКГ-40 грузоподъемность при вылете стрелы 4,5м соответствует массе 40 т, при 11м – 11,6 т, при 23м – только 3,1т. У башенных кранов эта зависимость обычно не столь значительна, а у некоторых марок грузоподъемность одинакова при всех вылетах. Такие сведения для любого крана имеются в соответствующих справочниках.

Высота подъема грузового крюка над уровнем стоянки крана Н_к (монтажная высота) определяют для всех видов кранов по формуле (рисунок 75):

(18)

где – высота сооружения,

– высота монтируемого элемента,

– запас по высоте (0,3…0,6м)

– высота строповки.

Для стреловых кранов необходимо также проверять достаточность размера грузового полиспаста h_п, который должен обеспечивать безопасное удаление монтируемого элемента от стрелы крана. Расстояние S от оси стрелы до ближайшего края монтируемого элемента (рисунок 75а) не должно быть меньше 1,5м. Обычно длина полиспаста у стреловых кранов составляет 1,5…5м.

Вылет крюка крана L_К выбирается так, чтобы обеспечивались удобство и безопасность монтажа наиболее удаленного элемента. В случае башенного крана выбор L_К определяется лишь расстоянием от оси движения крана до наиболее удаленного элемента (рисунок 75б):

, (19)

где а – ширина колеи подкрановых путей,

b – расстояние между подкрановым путем и сооружением (на рисунке 72б это расстояние от правого рельса до левого края сооружения),

с – ширина сооружения.

При выборе самоходного стрелового крана приходится учитывать большее число факторов. Во-первых, у таких кранов должно регламентироваться уже упоминавшееся расстояние (зазор) между стрелой и верхним ближайшим краем сооружения. На рисунке 75а этот зазор косвенно характеризуется

Рисунок 75 Схемы определения требуемой высоты подъема крюка и длины (вылета) стрелы:

а – при использовании самоходного стрелового крана, б – при использовании башенного крана

величиной S, которая примерно на половину ширины стрелы больше этого зазора (как уже отмечалось, S  1,5м). Во-вторых, стоянки стреловых кранов в большинстве случаев могут располагаться с обеих сторон возводимого сооружения, поэтому нет необходимости в том, чтобы крюк доставал до противоположного конца сооружения. Достаточно, чтобы он доставал до середины сооружения, т.е. вылет крюка L_К может быть таким, как он показан на рисунке 75а. Наконец, положение нижнего шарнира стрелы и ее наклон заставляют принимать вылет стрелы с учетом угла такого наклона  и монтажной высоты Н_к. Определение вылета крюка (стрелы) L_К чаще всего производится по формуле:

, (20)

где все обозначения показаны на рисунке 75а, а именно:

В – ширина сооружения (длина наиболее длинного монтируемого элемента);

S – минимальное расстояние (по горизонтали) от оси стрелы до ближайшего верхнего угла сооружения в момент установки монтируемого элемента (что примерно совпадает с расстоянием до ближайшего края монтируемого элемента), как отмечалось, S  1,5м;

Н_К – высота подъема грузового крюка над уровнем стоянки крана;

, , , – то же, что и в формуле (18);

– длина грузового полиспаста;

h_c – высота шарнира пяты стрелы над уровнем стоянки крана;

d – расстояние от оси поворотной платформы крана до шарнира пяты стрелы.

В соответствии с этим требуемая длина стрелы определяется по формуле

, (21)

где  – угол наклона стрелы, который можно определить из условия (22)

Иногда удобно определять не длину стрелы по ее вылету, а, наоборот, исходя из длины стелы, оценивать вылет крюка.

Вылет стрелы с гуськом (рисунок 75б) определяется по формуле:

, (23)

где Н – превышение низа (оси вращения) гуська над уровнем стоянки крана,

h_c – высота шарнира пяты стрелы над уровнем стоянки крана,

L_Г – длина гуська,

 и  – углы наклона к горизонту соответственно стрелы и гуська.

