6.3. Выбор кранов для прокладки трубопроводов

Краны для прокладки трубопроводов выбирают в два этапа. Вна­чале, на I этапе выбирают несколько технически пригодных типов или мар­ки кранов по вылету их крюка и грузоподъемности, а на II этапе по техни­ко-экономическим показателям вариантов кранов выбирают наиболее эко­номичный, который и принимают для трубоукладочных работ.

На I этапе выбора кранов, вначале задаются типом необходимых кранов, который определяют по способу про­кладки труб. Например, для прокладки стальных магистральных трубопроводов, особенно больших диаметров, удлиненны­ми секциями или плетями, целесообразно использовать краны-трубоуклад­чики, главной особенность которых является жесткое крепление грузоподъ­емной стрелы сбоку. Такие краны являются неповоротными.

Для прокладки трубопроводов отдельными трубами из чугунных, а также железобетонных, керамических и асбестоцементных труб с расклад­кой их на берме траншеи, когда в процессе их укладки требуется поворот стрелы крана с трубой к траншее, используют мобильные стрело­вые краны - автомобильные, пневмоколесные или гусеничные нужной гру­зоподъемности. При выборе типа применяемых кранов следует также учи­тывать, что вылет крюка у кранов-трубоукладчиков по сравнению со стреловыми ограничен (5,0 - 7,5 м), что затрудняет их использование даже при прокладке стальных магистральных трубопроводов плетями при большой глубине траншей, когда требуются краны с большими вылетами крюка (до 10 - 14 м и более). Выбрав для каждого конкретного случая прокладки трубопроводов с учетом вышеуказанных рекомендаций тип кранов, переходят непосредственно к выбору по техническим показателям.

Расчет рабочих параметров для выбора крана (1-й этап). Вначале определяют возможную схему его работы, т.е. положение крана относительно траншеи, а затем минимальный вылет крюка, т.е. наи­меньшее расстояние от оси его вращения (для кранов-трубоукладчиков - от крайней гусеницы) до оси трубопровода.

Требуемый вылет крюка (L_K) монтажного крана при прокладке тру­бопроводов из одиночных труб в трапецеидальных траншеях по схеме, при­веденной на рис. 6.2, а, равен

L_K = 0,5b+1,2·mh+0,5 Б_кр (6.1)

где b - ширина траншеи по дну, м; 1,2mh – расстояние от основания откоса выемки до гусениц (колес или выносных опор) крана (свободная берма при этом должна быть не менее 1 м); Б_кр - ширина базы крана, м; т - заложе­ние откосов; h - глубина траншеи, м.

При монтаже трубопроводов из одиночных труб в прямоугольных траншеях с креплением (рис. 6.2, б) вылет крюка определяют также, а при монтаже их из укрупненных секций (рис. 6.2, в) (длиной 18 ... 24 м) вылет крюка определяют по формуле

L_K = 0,5b+1,2 mh + d_H +1 +0,5 Б_кр (6.2)

Рис. 6.2 – Схема определения рабочих параметров крана при прокладке труб

а – укладка одиночных труб в трапецеидальную траншею; б – тоже, в траншею с крепленим; в – монтаж трубных секций; г – монтаж труб с транспортных средств

где d_H - наружный диаметр труб, а для раструбных труб - диаметр растру­ба, м.

В глубокие траншеи, а также при слабых грунтах трубы укладыва­ют на большом вылете крюка и, если расстояние от оси вращения крана до центра тяжести секции L₂ будет меньше требуемого по расчету вылета крю­ка (L₂ < L_K), то кран отодвигают в сторону от секции на расстояние не ме­нее 1 м и подают вперед на величину L₂ - L_K, производя далее монтаж на расчетном вылете крюка. Когда такое смещение невозможно, то монтаж ве­дут при вылете крюка, равном L₂ (см. рис. 6.2, в)

L_K = L₂ = 0,5 l_{тр с} + 1,5 + l_габ (6.3)

где l_{тр с} - длина трубной секции; 1,5 м - расстояние в свету между торцом секции и габаритом крана (по условиям безопасности); 1_габ - расстояние между осью вращения крана и передним краем его ходовой части.

