Монтаж мостового крана

 
 
1 - подъемник; 2 - монтируемый кран  
 
Монтаж крана устройствами, встроенными в колонны здания, может быть выполнен со смещением подкрановых балок к надколенникам (рис.2,а) или с подъемом подкрановых балок вместе с монтируемым краном (рис.2,б).

 
 
а - с колонн со смещением подкрановых  балок; б - с колонн с подъемом подкрановых  балок вместе с монтируемым краном; в - со стропильных ферм; 1 - положение подкрановой балки при подъеме крана; 2 - проектное положение подкрановой балки; 3 - подкрановая балка, поднимаемая краном  
 
Для обеспечения монтажа крана устройствами, встроенными в стропильные фермы (балки) (рис.2,в) при проектировании здания необходимо предусмотреть: несущую способность конструкций здания с учетом восприятия монтажных нагрузок, возникающих при работе крана, и с ограничением временных нагрузок; конструктивные устройства для закрепления такелажной оснастки; возможность перемещения крана для установки его в проектное положение в пространстве, ограниченном конструкциями здания: при монтаже встроенными в колонны устройствами с подъемом концевых балок вместе с монтируемым краном возможность прохода крана между колоннами (рис.3,а); при монтаже встроенными в колонны устройствами со смещением подкрановых балок - возможность прохода крана между колоннами (рис.3,а) и между подкрановыми балками в их смещенном положении (рис.3,б); при монтаже устройствами, встроенными в стропильные фермы (балки) здания, возможность разворота крана (рис.3,в).

 
 
а - прохождения крана между колоннами  здания; б - прохождения крана между  смещенными подкрановыми балками; а - разворота  крана  
 
Для схем с устройствами, встроенными в колонны здания, целесообразно также выполнение съемных участков подкрановых балок с сопрягаемыми конструкциями в быстроразъемном исполнении (рис.4).

 
 
1 - стационарная подкрановая балка; 2 - фиксирующая накладка; 3 - болтовой  стык; 4 - съемная секция подкрановой балки; 5 - упор съемной секции подкрановой балки; 6 - поворотная опора съемной секции подкрановой балки; 7 - полуцилиндрический упор; 8 - опорный столик; 9 - колонна; 10 - рукоятка управления поворотной опорой  
 
Схема полносборного монтажа кранов мачтой приведена на рис.5. Применяют обычные и телескопические мачты. Применение телескопической мачты позволяет упростить ее монтаж. При наличии в пролете действующих мостовых кранов монтаж телескопической мачты может быть выполнен этими кранами. Необходимым Условием для применения данного способа является возможность Разворота крана между колоннами.

 
 
Поэлементный монтаж крана применяют  тогда, когда отсутствует возможность  полносборного монтажа этого  крана. Краны могут быть смонтированы с помощью монтажных кранов различных  типов, такелажной оснастки, увязанной  за конструкции здания, или специальных  устройств.  
 
Способ монтажа с применением монтажных кранов наиболее аффективен в тех случаях, когда не требуется выполнять дополнительные работы (перебазировку крана, устройство проездов, усиление оснований и др.).  
 
Способ монтажа такелажной оснасткой, увязанной за конструкций здания, по затратам сопоставим со способом монтажа кранами, если в проекте здания учтены монтажные нагрузки и конструктивные элементы для увязки такелажа (трудоемкость и расход материалов выше, а стоимость эксплуатации механизмов ниже). Применение способа в зданиях, спроектированных без учета использования такелажной оснастки, связано со значительными затратами времени на разработку и согласование ППР и с повышенной трудоемкостью закрепления такелажной оснастки.  
 
Способ монтажа мачтой требует применения типовой такелажной оснастки. Мачты доступны для изготовления и перевозки силами и средствами монтажных организаций. Применение специальных конструкций мачт позволило снять определенные требования к конструкциям здания. Однако по сравнению с другими способами применение мачт связано с повышенными затратами труда.  
 
Монтаж мостовых кранов башенными, козловыми и стреловыми самоходными кранами может быть выполнен одним или двумя (тремя) кранами с использованием их в обычном режиме или в режиме повышенной грузоподъемности. Необходимым условием осуществления такого монтажа является соответствие грузовой характеристики кранов массе монтируемых блоков с учетом места их установки.  
 
