Соколов - Выбор кранов и технических средств для монтажа строительных конструкций

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Г. К. Соколов

ВЫБОР КРАНОВ и ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ МОНТАЖА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебное пособие

МОСКВА 2002

Соколов Г. К. Выбор кранов и технических средств для  монтажа строительных конструкций: Учеб. пособие /Моск. гос. строит, ун-т.

М.:МГСУ, 2002.-180 с.

В пособии содержатся основные технические характеристики  стреловых, пневмоколесных, гусеничных, башенных и других кранов,  применяемых в промышленном и гражданском строительстве. Широко представлены современные мобильные краны на шасси автомобильного типа японского, западногерманского, американского и финского  производства.

Приведены данные по технико-экономической оценке и методике выбора кранов, справочные материалы по определению арендной  стоимости кранов, подъемников, конструкций и характеристики монтажной оснастки, монтажных приспособлений и транспортных средств. Пособие предназначено для студентов всех строительных  специальностей, а также может быть использовано специалистами проектных и строительных организаций.

Ил. 133, табл.19, библ. список 15

© МГСУ, 2002

© Соколов Г.К.. 2002

ВВЕДЕНИЕ

На всех этапах единого комплексно-механизированного монтажного процесса: на заводах железобетонных и металлических конструкций, на  полигонах, на строительных площадках и в местах сборки возрастает объем погрузочно-разгрузочных, сборочно-укрупнительных и других строительно-монтажных работ, выполняемых с применением подьемно-транспортного оборудования.

В распоряжении строительных организаций .сейчас находится более 120 тыс. кранов различных видов и модификаций: около 120 моделей  башенных кранов; 40 - автомобильных; 30 - пневмоколесных; 60 -  гусеничных и т. д.

Масса и размеры сборных элементов постоянно увеличиваются,  поэтому в строительных организациях ежегодно происходит процесс обновления парка грузоподъемных механизмов в связи с пополнением его новыми  эффективными кранами, в том числе импортного производства. Обилие работающих в строительстве устаревших моделей и типов  затрудняет выбор кранов с учетом конкретных условий строительства:  объемно-конструктивных решений зданий, директивных сроков строительства, технологичности сборных конструкций и.других факторов.

В настоящем пособии приведены сведения о новых кранах  отечественного и зарубежного производства, а также кранах, выпускавшихся ранее, но все еще широко применяемых сейчас в промышленном и гражданском строительстве. Его цель - сконцентрировать в одном источнике  информацию о технических характеристиках современных строительных кранов, экономической целесообразности их применения в условиях производства, рациональности того или иного вида монтажного и такелажного  оборудования.

При написании учебного пособия использованы данные Мосоргстроя, ЦНИИОМТП и ВНИИстройдормаша, инструкции заводов - изготовителей кранов и проспекты инофирм, материалы журналов "Строительные и  дорожные машины" и "Механизация строительства", а также специальная  литература [1-15]. Материалы для технико-экономических расчетов эффективности эксплуатации кранов составлены в ценах 1984 года на основании приказа "Об утверждении расчетных цен за эксплуатацию, перебазировку и аренду строительных машин и оборудования" по Главмосстрою от 13.07.84 г. и справочного пособия "Машины для монтажных работ и вертикального транспорта".

Основную часть учебного пособия составляют выраженные в графической форме зависимое III между вылетим стрелы, высотой подъема крюка крана и его грузоподъемностью при данном вылете и длине стрелы. Величина длины стрелы Lc в метрах указана слева от графика. Вылет стрелы в метрах дается по горизонтальной оси абсцисс и обозначается L, высота подъема крюка Не (также в метрах) приведена на вертикальной оси ординат.

Грузоподъемности крапа Q, в тоннах при определенных вылете стрелы и ее длине приведены в виде точек на кривых, показывающих возможное  расположение крюка крана при тех или иных длинах стрел и углах их наклона.

