Страница 17 из 26
УСТРОЙСТВО И РАСЧЕТ ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ
- 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.
Башенные, а также портальные и козловые краны перемещаются по наземным подкрановым путям.
Сооружение подкранового пути для башенных кранов должно удовлетворять требованиям инструкции по устройству, эксплуатации и перебазированию подкрановых путей для строительных башенных кранов СН 78-73, а также указаниям инструкции по эксплуатации того или иного крана, для которого сооружается подкрановый путь.
Каждый рельсовый путь имеет нижнее и верхнее строение. В состав нижнего строения пути входят земляное полотно, элементы укрепления земляного полотна и устройства для отвода воды. Земляное полотно состоит из насыпного грунта с соответствующим уплотнением, желательно до естественной плотности. Минимально допускаемый коэффициент уплотнения должен быть 0,85 — для путей кранов с четырьмя ходовыми колесами и 0,9 — для путей кранов с восемью ходовыми колесами. Общий продольный уклон площадки земляного полотна не должен превышать 0,005. В дренирующих грунтах площадку земляного полотна разрешается выполнять горизонтальной.
Верхнее строение пути состоит из балластного слоя, шпал, рельсов и рельсовых скреплений.
Толщина и материал балластного слоя, типы рельсов, расстояние между шпалами, ширина колеи А и другие параметры верхнего строения зависят от типа крана и его характеристики и определяются по указаниям паспорта крана и инструкции по его эксплуатации или по данным упомянутой выше Инструкции СН 78-73.
Лучшим материалом для устройства балластного слоя является щебень или гравий с размерами частиц от 25 до 70 мм.
При колее до 3 м балластная призма делается общей для двух ниток рельсов, а свыше 3 м — может быть раздельной. Уклон боковых сторон призмы из песка и гранулированного шлака должен быть от 1:2 до 1: 3, из, щебня и гравия — 1:1,5.
Рельсы для подкрановых путей применяют обычные железнодорожные. Тип рельса зависит от нагрузки передаваемой ходовым колесом на рельс. При нагрузке 20 — 22 т применяют рельсы Р-43, при нагрузке 20 — 25 т — рельсы Р-50 и нагрузке 25 — 28 т — рельсы Р-65.
Рельсы стыкуют между собой при помощи стандартных рельсовых накладок, зазор между торцами рельсов вызывает динамические нагрузки при передвижении крана, поэтому стык рельсов рекомендуется устраивать без зазора. Зазор в стыках должен быть не более 6 мм; располагать стык следует на весу между шпалами. Такой стык обладает большей упругостью и обеспечивает лучшие условия взаимодействия ходового колеса с рельсом. Между рельсом и шпалами следует устанавливать плоские металлические подкладки толщиной 12 — 16 мм.
В большинстве случаев рельсы укладывают на деревянные шпалы или полушпалы (рис. 97,а), поперечные сечения которых должны соответствовать ГОСТ 78 — 65. Шпалы к рельсам крепят при помощи путевых шурупов (глухарей) или костылей.
Для более быстрой сборки, разборки и перебазирования подкрановых путей применяют инвентарные звенья. Инвентарное звено пути (рис. 97,а) состоит из двух секций с рельсами 1, длиной по 12,5 м, полушпалами 2 и подкладками 3. Секции фиксируются между собой стяжками 4.
Большую устойчивость формы звена инвентарного пути и лучшую транспортабельность обеспечивает конструкция в виде деревометаллических секций (рис. 97, б), в которых торцы полушпалок окаймляются продольными швеллерами 5, соединенными между собой стяжками,. 6.
Проектом предусмотрено использование башенного крана для перемещения строительных материалов (плит перекрытия, перемычек, поддонов с кирпичом, ящиков с раствором и т.д.) к месту монтажа.
Подбор крана производится по трём основным параметрам: грузоподъёмность, вылету и высоте подъёма.
Машинисту крана должен быть обеспечен обзор всей рабочей зоны. Зона работы башенного крана должна охватывать на высоте, ширине и длине строящееся здание, а также площадку для складирования монтируемых элементов и дорогу, по которой подвозятся грузы.
