Грузоподъемные машины. 
Металлические и железобетонные конструкции. 
Монтаж

Монтажные работы выполняются комплексно-механизированным способом, в котором грузоподъемные машины используются для выполнения практически всех работ, составляющий монтажный процесс. В зависимости от вида выполняемых работ машины подразделяются на монтажные, используемые для выполнения основных операций монтажа, подъема и установки конструкции в проектное положение, и вспомогательные машины и механизмы, используемые на подготовительных и вспомогательных работах, разгрузке, укрупнительной сборке, заделке стыков и т. д.

Разновидности монтажных машин

По конструкции грузоподъемные краны подразделяются на три группы: стрелового типа, мостового типа и краны с несущими канатами. По возможности перемещения краны подразделяются на стационарные, приставные, самоподъемные, переставные, передвижные, самоходные и прицепные.

Наиболее распространенными являются башенные передвижные краны и стреловые самоходные краны. Передвижные краны, в свою очередь, подразделяются по конструкции ходовых устройств на рельсовые, железнодорожные, плавучие, шагающие. Помимо общей классификации по основным признакам краны внутри каждого вида подразделяются на более мелкие подгруппы по степени поворота, конструкции грузозахватного органа и рабочего оборудования. По степени поворота краны бывают полноповоротными, неполноповоротными, неповоротными. Основными грузозахватным органом в кранах являются крюки основного и вспомогательного подъемов. В кранах специального назначения грузозахватными органами могут служить спецтраверсы, электромагниты и т. п.

Рабочим оборудованием стреловых кранов являются основные и дополнительные стрелы, управляемые и неуправляемые гуськи, башенно-стреловое оборудование.

Стационарные монтажные машины по зоне монтажа ограничены радиусом действия с одной стоянки крана, т. е. монтаж ведется в строго зафиксированном пространстве. При перемещении со стоянки на стоянку кран полностью или частично демонтируется. К стационарным машинам относятся: монтажные стрелы, шевры, мачтово-стреловые краны, ленточные и тросовые подъемники, приставные краны и др.

Передвижные машины подразделяются на ограниченно-мобильные и мобильные.

Ограниченно-мобильные машины позволяют вести работы в зоне, ширина которой определяется радиусом их действия, а длина — величиной пути для их перемещения, т. е. зона действия машины ограничена рельсовыми путями или другими условиями. Такие машины способны перемещаться со стоянки на стоянку в пределах зоны монтажа, практически не вызывая перерыва в работе. По необходимости для увеличения зоны их действия прерываются монтажные работы, демонтируется машина, перекладывается рельсовый путь, монтируется машина на новом месте и только после этого продолжаются монтажные работы. При перемещении машины с объекта на объект проводятся аналогичные действия.

К ограниченно-мобильным монтажным машинам относятся: самоходные башенные краны, портальные, козловые, железнодорожные, крышевые и кабельные краны, передвижные жестконогие стреловые краны и др.

Мобильные монтажные машины практически не имеют ограничения зоны работы (ограничения, если нет дорог, топь и т. п.). Их просто и легко перемещать с одной стоянки на другую, с одного объекта на другой. К ним относятся самоходные стреловые краны на гусеничном и пневмоколесном ходу, автомобильные, тракторные краны, вертолеты.

Специальные монтажные машины составляют специфическую группу, основным признаком которой является специальное технологическое назначение этих машин, т. е. машины для выполнения узкоспециальных работ. Это самоподъемные, ползучие и переставные краны (используются для монтажа высотных башен, градирен, труб), трубоукладчики, укладчики бордюрного камня, гидравлические подъемники.

Для подъема и установки конструкций в проектное положение применяются краны, мачты, шевры, подъемники, такелажное оборудование.

Монтажные краны кроме необходимых основных параметров (грузоподъемность, длина стрелы, вылет и высота подъема крюка) должны обладать достаточно малой скоростью опускания груза (0,2…3 м/мин), обеспечивающей плавную посадку конструкций на место и предотвращающей повреждение их от удара. Изменение скоростей может быть ступенчатым или плавным.