Методика определения основных характеристик крана:

- предварительно по табл. 3.1 пособия определяется марка крана,  способного поднять требуемый груз при необходимом вылете стрелы. В  соответствии с оглавлением находим страницу, на которой в графической форме приведены искомые характеристики данного крана;

- на соответствующей кривой находится точка, проекции которой на вертикальную и горизонтальную оси означают соответственно величины подъема крюка и вылета стрелы;

- методом интерполяции определяется грузоподъемность крана в этой точке расположения крюка.

Смоделированная методика определения характеристик приведена на рис. 1.1.

Допустим, определенные графическим или аналитическим способом Q_к, Н_с, L и L_c равны соответственно 17 т, 20 м, 9 м, 20,2 м. Искомые параметры крана должны быть не меньше этих величин. При длине стрелы Ц- = 24,5 м и вылете L = 9 м (см. рис. 1.1) высота подъема Н = 22,5 м > 20 м. Грузоподъемность крана Q, на вылете 9 м определяется методом  интерполяции:

Q_k = 20 - (20-15)*6/(6+16) = 18,64 (т)> 17 (т).

1. ТИПЫ КРАНОВ И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

В настоящее время в строительстве основным видом грузоподъемных механизмов являются краны. Наиболее распространены стреловые:  автомобильные, пневмоколесные и гусеничные краны; башенные передвижные и приставные краны. Другие типы кранов применяются реже. Марка крана состоит из буквенной и числовой частей и обычно  отражает его отличительные особенности и грузоподъемность. Так, стреловые  краны имеют следующие буквенные обозначения: К - кран; КА - кран  автомобильный; МКГ, МКП, МКА - монтажный кран гусеничный, пневмоколесный или автомобильный; ДЭК ~ лизель-электрический кран; СКГ -  специальный кран гусеничный; СМК - специальный монтажный кран; МКТ - монтажный кран на базе трактора и т. д.

Цифры чаще всего обозначают грузоподъемность крана. Например, СКГ-63А - специальный кран гусеничный грузоподъемностью 63 т.  модернизация А; ДЭК-251 - дизель-электрический кран грузоподъемностью 25т, первая модификация; МКГ-40БС - монтажный кран гусеничный грузоподъемностью 40 т с башенно-стреловым оборудованием.

В последнее время стали выпускать краны с буквенной индексацией КС - кран стреловой. У этих кранов первый числовой индекс означает  закодированную грузоподъемность (1 - 4 т, 2 - 6,3 т, 3 - 10 т, 4 - 16 т. 5 - 25 т. 6 - 40 т, 7 - 63 т, 8 - 100 т, 9 - свыше 100 т). Вторая цифра обозначает индекс ходового устройства, третья - стрелового оборудования и т.д. 

Например, КС-7471 - кран стреловой максимальной грузоподъемностью 63 г, на шасси автомобильного типа.

Наиболее многочисленной группой башенных кранов являются краны серии КБ - кран башенный. Первая цифра мартси обозначает индекс  грузового момента (3 - до 100 кН-м, 4 - 100...2000 кНм, 5 - 2000...3000 кНм, 6 - 3000...5000 кН-м), последующие цифры обозначают вид башни и номер исполнения.

Например, КБк-503 - кран башенный с кареткой и поворотной башней, грузовой момент 2800 кНм. У ряда кранов типа КБ цифровая индексация изменена. Например, КБ-160.2 (КБ-401), КБк-250 (КБ-502) и т.д. Цифровой индекс группы кранов серии МС (мобильный  складывающийся кран) и БК (башенный кран) означает грузоподъемность или грузовой момент и длину стрелы. Например, МСК-8-20 - мобильный складывающийся кран грузоподъемностью 8 т с длиной стрелы 20 м; БК-1000 - башенный кран с грузовым моментом 1000 кНм.

Имеются и другие обозначения кранов.