При выборе крана для производства строительно-монтажных работ необходимо следить за тем, чтобы вес поднимаемого груза с учётом грузозахватных приспособлений и тары не превышал доступную (паспортную) грузоподъёмность крана. Для этого необходимо учитывать максимальный вес монтируемых изделий и необходимость их подачи краном для монтажа в наиболее отдалённое проектное положение с учётом допустимой грузоподъёмности крана на данном вылете стрелы.
Рис. 2.1. Привязка башенного крана к зданию.
2.1. Определение грузоподъемности башенного крана:
Q ≥ P гр. + Р гр.пр.
где: P гр. – масса поднимаемого груза, т;
Р гр.пр. – масса грузозахватного приспособления, т;
Исходя из условий, что высота 10-ти этажного здания (ho) равна 32,4 м, ширина 14,6 м в осях; самая тяжёлая деталь (конструкция) массой 3,55т (плита перекрытия):
Q ≥ 3,55 + 0,15
2.2. Определение требуемой высоты подъема:
h п. = [(h 3 ± n) + h гр. + h гр.пр. + 2 ,3 ], м
где: h 3 – высота здания (сооружения) от нулевой отметки здания с учетом отметок установки (стоянки) кранов до верхней отметки здания (сооружения) (верхнего монтажного горизонта), м;
h гр. – максимальная высота перемещаемого груза (в положении, при котором производится его перемещение), м;
h гр.пр. – высота грузозахватного приспособления в рабочем положении, м;
2 ,3 – запаса высоты из условий безопасного производства работ на верхней отметке здания;
n – разность отметок стоянки кранов и нулевой отметки здания (сооружения).
H п. = [(34,2 ± 0) + 0,22 + 5,0 + 2 ,3 ] = 41,72 м
2.3. Определение требуемого вылета стрелы крана:
l стр. = а/2+b+с
где: а - ширина кранового пути;
b – расстояние от кранового пути до проекции наиболее выступающей части стены, м;
с – расстояние от центра тяжести наиболее удаленного от крана элемента до выступающей части стены со стороны крана, м.
l стр. = 6/2 + 2 + 14,5 = 19,5 м
По справочной литературе подбираем подходящий монтажный кран. В нашем случае по рассчитанным параметрам целесообразно применять кран КБ 160.2
Грузоподъемность, т 5-8
Вылет, м 13-25
Максимальный грузовой момент, кНм 1600
Высота подъема, м 41-55
Колея, м 6
2.4. Поперечная привязка подкрановых путей башенных кранов с поворотной платформой.
Поперечная привязка подкрановых путей башенных кранов это привязка крана производится из необходимости соблюдения безопасного расстояния между краном и другими объектами на строительной площадке.
Рис. 2.2. Поперечная привязка подкрановых путей башенных кранов
1- строящееся здание; 2- инвентарное ограждение; 3- зона склада за пределами зоны монтажа; 4- водоотводная канава.
Для кранов с поворотной платформой минимальное расстояние В (м) от оси подкрановых путей или оси передвижения крана до наружной грани сооружения определяется из выражения:
В = R max . + l без.
В = R max . + l без. = 3,8 + 1 = 4,8 (м)
где: R max . – максимальный радиус поворота платформы крана (задний габарит крана), м;
l без. – минимально допустимое расстояние от выступающей части крана до габарита объекта = 1 м.
2.5. Продольная привязка подкрановых путей башенных кранов.
Продольная привязка башенных кранов производится для определения необходимой длины подкрановых путей, с учётом обеспечения доставки наиболее тяжёлых и наиболее удаленных грузов во всём запланированные зоны объекта, а также для обеспечения безопасности работы при использовании крана с учётом необходимой длины тормозного пути и устройства тупиковых упоров.
Задача продольной привязки башенного крана решается графическим способом путём последовательного выполнения следующих операций:
1. В определённом масштабе вычерчивается внешний габарит строящегося объекта;
2. В этом масштабе на чертеже наносится ось движения крана, расстояние которой от габарита объекта (В) было определенно путём поперечной привязки крана;
3. Из крайних точек габарита здания, со стороны противоположной местоположению башенного крана радиусом, равным величине максимального вылета стрелы крана с учётом массы тяжелого груза, делают засечки на оси движения крана. Крайние засечки на оси движения крана определяют положение центра базы крана в его крайних стоянках.
Рис. 2.3. Продольная привязка подкрановых путей башенных кранов.
2.6. Определение длины подкрановых путей.