Монтажные краны должны отличаться относительной простотой перебазировки, быстротой приведения их в рабочее состояние и их демонтажа. В группу монтажных кранов входят башенные, самоходные стреловые, автомобильные, козловые и специальные краны.

Башенные краны используются для массового жилищного строительства (выпускаются краны грузоподъемностью до 10 т, с высотой подъема крюка до 66 м и вылетом — до 25 м); для промышленного строительства — (грузоподъемностью 20…75 т с максимальной высотой подъема крюка 116 м и вылетом 50 м). Башенный кран (рис. 6.1) состоит из вертикально расположенной башни 4, стрелы 2, устройства для подъема груза и изменения вылета стрелы, расположенного на опорно-поворотной платформе 5, ходового устройства 6 и противовеса 1. Машинист управляет механизмами крана из кабины 3, находящейся, как правило, в верхней части башни.

Рис. 6.1. Башенный кран:

1 — противовес; 2 — стрела; 3 — кабина; 4 — башня; 5— поворотная платформа; 6 — ходовое устройство По конструкции башни бывают поворотные и неповоротные. Краны с поворотной башней могут монтировать здания различной этажности при весе элементов 4…25 т (например, кран КБ-402 — 8…25 т;

П2.

КБ-502 — до 10 т). По возможности перемещения башенные краны подразделяются на передвижные, приставные, стационарные и самоподъемные (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Виды башенных кранов:

а — передвижные; б — приставные; в — стационарные; г — самоподъемные Вращение стрелы у кранов с неповоротной стрелой поворот стрелы обеспечивается поворотным устройством, расположенным в верхней части башни. Достоинством таких кранов является большая грузоподъемность (более 10 т), большой вылет и высота подъема, а также возможность переоборудования их в приставные краны.

По расположению противовеса башенные краны бывают с верхним и нижним противовесом. В кранах с поворотной башней груз находится внизу, а с неповоротной башней и в приставных кранах — вверху.

Передвижные башенные краны перемещаются по специальным рельсовым путям и могут работать не только на прямолинейных участках, но и криволинейных. Краны оснащаются такими автоматическими устройствами, как ограничители грузоподъемности (автоматически отключается электропитание крана при превышении грузоподъемности на 15%), поворота (когда ограничивается радиус поворота), концевыми выключателями передвижения (кран автоматически останавливается при достижении им скоб-ограничителей), индикаторы ветровой нагрузки, а также дистанционным управлением (машинист-монтажник крана находится около монтируемого элемента).

С помощью башенных кранов монтажные элементы поднимают и подают к месту установки путем поворота стрелы или башни, изменением вылета крюка или путем маневра при перемещении по путям. В процессе монтажных работ отдельные операции могут совмещаться.

Приставные и стационарные башенные краны используются для строительства высотных зданий. Выпускаются грузоподъемностью пз до 10 т, с вылетом крюка до 40 м и высотой его подъема до 150 м. Кран устанавливается почти вплотную к зданию и крепится к элементам здания с помощью специальных связей, присоединенных к башне (рис. 6.2, в).

Стационарные краны устанавливаются на бетонный фундамент и крепятся к нему с помощью анкерных болтов. Стационарные краны имеют вылет крюка порядка 50 м и грузоподъемность 4… 12,5 т.

При монтаже сооружений и зданий ограниченных размеров в плане (многоэтажные здания, трубчатые мачты и т. п.) применяются приставные (грузоподъемностью 10… 130 т) и самоподъемные башенные краны (грузоподъемностью 3,5…10 т, длиной стрелы 20…38 м и высотой подъема крюка до 110 м). При этом необходимо, чтобы площадь монтажа, приходящаяся на один кран, была вполне достаточной для полной загрузки крана без его перемещения. Самоподъемные краны (рис. 6.2, г, 6.3) крепятся к возводимому сооружению, и вверх кран перемещается по мере возведения здания за счет подращивания башни с помощью собственных механизмов.

Самоходные стреловые краны используются для монтажных работ при строительстве практически всех зданий: гражданских, промышленных, энергетических и других, а также для выполнения погрузо-разгрузочных работ. Важными эксплуатационными качествами являются большая маневренность и независимость передвижения как в пределах строительной площадки, так и между объектами; возможность использования на различных видах работ; минимальные затраты по монтажу и демонтажу самой машины и подготовке площадки для ее эксплуатации.