Монтаж кранов может быть выполнен как при отсутствии (несмонтированной) кровли, так и при установленной кровле здания, через оставленные в ней отверстия.  
 
Схема монтажа крана стреловым самоходным краном приведена на рис.6. Необходимые условия осуществления этой схемы :  
 
наличие кранов с грузовысотными характеристиками, обеспечивающими подъем и установку в проектное положение элементов монтируемого крана;  
 
при выполнении работ в закрытом здании высота крана при рабочем вылете стрелы должна быть меньше высоты здания;  
 
подстреловое пространство крана в рабочем вылете должно обеспечивать подъем элементов монтируемого крана без упирания их в стрелу. При необходимости несущие конструкции монтируемого крана (перила, площадки и т.п.) могут быть демонтированы. Могут быть демонтированы также отдельные узлы механизмов с целью смещения центра тяжести груза;  
 
габариты проездов и несущая способность перекрытий подвалов должны обеспечивать проезд крана в монтажную зону и его работу. При необходимости перекрытия усиливают.

 
 
Монтировать краны поэлементно такелажной оснасткой, увязанной за конструкции здания, можно по следующим схемам: со стропильных ферм здания (рис.7, а), с колонн здания со строповкой главных балок при подъеме за концы (рис.7, б); с колонн здания со строповкой главных балок при подъеме за центр тяжести (рис.7, в) (позволяет выполнять подъем элементов крана при подаче их в любое место монтажной зоны без перегрузки и применения дополнительной оснастки . Однако применение этой схемы ограничено, так как при угле между полиспастами 120° тяговые усилия и нагрузки на конструкции здания сопоставимы с массой груза, а с увеличением угла резко возрастают) .

 
 
а - со стропильных ферм здания; б - с  колонн здания со строповкой главных балок за концы; в - с колонн здания со строповкой главных балок за центр  
 
Необходимым условием для применения этих схем является возможность восприятия конструкциями здания монтажной нагрузки при исключении нагрузок, возникающих от работы действующих кранов. Временные нагрузки на конструкции здания на период монтажа можно устранить (ограничить). При выборе места подъема крана предпочтение отдается зоне с температурным швом, что упрощает и облегчает конструкции устройств для передачи монтажной нагрузки. Для распределения монтажных нагрузок на элементы конструкций здания с учетом их несущей способности применяют сдвоенные полиспасты с соответствующим соотношением кратности запасовки ветвей (рис.8). Расстояние х, характеризующее положение груза, определяется соотношением

 
 
а - принципиальная схема; б - пример запасовки при n = 2; n = 6  
 
Схемы поэлементного монтажа кранов обычной мачтой и мачтой с траверсой приведены на рис.9.

 
 
 
а - обычной; б - с траверсой  
 
Необходимым условием для осуществления схемы с применением обычной мачты является возможность восприятия конструкциями здания горизонтальных нагрузок, создаваемых при оттяжке поднимаемых элементов от мачты. Применение мачты с траверсой позволяет устранить необходимость в оттяжке элементов крана при их подъеме, что создает существенные преимущества при малых расстояниях от кровли цеха до тележки крана. Ствол мачты не испытывает поперечного изгиба, что обеспечивает примерное равенство масс мачты с траверсой и обычной. Однако у мачты с траверсой положение центра тяжести выше, чем у обычной, что усложняет ее монтаж.  
 
Специальные способы и средства монтажа мостовых кранов применяют в случаях, когда типовые способы неприемлемы или неэффективны по условиям производства работ. Наиболее распространенными схемами являются: устройство выносных эстакад (рис.10,а), применяемых в случаях, когда в пролете не удается отыскать площадку для производства монтажных работ; применение стреловых самоходных кранов со специальным стреловым оборудованием с увеличенным подстреловым пространством (рис.10,б). Эта схема позволяет расширить область применения способа монтажа стреловыми самоходными кранами. Изготовление специального стрелового оборудования окупается при монтаже пяти и более кранов.

 
 
а - с устройством выносной эстакады; б - с применением стреловых самоходных кранов со специальным стреловым  оборудованием. 
 