С учётом полученных положений центра базы крана в его крайних стоянках определяется необходимая длина подкрановых путей по формуле:
L пп = L кр + Б кр + 2L тор + 2L туп
где: L кр – расстояние между крайними стоянками крана, м;
Б кр – величина базы крана;
L тор – величина тормозного пути крана, принимается 1,5 м;
L туп – расстояние от конца рельса до тупикового стопорного устройства, принимается 0,5 м.
L пп = L кр + Б кр + 2L тор + 2L туп = 37,3+6+2·1,5+2·0,5 = 47,3
Длина подкрановых путей L пп корректируется в сторону увеличения с учетом кратности длины полузвена (6,25 м). Минимально допустимая длина подкрановых путей составляет два звена – 25 м.
Таким образом, принятая длина подкрановых путей
L пп = 6,25 п зв ≥ 25 м,
где 6,25 – длина полузвена подкранового пути, м; п зв – количество полузвеньев.
Рис. 2.4. Подробная продольная привязка подкрановых путей башенных кранов.
2.7. Определение опасных зон крана.
Опасные зоны – зоны, в пределах которых постоянно действуют или потенциально могут действовать опасные производственные факторы (места, над которыми происходит перемещение грузов грузоподъёмными кранами).
Монтажная зона – пространство, где возможно падение груза при установке и закреплении элементов.
Монтажную зону определяют по наружным контурам здания исходя из его высоты.
В этой зоне располагают только монтажные механизмы.
Определение крайних стоянок крана (рис.2.1.) производят следующем порядке:
Из крайних углов внешнего габарита здания со стороны, противоположной башенному крану производят засечки раствором циркуля, соответствующим максимальному вылету стрелы крана L max (Ст 1 и Ст. 2);
Из середины внутреннего контура здания - раствором циркуля, соответствующим минимальному вылету стрелы крана L min (Ст. 3 и Ст. 4);
Из центра тяжести наиболее тяжелых элементов - раствором циркуля, соответствующим определенному вылету стрелы L 1 согласно грузовой характеристике крана (Ст. 5 и Ст. 6).
Крайние засечки определяют положение центра крана в крайнем положении.
2.3. Длина подкрановых путей.
По найденным крайним стоянкам крана определяют длину подкрановых путей (рис. 2.2.):
L ПП = l КР + Б + 2·l ТОРМ + 2·l ТУП ,
где L ПП - длина подкрановых путей, м; l КР - расстояние между крайними стоянками крана, определяемое по рис.2.1., м; Б - база крана, определяемая по справочникам (приложение А), м; l ТОРМ - величина тормозного пути крана, принимаемая 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. Минимально допустимая длина подкрановых путей составляет два звена (25 м).
3. Практическое занятие №3. Ограждение стройплощадки и обозначение опасных зон
Аудиторные занятия – 4 часа.
Цель занятия . Ознакомление с методикой расчета опасной зоны действия монтажных кранов, приобретение навыков проектирования стройгенпланов.
Определить размеры и разместить ограждение стройплощадки, при заданной компактности стройгенплана. Определить место установки башенного крана для возведения многоэтажного здания, рассчитать опасную зону. При необходимости установить ограничение зоны действия монтажного крана.
3.1. Исходные данные .
Таблица 3.1 - Задание для выполнения практического занятия №3
|
варианта |
Размеры здания, м |
Высота здания, м |
Максимальный габарит конструкции, м |
Компактность стройгенплана |
3.2. Размещение монтажного крана.
Имея исходные данные о габаритах возводимого объекта, выбирают количество кранов и организовывают рабочее место крана.
При выборе рабочего места (стоянки) крана необходимо проанализировать различные варианты его размещения и передвижения, а также его технические возможности в зависимости от характеристик поднимаемых конструкций и размеров возводимого здания.
Количество кранов зависит от директивных сроков строительства и конфигурации зданий.
Для возведения многоэтажных зданий, как правило, устанавливают башенные краны с одной стороны (противоположной выходам).
Поперечную привязку к зданию башенных кранов с нижним расположением противовеса определяют по габаритам поворотной платформы, увеличенным на расстояние 0.7 м. Привязка приставного крана, зависит от размеров его опоры, например, бетонного фундамента, к которому кран крепится с помощью анкерных болтов; принимать 2,5 – 3,5 м.
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