Для увеличения вылета и высоты подъема стандартные стрелы кранов оснащаются дополнительными вставками и гуськами. В башенностреловых кранах основную стрелу используют в качестве башни, а крюк длиной до 40 м — в качестве горизонтальный стрелы.

В зависимости от типа ходового устройства краны подразделяются на автомобильные, пневмоколесные, на специальных шасси автомобильного типа и короткобазовом шасси с механическим, электрическим и гидравлическим приводами.

Автомобильные краны на базе автомобильных шасси выпускаются грузоподъемности 4… 16 т. Они состоят из нижней рамы, смонтированной на шасси автомобиля, поворотной платформы и стрелового оборудования и снабжены выносными опорами (аутригерами). При работе крана с выносными опорами сначала устанавливается кран в исходное положение, а затем устанавливаются выносные опоры на деревянные подкладки, за счет чего площадь опирания выносных опор на грунт становится больше. При работе без опор грузоподъемность автомобильных кранов уменьшается на 60…80% (рис. 6.4).

Пневмоколесные краны имеют ходовое устройство в виде специального шасси, ширина которого больше, чем у автомобильных кранов. За счет этого пневмоколесные краны более устойчивы, чем автомобильные краны. Появляется возможность повысить грузоподъемность при работе без выносных опор.

Рис. 6.3. Самоподъемный кран (монтаж трубчатой мачты):

1 — возводимая трубчатая мачта; 2 — места крепления крана; 3 — полиспаст крана; 4 — кран Пневмоколесные краны (рис. 6.5) имеют грузоподъемность до 100 т. Для увеличения вылета стрелы они могут быть оснащены гуськом (управляемым и неуправляемым). Скорость их передвижения 8…25 км/ч, поэтому на большие расстояния краны транспортируются тягачами, трейлерами и по железной дороге.

Гусеничные краны выпускаются в башенно-стреловом исполнении. Они имеют высокую проходимость (относительно небольшое давление на грунт) и устойчивость, что при значительных размерах опорной базы позволяет движение крана с грузом на крюке. В пределах строительной площадки кран перемещается своим ходом, а с объекта на объект транспортируется на трейлерах или железнодорожном транспорте.

Рис. 6.4. Автомобильный кран:

• 1 — шасси; 2 — стрела; 3 — выносные опоры (аутригеры);
• 4— поворотная часть; 5 — кабина управления

Для увеличения вылета стрелы гусеничные краны оборудуются гуськами, имеющими свой полиспаст. Грузоподъемность крана в этом случае уменьшается за счет увеличения вылета стрелы. При использовании гуська появляется возможность, не изменяя вылета стрелы, монтировать более тяжелые элементы (фермы, балки) на меньшем вылете (на крюке стрелы), а легкие элементы (плиты, фонари) — большем вылете (на крюке гуська).

Козловые краны используются при погрузо-разгрузочных работах на складах, а также для монтажа большой протяженности и прямоугольных в плане объектов и выпускаются грузоподъемностью до 50 т, пролетом 15…45 м и более. Они имеют постоянную грузоподъемность в пределах всей длины ригеля.

Рис. 6.5. Пневмоколесный кран:

а — оснащение основной стрелой (/), неуправляемым гуськом (II) и башенностреловым оборудованием (III); б — кран со стрелой в транспортном положении Козловой кран (рис. 6.6) состоит из двух опор (ног), одна из которых жестко соединена с ригелем 4. Сверху ригеля устанавливается грузовая тележка 3. Опоры крана закрепляются на ходовых тележках 6. Кабина управления обычно находится на жесткой опоре крана.

У козловых кранов достаточно просто за счет изменения пролета ригеля, удлинения или укорачивания опор изменяются грузовые характеристики.

Рис. 6.6. Козловой кран:

1 — жесткая опора (опорная нога); 2 — лестница; 3 — грузовая тележка; 4 — ригель; 5 — шарнирная опора; 6 — ходовые тележки Вертолеты совершенно обособленная группа монтажных машин используются в сложных условиях строительной площадки, труднодоступных районах, при реконструкции сооружений в условиях действующих предприятий.