При перестановке мостовых кранов в одном пролете указанные выше способы применимы преимущественно для полносборного монтажа (демонтажа). Однако при перестановке кранов в одном пролете имеется возможность передвижения одного крана под (над) другим без опускания на пол цеха. Этот способ может быть реализован путем подъема крана такелажной оснасткой, увязанной за конструкции здания, и перегона под ним другого крана или путем перекатывания крана через мост другого крана. Для осуществления схемы с подъемом крана необходимо, чтобы высота конструкций здания позволила поднять кран на такую высоту, чтобы под ним мог проехать другой кран, при этом несущая способность конструкций здания обеспечила бы возможность приложения монтажной нагрузки. В качестве элементов такелажной оснастки для подъема крана могут быть использованы колеса механизма передвижения крана.  
 
Для удерживания крана в горизонтальном положении необходим уравновешивающий полиспаст.  
 
Для осуществления перегона крана необходима соответствующая высота конструкций здания. При этом тележки крана (кранов) можно перегонять на мосты кранов в соседних пролетах или демонтировать.  
 
Мостовые краны отечественная промышленность поставляет с членением моста на основные поставочные блоки в двух вариантах: соединение в поставочном блоке главной и участков концевых балок; раздельная поставка главных и концевых балок.  
 
Подъем концевых балок может выполняться монтажными кранами или полиспастами за колонны здания. Учитывая, что потребные тяговые усилия полиспастов для подъема концевых балок В подъема основных элементов крана бывают соизмеримы, при способе монтажа с конструкций здания предпочтение отдается схемам С использованием колонн здания. Производится также подъем концевых балок путем их временного соединения с главной балкой. Для стыковки главных балок с ранее установленными концевыми возникает необходимость перемещения концевых балок по подкрановым путям . Способы удерживания при этом концевых балок приведены на рис.11.

 
 
а - кронштейном, укрепленным в колонке  здания, взаимодействующим с концевой балкой; б - кронштейном, укрепленном  на концевой балке, взаимодействующим  с упором на колонне здания . 
 
Ограниченная возможность раздвижки главных балок от проектного положения на концевых балках во многих случаях препятствует подъему тележки между балками, поэтому подъем тележки мачтой или стреловыми самоходными кранами необходимо выполнять в четыре этапа с промежуточной установкой ее на главную балку; установка концевых балок и одной главной балки; установка тележки на главную балку (временно); установка второй главной балки; установка тележки на подтележечном пути.  
 
Высокоэффективным способом монтажа мостовых кранов, особенно при их замене в действующих цехах промышленных предприятий, является монтаж с использованием телескопического подъемника (рис.12). Кран полностью собирается в соседнем пролете или в зоне установки на подкрановые пути. Подъемник устанавливается между балок моста, кран стропится к оголовку подъемника I и поднимается на уровень подкрановых путей в два приема: сначала на высоту опорной части подъемника, а затем - на подкрановые пути III.

 
 
1 - мост крана; 2 - грузоподъемная  тележка; 3 - телескопический подъемник; I-исходное положение крана; II - промежуточное  положение крана; III - установка крана  на подкрановые пути  
 
Принципиальная схема выработки решения по монтажу мостовых кранов и созданию условий для его реализации приведена на рис.13.

 
 
1 - планирование мероприятий по  эффективному монтажу мостовых  кранов в ТЗ объекта; 2 - выбор  способа монтажа кранов в ТП  объекта; 3 - проектирование объекта  и организация строительства  с учетом обеспечения условий  производства работ по выбранным  решениям; 4 - внесение в договор  на изготовление кранов дополнительных  технических требований к поставке, отвечающих технологии монтажа; 5 - организация строительства объекта,  обеспечивающая монтаж кранов, в  соответствии с выбранными решениями; 6 - оценка вероятных условий поставки и монтажа кранов в процессе строительства объекта, выбор решения по варианту монтажа кранов и ППР; 7 - определение фактического состояния условий монтажа и поставки кранов, наличия и доступности средств монтажа, выработка рабочего решения по монтажу  
 
Эффективность монтажа мостовых кранов определяется затратами на создание условий и выполнение работ по вводу крана в эксплуатацию, а также возможностью наиболее полного использования кранов для строительно-монтажных и ремонтных работ на объекте.  
 