В индексации импортных кранов также отражаются грузподъемность или грузовой момент, вид шасси и другие особенности крана. Например, КАТО КА-800 - кран фирмы КАТО на короткобазовом шасси повышенной проходимости грузоподъемностью 80 т, основная модель.

Для монтажа какого-либо сборного элемента обычно применяется кран соответствующей грузоподъемности. Однако при небольшом количестве  тяжелых элементов в здании (до 10 % от общего количества) допускается их монтаж с помощью двух кранов. Обязательным условием при этом должны быть одинаковые скорости передвижения, подъема и опускания крюков  спаренных кранов, каждый из которых имел бы в отдельности достаточную грузоподъемность для монтажа всех остальных элементов.

Стреловые самоходные краны обладают общим основным  достоинством - способностью быстро перебазироваться с одного объекта на другой и приступать к работе без специальной подготовки грунтового основания сразу по прибытии на новое место. Поэтому эти типы кранов чаще используются для обслуживания рассредоточенных объектов сравнительно небольшой высоты, хотя по своим техническим возможностям некоторые типы таких кранов способны поднимать грузы на высоту до 50...70 м.

Главный недостаток стреловых кранов - значительные ограничения на передвижение с грузом, в связи с чем основной формой их работы является выдвижение откидных упоров или гидравлических опор, что (особенно  первое) резко снижает маневренность кранов и увеличивает монтажный цикл. По типу стрелового оборудования стреловые самоходные краны могут быть с телескопическими стрелами, с жесткими стрелами (основными, с гуськом и сменными) и в башенно-стреловом исполнении. Перевод кранов из рабочего положения в транспортное и обратно обычно осуществляется собственными механизмами. Как указывалось, повышенная устойчивость кранов обеспечивается применением выносных опор (аутригеров), что  позволяет повысить грузоподъемность крана на 80 и более процентов.

К самоходным стреловым кранам относятся автомобильные, на шасси автомобильного типа, пневмоколесные и гусеничные краны. Автомобильные краны могут осуществлять подъем груза на высоту 20 м и более, но к выполнению монтажных операций обычно не привлекаются. Они чаще используются для погрузочно-разгрузочных и вспомогательных работ.

Краны на шасси автомобильного типа в последнее время, особенно за рубежом, получили очень широкое распространение. Они используются как при погрузочно-разгрузочных работах, так и при монтажных операциях.

Грузоподъемность таких кранов может достигать 1000 т, высота подъема 100 м и более. Краны имеют гидравлический привод, телескопические стрелы и  гидравлические выносные опоры, могут оборудоваться гуськами и балочными стрелами. Телескопирование секций стрелы может производиться с грузом на крюке, а высокие мобильные свойства и габаритные размеры позволяют кранам перемешаться по городским улицам в составе городских  транспортных потоков.

Автомобильные краны и краны на шасси автомобильного типа на  объекте после окончания рабочего дня обычно не паркуются, а уезжают в гараж. Пневмоколесные краны в качестве ходового устройства имеют  специальное шасси, изготовленное из автомобильных узлов, и сменные  решетчатые стрелы. Привод кранов механический или дизель-электрический. Своим ходом они обычно на объект не прибывают, а перевозятся трейлерами или буксируются тягачами по специальным маршрутам в связи с превышением нормативных габаритов. Сменные стрелы в последнем случае доставляются отдельно.

Грузоподъемность пневмоколесных кранов колеблется в пределах 12...100 т, высота подъема стрелы может достигать 80 м.

Гусеничные краны по сравнению с другими типами кранов имеют  самое малое давление на грунт, обладают высокой проходимостью и  маневренностью. Так, например, за счет торможения одной гусеницей они могут поворачиваться практически на одном месте. Они свободно перемещаются с грузом по строительной площадке в любом направлении и даже при  большой грузоподъемности работают без выносных опор.

