Башенные краны

Содержание
Введение
Возведение зданий и сооружений связано с постоянным перемещением и подъемом на высоту грузов различной массы и установкой элементов конструкций в проектное положение с необходимой и достаточной высокой точностью, а также безопасностью производства работ. Это достигается при помощи монтажных машин и механизмов, которые могут свободно перемещаться в зоне производства строительных работ. Такими механизмами являются краны, имеющие большую скорость передвижения без груза (транспортную скорость), небольшие трудоемкость и продолжительность монтажа и демонтажа на монтажной площадке, достаточно высокие скорости рабочих операций (подъема груза, передвижения крана и поворота) и в то же время безопасные и удобные для производства работ. [2,с.4]
Проектирование объектов временного строительного хозяйства необходимо начинать с размещения монтажных и грузоподъемных механизмов. Их расположением определяются все остальные решения строительного генерального плана, в том числе проектирование внутрипостроечных дорог, которые должны обеспечивать бесперебойную работу складов и механизированных установок в течение всего периода строительства. Выбор их типа и конструкции осуществляется в зависимости от типа транспортных средств и грузонапряженности.
Основным средством доставки грузов на строительную площадку являются автотранспортные средства, получившие наиболее широкое применение при строительстве зданий и сооружений.
Целью написания данного реферата является изучение теоретических аспектов башенных кранов.
Из выше указанной цели можно выделить следующие задачи: классификация и индексация башенных кранов и технологический процесс выполнения строительно-монтажных работ с применением башенного крана.
Классификация и индексация башенных крановКлассификация башенных крановРазнообразие современных строительных башенных кранов, а также технические характеристики этих кранов поражают наше воображение. [4, с.10]
Причем совершенствование и развитие этого вида грузоподъемных кранов, связанное с конкурентной борьбой на строительном рынке, непрерывно продолжается. Каждый из ведущих зарубежных производителей (Liebherr, Potain, Terex-Comedil и др.) предлагает целые серии различных типов башенных кранов – «от мала до велика», демонстрируя при этом высокое качество своей продукции.
Основные параметры базовых башенных кранов регламентированы ГОСТ 13556-91. В соответствии со стандартом башенные строительные краны подразделяют на передвижные на рельсовом ходу и приставные, или самоподъемные, и имеют различные конструктивные решения: с поворотной башней; с неподвижной башней и поворотным оголовком, на котором установлена стрела; с подъемной стрелой; со стрелой, имеющей грузовую тележку. [1, с.4]
Универсальная классификация башенных кранов ещё не создана.
Возможно, поэтому сложно или невозможно сравнивать технические параметры башенных кранов по индексации последних. Ведь почти каждый производитель кранов обозначает производимые им модели своим оригинальным способом.
В настоящее время строительные башенные краны классифицируются в основном по конструктивным признакам, по грузовому моменту, по монтажу и перевозке, по способу наращивания (подращивания) башни, по виду привода и т.д.
По конструктивным признакам башенные краны подразделяются:
на стационарные, которые в свою очередь могут быть свободностоящими рис.2 и приставными рис.3;
Рис. 2 - Свободностоящий башенный кран WK 5520 SL-6 (с неповоротной башней и балочной стрелой)
Рис. 3 - Приставной наращиваемый башенный кран фирмы Liebherrпередвижные, которые по конструкции ходового устройства могут быть на рельсовом ходу (краны типа КБ-… – различных размерных групп, а также краны Liebherr, Wolff и др.); на гусеничном (типа МКГ, ДЭК и т.п.) или пневмоколесном ходу (АБКС-6 и др.);
переставные (вертикально-подвижные) самоподъемные, устанавливаемые, например, внутри шахты лифта возводимого здания;
с поворотной или неповоротной башней, а также с наращиваемой или подращиваемой башней (классификация по типу башни);
с подъемной стрелой, с балочной стрелой или с шарнирно-сочлененной стрелой рис. 4. (классификация по типу стрелы);
Рис. 4 - Приставной наращиваемый башенный кран с шарнирно-
сочлененной стрелой фирмы Kaiser
с молотковой стрелой (без традиционного оголовка башни). Такие краны называют еще с плоским верхом – от англ. flat top. Эти краны производят, например, испанская фирма Linden-Comansa (кран 10 LC 140) рис.5, немецкая Liebherr (кран ЕС 8), а также французская фирма POTAIN.
