Строительные краны, их классификация

Основные сведения о технологических возможностях монтажных машин. К монтажным машинам и подъемно-монтажным устройствам, используемым для монтажа строительных и технологических конструкций, относятся самоходные стреловые и башенные краны и различного рода подъемно-монтажные устройства типа домкратов, вантовых кранов, монтажных стрел, шевров и т. д. В отдельных случаях для этих же целей применяют вертолеты в специальном исполнении.

Самоходные стреловые краны выпускают с дизельным, электрическим и дизель-электрическим приводами. Они могут иметь ходовое устройство в виде гусениц, специального шасси на пневмоколесном ходу, специального шасси автомобильного типа, шасси на базе серийных автомобилей.

Чтобы увеличить вылет и высоту подъема крюка стреловых кранов, стандартную стрелу оснащают дополнительными вставками и гуськами или маневровыми горизонтальными стрелами (рис. ХI.3). Получают также распространение башенно-стреловые краны, в которых основную стрелу используют в качестве башни, а клюв длиной 10...40 м — как горизонтально расположенную стрелу. Эти краны более эффективны на монтаже высоких и объемных сооружений.

Гусеничные краны (рис. XI.4) имеют повышенную проходимость и высокую маневренность. Низкое удельное давление (0,6...2,4 МПа) и развитый опорный контур позволяют перемещать кран с грузом на крюке по уплотненным грунтовым покрытиям. Гусеничные краны при расстояниях до 10 км и по грунтовым дорогам транспортируются собственным ходом, при больших расстояниях — на трайлерах или железнодорожных рельсовых платформах. Краны грузоподъемностью до 25 т перевозят со снятой стрелой без разборки.

Пневмоколесные краны имеют ходовое устройство в виде специального шасси. В зависимости от грузоподъемности крана шасси имеет от двух до пяти осей, в том числе две ведущие. Пневмоколесные краны выпускают в различных модификациях с диапазоном грузоподъемности 13... 100 т (на наименьшем вылете крюка).

Пневмоколесные краны (рис. ХI.5) в отличие от гусеничных более мобильны и могут перемещаться без груза со скоростью до 20 км/ч.

При подъеме грузов массой более 10 т кран должен работать на выносных опорах, что несколько снижает его маневренность.

Пневмоколесные краны могут передвигаться своим ходом или буксироваться автомобилем (при массе до 35 т) с установленной в транспортное положение стрелой.

Краны на специальном шасси автомобильного типа (рис. ХI.6) используют в основном как монтажные машины. Они имеют многоосное шасси с ведущими и управляемыми осями и могут передвигаться своим ходом со скоростью до 60 км/ч, а также перевозиться в собранном виде или с частичной разборкой (снятие кабины и т. д.) на трайлере или железнодорожных платформах.

Автомобильные краны выпускают на базе серийных автомобильных шасси, они имеют дополнительную раму с выносными опорами, грузоподъемностью 5...10 т. При работе без выносных опор их грузоподъемность уменьшается до 80%.

Автомобильные краны применяют для монтажа легких конструкций в условиях рассредоточенного строительства, на укрупни-тельной сборке конструкций и для погрузочно-разгрузочных работ.

Башенные краны выпускают в виде передвижных, приставных или самоподъемных кранов.

Башенные передвижные краны представляют собой рельсовый свободностоящий поворотный кран с закрепленной в верхней части башни стрелой. Они имеют многомоторный электрический привод с питанием через кабель и токоприемник.

Основными технологическими преимуществами башенных кранов на рельсовом ходу являются их устойчивость в работе и большой вылет крюка, позволяющий монтировать здания при односторонней установке.

У большинства башенных кранов механизмы и противовес расположены на поворотной платформе, что повышает их устойчивость. Краны перевозят в собранном виде на буксире, монтируют и демонтируют их методом самомонтажа и самодемонтажа всего за несколько часов. Башенные краны имеют самоподъемную стрелу, которая поднимает и перемещает груз по горизонтали, или горизонтальную стрелу с грузовой кареткой.

Для массового строительства отечественная промышленность выпускает башенные краны грузоподъемностью 3...10 т на основе универсального параметрического ряда (рис. ХI.7 и ХI.8) и модификации основных моделей кранов.

Приставные башенные краны могут быть в передвижном и стационарном исполнении. Их применяют для монтажа каркасных высотных, компактных в плане гражданских зданий.

В передвижном исполнении эти краны работают как свободно-стоящие до определенной высоты (30...50 м). При большей высоте приставные краны крепят к возводимому зданию с помощью специальных связей по одной на девять секций крана.