Гусеничные краны являются основными при монтаже одноэтажных и малоэтажных промышленных и гражданских зданий.

Грузоподъемность гусеничных кранов может достигать 200 г, груз они могут поднимать на высоту 50 м и более. Для увеличения вылета стрелы у гусеничных кранов широко применяются дополнительные устройства - гуськи и клювы со вспомогательным крюком, а также специальные  оголовки - жесткие и вильчатые. Такие краны имеют два рабочих крюка, из  которых один (основной) рассчитан на максимальную нагрузку при небольшом вылете, а другой (дополнительный) имеет меньшую грузоподъемность при достаточно большом вылете стрелы.

Башенные краны подразделяются на два основных вида: с поворотной и неповоротной платформой. К первому виду относятся краны  грузоподъемностью до 10т, противовес у которых располагается внизу. Изменение вылета стрелы у таких кранов осуществляется за счет изменения наклона стрелы или перемещения по стреле грузовой каретки. В зависимости от этого краны делятся на две группы; с подъемной и балочной стрелой. К первой группе относятся краны типа МСК, КБ-100, КБ-160, КБ-405, КБ-602, ко второй - краны типа КБк, КБ-308, КБ-504, КБ-575, а также МСК-250 и МСК-400.

Этот тип кранов обладает рядом преимуществ. Так, низкое  расположение центра тяжести уменьшает величину опрокидывающего момента от  ветровой нагрузки. Это позволяет уменьшить массу крана и ширину его колеи. Краны, у которых противовес располагается вверху, оборудуются  неповоротной башней и горизонтальной балочной стрелой с контргрузом на  конце противовесной консоли. К такому типу кранов относятся все  модификации крана КБ-674 и большинство импортных кранов. Они применяются при монтаже зданий повышенной этажности. Объясняется это тем, что большая грузоподъемность и высота подъема груза возможны лишь при значительной грузоподъемности машины, что затрудняет создание кранов с опорно-поворотным устройством в нижней части.

Кроме передвижных башенных кранов для монтажа высотных зданий могут применяться приставные краны, прикрепляемые к зданию связями  через 30 м, начиная с 40-метровой высоты. Связи переставляются по высоте в процессе строительства здания. Внизу эти краны крепятся к железобетонным фундаментам.

Передвижные приставные краны являются промежуточной группой (КП-10, КБ-676). В начале строительства они передвигаются по подкрановым путям вдоль здания, а затем, при монтаже на высоте свыше 60...80 м, крепятся к зданию и работают в режиме стационарных приставных кранов, прикрепляясь внизу к подкрановым путям как к фундаментам.

Одной из модификаций башенных кранов являются рельсовые  стреловые краны МСТК-90, МБСТК-80/100 и КБ-404. Эти краны предназначены в основном для монтажа конструкций при выполнении работ "нулевого"  цикла, но могут быть использованы и при монтаже малоэтажных зданий. После их демонтажа на освободившиеся подкрановые пути могут быть  установлены башенные передвижные краны. Достоинством башенных кранов является хороший обзор крановщиком зоны монтажа, расположение стрелы на большой высоте, где она не  пересекает установленные ранее конструкции, простота и надежность в  эксплуатации. К недостаткам следует отнести необходимость устройства подкрановых

путей, монтаж и демонтаж при перебазировке кранов.

Козловые строительно-монтажные краны предназначены  преимущественно для монтажа оборудования промышленных предприятий и сборных транспортных сооружений, но иногда используются при монтаже зданий из объемных блоков. Грузоподъемность таких кранов колеблется в пределах 10...200 т, пролеты 18...56 м, высота подъема 10.,.42 м.

К достоинствам козловых кранов относятся простота конструкции, высокая устойчивость, хороший обзор места монтажа из кабины машиниста. На грузоподъемность крана не влияет место нахождения груза в его рабочей  зоне. Основным недостатком является необходимость использования рабочей зоны для складирования материалов и сборных элементов.