Рис. 5 - Стационарный башенный кран с плоским верхом фирмы
Linden-Comansa
Башенные краны с плоским верхом при прочих равных условиях имеют меньший размер по высоте по сравнению с кранами, оснащенными оголовком башни. Поэтому им следует отдавать предпочтение в случае установки двух и более кранов на одном объекте рис.6. [4, с.14]
Рис. 6 - Установка двух башенных кранов на одном объекте
Внутри приведенных выше классификационных групп башенные краны могут различаться по способу крепления, по типу шасси и т.д.
Например, башни стационарных кранов устанавливаются на анкерном фундаменте или на опорной раме, а краны на пневмоколесном ходу могут устанавливаться на автомобиль или на специальное самоходное шасси и т.п.
Классификация башенных кранов по грузовому моменту.
Грузовой момент является основным параметром, характеризующим технические возможности башенных кранов. Он указывается в том или ином виде в обозначениях большинства моделей этих кранов. Например, в индексации кранов КБ в соответствии с ГОСТ 13556-91 грузовой момент связан с размерной группой базовой модели крана. В табл. 2 приведены все шесть предусмотренных этим стандартом размерных групп, а также соответствующие им значения грузовых моментов базовых моделей башенных кранов. [4, с.14]
Таблица 2 – Размерные группы башенных кранов
Размерная группа I II III IV V VI
Грузовой момент, тс*м100 160 250 400 630 1000
Конечно, величины грузовых моментов нельзя рассматривать, как некое «прокрустово ложе». Это скорее усредненные значения определенных интервалов, рекомендуемые параметры которых даны в приложении 2 ГОСТ 13556-91.
Следует также отметить, что в обозначениях моделей кранов, разработанных в соответствии с этим ГОСТ, размерная группа указывается арабскими цифрами.
По монтажу и перевозке башенные краны подразделяются на:
малогабаритные быстромонтируемые краны, перевозимые в сложенном виде на одной машине без демонтажа каких-либо элементов, рис.7. Такие краны выпускаются с грузовым моментом до 40 тс·м. В рабочее положение они развертываются посредством собственного монтажного гидрооборудования, а время монтажа составляет от 30 до 90 мин. К этой категории можно отнести башенный кран IGO 36 рис.8;
Рис. 7 - Перевозка быстромонтируемого башенного крана фирмы
Comedil
Рис. 8 - Малогабаритный быстромонтируемый башенный кран IGO 36
производства фирмы POTAIN
краны, перевозимые в сложенном виде на одной машине или трейлере и монтируемые с помощью собственных крановых механизмов с ограниченным участием монтажного крана. К этой категории относятся краны типа КБ-100, КБ-308; [4, с.15]
краны с подращиваемой башней, перевозимые отдельными сборочными единицами на нескольких машинах и монтируемые с помощью монтажного крана и собственных крановых механизмов. К этой категории относятся краны типа КБ-401, КБ-403, КБ-504 и т.п.;
краны с наращиваемой (посредством лебедки, установленной на монтажной стойке) башней. К этой категории относятся краны типа КБ-673, КБ-676 и т.п. Краны перевозятся отдельными сборочными единицами на нескольких машинах. Монтаж таких кранов производится также с ограниченным участием монтажного крана;
быстромонтируемые краны для высотного строительства, перевозимые в разобранном виде на нескольких машинах. Монтаж таких кранов производится посредством монтажного крана, а наращивание башни ведется с помощью собственного гидрооборудования, установленного на монтажной обойме. К этой категории относятся краны типа КБ-371, КБ-471, QTZ 80, Liebherr 140 EC-H6 (см. рис. 3), Linden-Comansa 10 LC 140 (см. рис.5) и др.
Современные башенные краны для высотного строительства имеют модульную конструкцию башни и в большинстве своем допускают наращивание башни в процессе строительства здания. При этом наращивание башни может значительно отличаться по технологии монтажа, но в абсолютном большинстве случаев осуществляется с помощью собственных (крановых) монтажных гидравлических механизмов. [4, с.16]
В заключение следует подчеркнуть исключительно большой потенциал строительного рынка, его потребность в самых разнообразных моделях башенных кранов. Здесь для отечественных производителей – «непочатый край работы». Изучение передового зарубежного опыта будет способствовать интеграции отечественного оборудования в современных рыночных условиях. Есть огромное многообразие строительных башенных кранов (от 60 до 80 моделей), которые производят и в большом количестве известные краностроительные фирмы, например, Liebherr или POTAIN.