На рис. XI.9 показан стационарный приставной кран КБ-573, устанавливаемый на бетонном фундаменте. Его грузоподъемность 10 т на вылете крюка 20 м, 4 т на вылете крюка 40 м при высоте подъема 150 м. Кран имеет 27 секций. Наращивают кран с помощью монтажной стойки, которая приподнимает на высоту секции верхнее плечо башни, а в образовавшийся промежуток специальной лебедкой поднимают и заводят очередную секцию башни.

Самоподъемные башенные краны применяют для монтажа высотных каркасных зданий. Кран с помощью обоймы и специальных выдвижных упорных креплений перемещается, опираясь на каркас возводимого здания, по вертикали с одного монтажного горизонта на другой.

В зарубежном строительстве широко эксплуатируют краны с телескопической башней, устанавливаемой на монтируемом здании.

Для монтажа промышленных и энергетических объектов с тяжелыми сборными конструкциями применяют тяжелые башенные краны на рельсовом ходу грузоподъемностью 10...75 т, имеющие высоту подъема до 100 м и вылет крюка до 50 м.

При работе башенных кранов на рельсовом ходу необходимо тщательно следить за их устойчивостью, не допускать перегрузок.

Козловые краны в основном обслуживают укрупнительную сборку конструкций складских площадок, линий конвейерной сборки блоков покрытий промышленных зданий. Необходимость вписывания возводимого сооружения в габариты крана ограничивает область их применения монтажом четырех-пятиэтажных зданий из объемных элементов и некоторых других сооружений.

В строительстве используют также жесткие стреловые краны (жестконогие краны), установленные на конструкциях возводимого здания, вантовые краны грузоподъемностью 5...200 т, мачты, шевры, порталы и различного рода монтажные стрелы.

Для подъема цельнособранных оболочек, блоков структурных покрытий, карт перекрытий зданий, возводимых методом подъема перекрытий, применяют различные конструкции гидравлических и электромеханических подъемников.

Вертолеты, выполняют монтажные и демонтажые работы в основном при строительстве высотных сооружений, недоступных для наземных монтажных кранов, а также транспортно-монтажные работы в условиях бездорожья.

При работе вертолетов на монтаже следует учитывать, что ограниченное время зависания вертолета над объектом (1...3 мин) затрудняет точную установку конструкций, а внешняя подвеска грузов делает его недостаточно устойчивым. Кроме того, создаваемые вертолетами ветровые потоки осложняют монтаж.

Применение вертолетов на монтажных или транспортно-монтажных работах в каждом отдельном случае следует обосновывать технико-экономическими расчетами.

Козловые краны

Козловый кран представляет собой крановое сооружение с горизонтальным пролетным строением (фермой, мостом), установленным на двух высоких опорах, по которому перемещаются таль, грузовая тележка, поворотный кран или иное грузоподъемное устройство. В зависимости от назначения, грузоподъемности и пролета козловые краны имеют различное конструктивное исполнение.

Пролетное строение козловых кранов выполняется в виде четырехферменной или двухбалочной конструкции. Последняя может состоять из двух балок двутаврового или коробчатого сечения. Опорные нота козловых кранов обычно делаются жесткими, но в некоторых моделях одна из ног присоединяется к пролетному строению шарнирно (гибкая нога).

Козловые краны разделяются на краны общего и специального назначения.

Краны общего назначения (рис. 36) предназначаются преимущественно для погрузочно-разгрузочных и отчасти монтажных работ на открытых складах и на площадках укрупненной сборки. Грузовые тележки кранов могут быть одно- или двух-рельсовыми; двуярельсовые тележки перемещаются обычно по верхнему поясу пролетного строения и могут иметь канатную тягу.

Рис. 36. Козловый кран общего назначения:
1 — мост; 2 — жесткая опора; 3 — шарнирная опора; 4 — грузовая тележка; 5 — траверса; 6 — грузовой крюк; 7 — ходовые тележки; 8 — лебедки для подъема груза; 9 — лебедка для передвижения тележки; 10 — кабина управления

Козловые краны общего назначения обычно изготовляются по одинаковой конструктивной схеме, отличаясь в основном лишь пролетом и грузоподъемностью. В зависимости от этих параметров различают краны легкие грузоподъемностью 5—10 г, среднего типа грузоподъемностью до 20 г с пролетом до 40 м и тяжелого типа грузоподъемностью 30—50 т и пролетом 20— 40 м. Длина консолей для кранов консольного типа принимается в пределах 0,25—0,35 пролета. Скорость подъема груза составляет 8—32 м/мин. Скорость передвижения грузовых тележек— до 40 м/мин и скорость передвижения крана до 100 м/мин. Высота подъема груза — в пределах 4—25 м в зависимости от габаритов грузов.