При монтаже труб с транспортных средств (рис. 6.2, г) вылет крюка определяют по формуле, приведенной первой, и проверяют по условию

L_гр= R_{пов пл} +1+0,5 Б_а (6.4)

Этим одновременно определяют место установки

(6.5)

В этих формулах: L_тp - расстояние между осями движения крана и транспортных средств; R_{пов пл} - радиус поворота хвостовой части платформы крана; Б_а - ширина базы транспортных средств.

Укладку изолированных плетей стальных трубопроводов в полевых условиях ведут кранами-трубоукладчиками. Исходя из условия предотвра­щения обрушения стенки расстояние от бровки до крана-трубоукладчика должно составлять не менее 2 м. Необходимый вылет крюка крана-трубоу­кладчика при этом

L_K = 0,5b + mh + 2 (6.6)

Если укладку изолированных плетей ведут стреловыми кранами, то их размещают по другую сторону от плети (считая от траншеи), а необходи­мый вылет крюка

L_K = 0,5b + mh + l_6p1 + d н + l_бр2 +0,5 Б_кр (6.7)

где l_бр1 l_бр2 - соответственно расстояние от бровки траншей до трубной плети и от нее до крана. Обычно первое расстояние принимают равным не менее 1 м, а второе - в пределах 0,5 ... 1 м.

Если уровень стоянки крана выше отметки монтажного горизонта, например при прокладке труб, то определяют высоту или, точнее, глубину опускания крюка Н_{оп к} с учетом обеспечения подачи трубы в траншею (см. рис. 6.2, г)

Н_оп.к= h_з.о + h_тp + a + d_н + h_г + s’ (6.8)

где h_3.0- глубина заглубления опоры (дна) в траншее или котловане; h_тр - высота транспортных средств; а - свободное пространство между бортом транспортного средства и трубой (не менее 0,5 м, а при подъеме с прокла­док - не менее 0,75 м с учетом возможного прогиба трубы); d_H - наружный диаметр трубы; s' - длина сжатого полиспаста.

Грузоподъемность крана (Q) подсчитывают исходя из макси­мального груза, который должен поднять кран при требуемом вылете крю­ка L_K. Необходимую грузоподъемность крана определяют в зависимости от массы поднимаемых труб или укрупненных секций с учетом массы гру­зозахватных приспособлений (захватов, траверс, скоб и т.п.). При проклад­ке магистральных стальных водоводов комплексно-механизированной ко­лонной машин, включающей краны-трубоукладчики, очистную и изоляци­онную машины, необходимую грузоподъемность кранов-трубоукладчиков определяют путем деления общей массы поднимаемой плети (вместе с очи­стной и изоляционной машиной и с учетом массы применяемых троллей­ных подвесок) на количество кранов-трубоукладчиков.

Длина поднимаемого участка плети трубопровода L_n зависит от диаметра трубопровода

D, mm	592	720	820	1020	1220	1420
Ln, м	130	175	185	225	255	265

Количество кранов-трубоукладчиков в колонне определяют по ре­комендациям справочников, в зависимости от принятого способа прокладки и диаметра трубопровода. Так, например, при совмещенном способе про­кладки, когда совмещаются процессы очистки, изоляции и укладки трубо­провода в траншею, количество необходимых кранов-трубоукладчиков в ко­лонне составит: при диаметре труб 529 - 820 мм - 3; 1020 мм - 4; 1220 мм - 5 и при диаметре 1420 мм - 7. При раздельном способе прокладки, когда плеть первым проходом кранов-трубоукладчиков с помощью очистной и изоляционной машин очищают и изолируют, после чего опускают обратно на берму траншеи, а затем (вторым проходом кранов) плеть с помощью мягких полотенец перекладывают с бермы на дно траншеи, количество кранов-трубоукладчиков будет меньшим. Так, при диаметре плети 529 мм кранов требуется 2; 720 - 1020 мм - 3; 1220 – 1420 - 4. Поэтому в тех случаях, когдa у строительной организации не хватает кранов-трубоукладчиков, принимают раздельный метод прокладки трубопровода.

Определив для всех видов монтажных работ, встречающихся в практике водопроводного строительства, при монтаже трубопроводов необ­ходимые технические характеристики и выбрав по справочникам соответст­вующие марки кранов, проводят их технико-экономическое сравнение (II этап) и выбирают наиболее экономичный вариант крана.