Монтажные вертолеты оборудуются внешней подвеской, представляющей собой канатную систему со стропами для закрепления груза и специальными ловителями.

Подъемники — грузоподъемные машины, предназначенные для подъема и спуска строительных материалов и людей с помощью грузонесущих органов, перемещающихся по вертикальным направляющим. Подъемники классифицируются:

• • по назначению — на грузовые и пассажирские;
• • способу установки — на свободно стоящие и приставные;
• • конструкции направляющих — на мачтовые и шахтные;
• • виду приводного органа — на канатные и реечные;
• • степени подвижности — на стационарные и передвижные.

При монтаже используются чаще всего мачтовые подъемники (рис. 6.7). Они состоят из мачты 3, опорной рамы 2, грузовой платформы 5, лебедки с электродвигателем и пусковой аппаратуры. По мачте 3 на четырех катках перемещается грузовая каретка устройства для подачи грузов в оконные проемы. При высоте подъема до 9 м используются свободно стоящие мачтовые подъемники, а при большей высоте подъема мачта подъемника крепится к стене здания (рис. 6.7).

На строительстве зданий выше 14 этажей применяются грузопассажирские подъемники грузоподъемностью до 1 200 кг. Основные параметры подъемника: грузоподъемность, высота подъема, скорость подъема, расстояние перемещения груза по горизонтали.

Монтажные мачты (рис. 6.8 используют для подъема в проектное положение технологического оборудования, блоков структурного покрытия и др.

Монтажная мачта представляет собой трубчатую или решетчатую стойку — ствол 4, к оголовку которого крепится полиспаст 7 и установленную в вертикальном или наклонном положении, удерживаемую системой расчалок 6. Количество расчалок должно быть не менее трех.

Рис. 6.7. Мачтовые подъемники:

а — грузовой; б — грузопассажирский; 1 — колесо; 2 — опорная рама;

• 3 — мачта; 4 — блок грузового каната; 5 — грузовая платформа; 6 — здание;
• 7 — крепление мачты к зданию; 8 — площадка; 9 — кабина; 10 — ограждение

Монтажные мачты оснащаются одним или несколькими полиспастами 7, подвешенными к оголовку 5. Верхние и нижние секции имеют отводные блоки 3 для направления тягового каната 2. Монтажные мачты опираются на бетонные фундаменты или стальные опоры. Мачты небольшой грузоподъемности опираются на грунт непосредственно через приваренный к нижней части стальной лист 1. Мачты для подъема тяжелых грузов устанавливаются на опорные шарниры, что позволяет при необходимости наклонять мачту. В вертикальное положение мачты устанавливаются с помощью грузоподъемных кранов.

Шевры бывают передвижные и стационарные. Шевром можно поднимать грузы массой до 250 т на высоту до 35 м, применяются они в тех местах, где невозможно использовать мачты, требующие большего места для закрепления боковых канатов (вант).

Рис. 6.8. Монтажные мачты:

а — трубчатая; б — решетчатая; 1 — опорный стальной лист; 2 — канат на лебедку; 3 — отводной блок; 4 — ствол; 5 — оголовок; 6 — расчалка;

7 — полиспаст; 8 — пята; 9 — груз; 10 — оттяжка для груза Шевр представляет собой сваренную из труб А-образную раму, удерживаемую в нужном положении одной или двумя канатными тягами или полиспастом (рис. 6.9).

Опорные части шевра крепятся через шарнир к фундаменту или смонтированным конструкциям. Полиспаст 2 устанавливается на оголовке шевра, и сбегающая нить 5 полиспаста, так же как у мачты, через отводной блок 4 идет на лебедку. Для удержания шевра и изменения угла наклона к оголовку крепится канат 1 или тяговый полиспаст;

канат тяги или сбегающая нитка тягового полиспаста идет через отводной блок на лебедку.

Рис. 6.9. Шевр:

1 — канат; 2 — полиспаст; 3 — шевр; 4 — отводной блок; 5 — сбегающая нить.