К достоинствам козловых кранов общего назначения относятся простота конструкции и изготовления, возможность перекрытия одного или нескольких железнодорожных путей, складских или производственных площадок.шириной до 40 м, а также невысокая стоимость самого крана и подкрановых путей.
Козловые краны специального назначения (рис. 37) отличаются от кранов общего назначения своей конструкцией и основными параметрами. Их грузоподъемность достигает, 200—400 т, пролет —до 76 м, высота подъема грузового крюка — более.60 м.

В гидростроительстве козловые объемлющие краны большой грузоподъемности найдут применение при сооружении низко- и средненапорных ГЭС из сборного железобетона с массой сборных элементов до 150 г и более. Имея постоянную грузоподъемность в пределах всего поперечного ‘профиля сооружения, козловые объемлющие краны наиболее просто решают всю технологию монтажа таких сооружений.

Еще более эффективными при пролетах 80—100 м и грузоподъемности порядка 150 г могут оказаться кабельно-мостовые

Рис. 37. Козловый кран специального назначения:
1 — мост; 2 — грузовая тележка; 3 — нога; 4 — ходовые тележки

объемлющие конструкции кранов, в которых к концам жесткого пролетного строения прикреплены канаты для передвижения грузовых тележек.

Кабельные краны

Кабельные краны в гидростроительстве используют при безэстакадном способе работ в труднодоступных участках, а также при возведении низко- и средненапорных гидросооружений в разнообразных топографических условиях и различных вариантах компоновки сооружений в плане.

Рис. 38. Схемы кабельных кранов:
а — устройство крана; б — неподвижный кран; в — параллельно-подвижный кран; г — радиально-подвижный кран

Пролет современных кабельных кранов-бетоноукладчиков достигает 1200 м, что позволяет размещать их опорные башни вне пределов строящегося сооружения и вести монтаж крана до начала земляных, бетонных и монтажных работ, обеспечивая широкие возможности их совмещения.

Кабельный кран (рис. 38, а) состоит из двух стационарных или передвижных опор, между которыми подвешен несущий стальной канат; по канату перемещается тележка с блоками подъемного механизма и крюковым или грейферным захватом. Тележка перемещается при помощи связанного с ней тягового каната, образующего замкнутую петлю. Для подъема груза используется подъемный канат, один конец которого обычно закрепляется на одной из отгор крана, а второй — в барабане лебедки, установленной на противолежащей опоре. В пролете подъемный канат опирается на поддержки.

Основными параметрами кабельных кранов являются грузоподъемность, пролет, скорости подъема груза и передвижения тележки, высота опор (мачт или башен).

Грузоподъемность кабельных кранов-бетоноукладчиков колеблется в пределах 15—25 т; для монтажа тяжелых элементов в зарубежной практике применялись краны грузоподъемностью до 150 т.

Длина пролета кабельных кранов в современной практике гидростроительства обычно колеблется в пределах 500—1000 м.

Скорости подъема груза и передвижения тележек (в м/мин) колеблются в пределах:
подъема груза – 50—100
опускания груза – 120—135
передвижения тележки – 200—400
передвижения опор крана – 15—30

По степени подвижности опор кабельные краны подразделяются на неподвижные и подвижные. У неподвижных кранов опоры закреплены на фундаменте (рис. 38, б); кран обслуживает узкую полосу под несущим канатом.

У подвижных кабельных кранов опоры расположены на тележках, передвигающихся по рельсовым путям. Подвижные кабельные краны могут быть:
а) параллельные (рис. 38, в)—с движением обеих опор по параллельным рельсовым путям; краны обслуживают в плане прямоугольные площади;
б) радиальные (рис. 38, г)— с одной неподвижной опорой и другой подвижной, передвигающейся по рельсу по дуге окружности.

Неподвижная опора может быть использована для нескольких радиальных кабельных кранов, при этом их подвижные опоры могут передвигаться по одному или нескольким концентрически уложенным рельсовым путям (многониточные краны).

По способу натяжения несущего каната различают краны с жестким креплением каната к опорам при помощи концевых муфт и краны с натяжением несущего каната весом качающейся опоры.