Индексация башенных крановВсе краны обозначают индексами, состоящими из буквенной и цифровой части. Буквенная часть состоит из двух букв и обозначает «кран башенный» (КБ), третью букву добавляют в случае освоения кранов на основе модульной системы (М) или кранов, предназначенных для специальных целей: гидротехнического строительства (Г) или ремонта (Р). [5, с.4]
Основная цифровая часть состоит из трех цифр: первая указывает размерную группу, вторая и третья – номера очередной регистрации. При этом номера от 01 до 69 присваивают кранам с поворотной башней, от 71 до 99 – кранам с неповоротной башней.
Для кранов модульной системы, имеющих большое количество исполнений по различным признакам, для обозначения этого числа могут быть дополнительно выделены еще две цифры, отделенные точкой от номера основного исполнения. Вслед за номером исполнения дается буквенное обозначение очередной модернизации (А, Б,..), а также климатического исполнения: для умеренного климата – У (в индексе не указывается), тропического – Т, холодного – ХЛ.
Рис. 1. Индексация башенных кранов
Технологический процесс выполнения строительно-монтажных работ с применением башенного кранаБашенным краном называют грузоподъемную машину, которую применяют для строительства высотных и протяженных конструкций, имеющую электрические двигатели, полиспаст, и множество подсистем безопасности и управления. [3, с.5]
При проведении масштабных строительных работ применение башенного крана обеспечивает высокое качество, удобство и скорость их выполнения. Благодаря своим габаритным размерам, конструктивным особенностям башенный кран обладает лучшей производительностью по сравнению с наиболее распространёнными самоходными кранами, но уступает им в грузоподъемности, зависящей от грузовысотной характеристики крана.
Работа башенного крана ограничена возможностями его перемещения и максимальной грузоподъемностью, при различном вылете стрелы (рис. 1). Область работы крана делится на зоны, в которых он способен поднять груз. В зависимости от типа крана и его класса производительность работ может увеличиваться или снижаться. Для рационального использования крана необходимо правильно выбирать площадку, на которую он будет установлен.
Рис. 1. Схемы работы башенного крана на строительной площадке:
1 – ограждение строительной площадки; 2 – граница опасной зоны вблизи
строящегося здания; 3 – граница зоны, опасной для нахождения людей;
4 – зона опасности стоянки; 5 – граница зоны обслуживания краном;
6 – кран
Особенностью башенного крана является возможность наращивания башни по мере роста здания. При установке крана в центре площадки его возможности позволят выполнять широкий спектр работ по возведению здания и обустройству прилегающей территории. Рациональность выбора башенного крана заключается в правильном учете необходимых конструктивных особенностей, а так же выборе места установки крана в зависимости от планировки участков работы.
В номинальном режиме функционирования кран перемещает груз по площадке в пределах своей рабочей зоны. Порядок работ крана можно представить в виде следующего алгоритма: 1 – подача крюка к месту строповки; 2 – строповка; 3 – перемещение груза, погрузка, разгрузка; 4 – отцепление крюков. На каждом из этих этапов действуют определенные правила и нормы, согласно которым обеспечивается безопасная работа.
Технологическая схема производства работ с участием башенного крана представлена на рис. 2. [3, с.7]
Рис. 2. Технологическая схема производства работ: 1 – линия края стрелы; 2 – граница опасной зоны; 3 – край грузоподъемной линии; 4 – зона работы крана; 5 – радиус поворота
Грузоподъемность крана изменяется в зависимости от вылета стрелы – это вносит существенные изменения в рабочий процесс.
Для полноценной и безопасной работ оператор должен знать массу поднимаемого груза, вылет стрелы и учитывать парусность. Для правильного определения и обобщения этих параметров используется ОГП – автоматическое устройство обеспечивающее безопасность, которое не позволит поднять опасный груз. Основные положения грузовой каретки на стреле, которые влияют на грузоподъемность, представлены на рис. 3.
Существует значительное количество конструктивных исполнений башенных кранов, в той или иной степени влияющих на качество его работы на строительной площадке.
По конструкции платформы различают передвижные, стационарные, самоподъемные, приставные (пристегные) башенные краны.