Приведенные методы выбора параметров монтажных кранов отражают лишь общие принципы проектирования монтажных работ. В каждом конкретном случае могут возникать вопросы, которые не удается решать по единому шаблону, приходится опираться на практический опыт, знания местных условий, инженерную находчивость. Иногда целесообразно использовать несколько кранов разных марок и даже типов. В стесненных условиях могут быть эффективны различные дополнительные устройства, механизмы, временные (монтажные) проемы в стенах и т.д.

Выбор транспортных средств для доставки монтируемых конструкций производится по обычным правилам организации перевозок, т.е. с учетом веса, формы и габаритов конструкций, дальности их транспортировки, состояния дорог и т.д. Наиболее трудные задачи возникают при проектировании монтажа «с колес», когда виды и количество транспортных средств должны четко увязываться с производительностью монтажного крана по правилам проектирования комплексной механизации.

Для подъема строительных конструкций приходится использовать различные грузозахватные приспособления из гибких стальных канатов, крюков или в виде различных систем траверс, специальных захватов. Грузозахватные приспособления должны обеспечивать простоту и удобство строповки и расстроповки конструкций, надежность их захвата или зацепления. Грузозахватные средства должны быть испытаны и снаб­жены клеймом (биркой), а в необходимых случаях — специальным паспортом. Испытания производятся пробной статической или динамической нагрузкой, превышающей паспортную грузоподъемность таких средств. Коэффициенты запаса прочности канатов обычно принимаются:

• для подъема конструкций – не менее 4…6,

• для подъема людей – не менее 9.

Для каждого типа гру­зозахватных средств стандартами и технические условиями устанавливается гарантийный срок службы. Грузозахватные средства (за исключением элементов из стального каната) должны быть окрашены, причем окраска должна выполнять две функции:

• обеспечивать антикоррозионную защиту грузозахватного средства,

• предупреждать работающих о возможной опасности (предупреждающая окраска: чередующиеся наклонные черные и желтые полосы, для малых поверхностей – желтый цвет).

Типичные виды грузозахватных устройств представлены на рисунке 76.

Рисунок 76 Грузозахватные приспособления:

а…д – стропы: универсальный (а), облегченный (б), с коушем и крюком (в), двухветьевой (г), четырехветьевой (д); е, ж, з – схемы использования стропов; и, к, л – траверсы разных видов; м – захват для колонн, н – захват для балок, о – сложная траверса для подъема и перевертывания железобетонных лотков

Типы необходимых грузозахватных приспособлений должны быть указаны в ППР, для сложных устройств могут приводиться их чертежи. Пригодность таких устройств проверяется соответствующими расчетами, учитывающими ожидаемые напряжения в канатах и других элементах устройств, условия монтажа и проч. Выбор этих приспособлений делается монтажниками в процессе производства работ в соответствии с ППР применительно к каждому конкретному элементу.

Необходимо стремиться к тому, чтобы конструкция, находясь в подвешенном состоянии, не испытывала непредусмотренных напряжений, была надежно закреплена и гарантирована от срыва и падения. Для подъема длинномерных конструкций – балок, труб, плит в горизонтальном положении обычно используются траверсы (рисунок 76 и, к, л). Хомуты и захваты типа «м», «н» на рисунке 76 используются для подъема длинномерных изделий в вертикальном положении (колонны и проч.). Траверса типа «о» удобна в силу того, что железобетонные лотки при перевозке и при хранении в штабелях обычно находятся в перевернутом положении (выгибом кверху), так что при монтаже их необходимо кантовать, что при такой траверсе выполнять очень легко.

Выбор прочего монтажно-технологического оборудования (кондукторы, устройства для временного закрепления, выверки и проч.) полностью определяется особенностями каждой конкретной конструкции (см. разделы 3.13, 3.14).

Контрольные вопросы:

1. По каким параметрам выбираются монтажные краны?

2. В чем сходство и различия выбора параметров башенных и самоходных стреловых кранов? Какой выбор, по Вашему мнению, проще?

3. Назовите наиболее типичные грузозахватные приспособления и охарактеризуйте область их рационального применения.