Требования к монтажу мостовых кранов с учетом особенностей их использования на объекте должны быть отражены в техническом задании на проектирование объекта.  
 
Общие условия поставки на монтаж мостовых кранов определяются техническими условиями. Для конкретного заказчика исходя из условий производства работ требования к поставке конкретизируются в части: конструкции и мест расположения строповочных устройств; конструкции монтажных стыков и типа соединений (выполнение разъемных соединений мостовых кранов, которые предполагается переустанавливать с разборкой); уровня заводской готовности кранов (объема заводской контрольной сборки и подгонки; элементов кранов в пределах допустимых отклонений, блочности а поставки, выполнения в заводских условиях разводки трубопроводов систем смазки, электромонтажной готовности кранов); сроков поставки крана с учетом выбранного способа монтажа. Требования к поставке кранов для конкретного заказчика оформляются в виде дополнительных технических требований к договору на поставку кранов.  
 
Способ и средства монтажа мостовых кранов выбирают с учетом следующих факторов: уровня решения вопросов производства работ при проектировании объекта; фактических (ожидаемых) сроков поставки кранов и степени их заводской готовности; фактического (ожидаемого) состояния строительной готовности; конструктивных особенностей здания и крана; сроков производства работ; объема и концентрации работ по монтажу кранов; наличия и доступности монтажных средств.  
 
Для выбора способа и средств монтажа мостовых кранов необходима следующая исходная информация:  
 
характеристика монтируемого крана, содержащая монтажно-маркировочную схему, размеры, массу и положения центра тяжести поставочных и монтажных блоков;  
 
характеристика конструкции здания цеха, содержащая размеры поперечного сечения здания, шаг колонн и стропильных ферм, тип конструкций каркасов здания (железобетонный, металлический, смешанный), наличие и расстояние между колоннами температурного шва, наличие и размеры светоаэрационного фонаря, тип покрытия, наличие и расположение ремонтных тельферов и их грузоподъемность, расположение связей по верхнему и нижнему поясам стропильных ферм и между колоннами, чертежи колонн (КМД), чертежи стропильных ферм (КМ, КМД), проектные нагрузки на кровлю здания;  
 
характеристика условий монтажа, содержащая следующие сведения: состояние строительства цеха к моменту монтажа кранов; наличие путей подачи монтируемого крана и их расположение; наличие путей проезда и подвоза монтажных механизмов и объем работ по их доустройству; наличие действующих мостовых кранов и возможность их исполнения для предмонтажной подготовки и подачи монтируемого крана в зону монтажа; количество кранов на объекте и в пролете, сроки их поставки; расположение фундаментов, подвальных помещений и оборудования на нулевой отметке в предполагаемой зоны монтажа мостовых кранов;  
 
специальные требования в условиях действующего цеха, содержащие: возможные места расположения монтажной зоны, допустимые размеры монтажной зоны, ограничение сроков производства работ в монтажной зоне, потребный срок ввода крана в эксплуатацию; сведения о наличии и техническом состоянии грузоподъемных машин и такелажной оснастки.  
 
Для выбора способа монтажа мостового крана необходимо учитывать условия выполнения работ: монтаж кранов на строящемся объекте с ограничением времени; монтаж или замена крана в действующем цехе; перестановка крана из пролета в пролет; перестановка крана в одном пролете.  
 
При монтаже кранов на строящемся объекте без ограничения времени решается целевая задача минимизации затрат на выполнение работ. При монтаже кранов на строящемся объекте в условиях запаздывания решается целевая задача ввода крана в эксплуатацию в минимальные сроки при затратах, сравнимых с нормативной стоимостью монтажа крана. При монтаже или замене кранов в условиях действующего предприятия решается целевая задача обеспечения рациональных затрат при создании минимальных помех для работы предприятия. При перестановке крана из пролета (цеха) в пролет (цех) или временной концентрации кранов в одном пролете на период монтажа и ремонта технологического оборудования решается целевая задача производства работ с минимальными затратами средств и времени. При перестановке крана в одном пролете решается целевая задача максимального сокращения сроков остановки кранов.