По конструкции стрелы различают краны со стрелами балочного типа (жестко закрепленная стрела, лежащая, как правило, в горизонтальной плоскости) и подъемными стрелами (вылет крана изменяется за счет подъема-опускания стрелы). [3, с.8]
Рис. 3. Зависимость грузоподъемности крана от положения грузовой каретки
Башенные краны собираются с применением других вспомогательных подъемных средств, но так же возможно самонаращивание башни, если это конструктивно предусмотрено в конкретной модели.
Основным рабочим оборудованием башенных кранов является механизм подъема, в структуру которого входит грузовая лебедка, а также системы направляющих блоков и канатов – стрелового, подъемного, тягового, и разгрузочного. [3, с.8]
Рабочий цикл крана включает следующие последовательно выполняемые основные операции:
перемещение грузозахватного механизма к месту строповки;
строповку груза;
перемещение груза по строительной площадке;
строповку, снятие груза;
перемещение для повтора операции.
Конструктивные детали башенных кранов должны изготавливаться из высококачественных материалов, выдерживающих плохие погодные условия и большие нагрузки. При регулировании уровня потребления краном внешней питающей энергии башенные краны являются очень экономичными машинами. Примером такого типа оборудования может послужить башенный кран SAEZ TLS 65-8.
Исходя из всех преимуществ башенного крана, можно сделать вывод, что данный вид техники нуждается в постоянной модернизации и регулярном внедрении новых технологий при его проектировании, производстве и эксплуатации.
ЗаключениеПри написании данного реферата мы выяснили, что возведение зданий и сооружений связано с постоянным перемещением и подъемом на высоту грузов различной массы и установкой элементов конструкций в проектное положение с необходимой и достаточной высокой точностью, а также безопасностью производства работ.
В настоящее время строительные башенные краны классифицируются в основном по конструктивным признакам, по грузовому моменту, по монтажу и перевозке, по способу наращивания (подращивания) башни, по виду привода и т.д.
В заключение следует подчеркнуть исключительно большой потенциал строительного рынка, его потребность в самых разнообразных моделях башенных кранов. Здесь для отечественных производителей – «непочатый край работы». Изучение передового зарубежного опыта будет способствовать интеграции отечественного оборудования в современных рыночных условиях. Существует огромное многообразие строительных башенных кранов (от 60 до 80 моделей), которые производят и в большом количестве известные краностроительные фирмы, например, Liebherr или POTAIN.
Все краны обозначают индексами, состоящими из буквенной и цифровой части. Основная цифровая часть состоит из трех цифр: первая указывает размерную группу, вторая и третья – номера очередной регистрации. При этом номера от 01 до 69 присваивают кранам с поворотной башней, от 71 до 99 – кранам с неповоротной башней.
Исходя из всех преимуществ башенного крана, можно сделать вывод, что данный вид техники нуждается в постоянной модернизации и регулярном внедрении новых технологий при его проектировании, производстве и эксплуатации.
Список литературыГорячева И. А. Технические характеристики и выбор грузоподъемных кранов: учебно-методическое пособие по выполнению курсового и дипломного проектов для студентов строительных специальностей / И.А. Горячева, Н.Я. Казаченко. – Минск: БНТУ, 2010. – 197 с.
Голушкова О. В., Курносенко Л. В. Организация строительства: Методические указания к практическим занятиям, курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство» / Проектирование временного строительного хозяйства при разработке стройгенпланов / О. В. Голушкова, Л. В. Курносенко, А. М. Кургузиков. ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет». – 2014. – 40 с.
Гончаров Е. И. Технологический процесс выполнения строительно-монтажных работ с применение башенных кранов / Инновационное развитие подъемно-транспортной техники // Материалы Всероссийской науч.-практ. конференции. г. Брянск. – 3–4 октября 2019. – СС. 5-9. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_41556295_52781808.pdf
Иванов В. Н. Состояние парка современных башенных кранов в Украине, Харьков. – 2008. - № 2. – СС. 6-17. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_21406769_64402596.PDF
Мартынов М. М., Ибрагимов Р. А. Башенные краны: Методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов специальностей 270102, 080502, 270115, 270112 / Сост.: М.М. Мартынов, Р.А. Ибрагимов. Казань: КГАСУ, 2011. – 12 с.