Башенные краны используют для монтажа гражданских и промышленных зданий и сооружений. Сравнительно высокие затраты на транспортирование, монтаж и демонтаж башенных кранов, необходимость устройства подкрановых путей определяют область использования этих кранов - монтаж больших объемов конструкций, а также зданий большой высоты и протяженности.

Схемы башенных кранов:

а - «Потейн» МД 265; б - «Потейн» МР 300; в - КБ-405; г - КБк-160.

 

Одним из ведущих производителей башенных кранов является французская фирма «Потейн», выпускающая более 70 моделей кранов. В основном выпускаются краны трех модификаций. Небольшие, легкие, сверхмобильные, уникальной конструкции краны модели «Лго» пользуются большим спросом. Кран этой серии Лго-18 имеет максимальную грузоподъемность 1800 кг, нагрузку на гусек 700 кг при - высоте подъема до 22 м. Высота под крюком составляет 19 м, радиус поворота задней части - 1,6 м. Мощные монтажные краны МД 2200 имеют грузоподъемность в 22 т при высоте подъема такой массы на 80 м. Фирма Потейн производит полный спектр самоподъемных кранов.

Пользуются заслуженным успехом краны итальянской компании «Гру Комедил». Компания производит полный спектр башенных кранов с длиной стрелы от 35 до 70 м. Продукцию компании можно разделить на четыре серии башенных кранов, при этом, все они имеют общие элементы конструкций и технических решений. Первая серия кранов предназначена для объектов, расположенных в сложившейся части города. Все краны имеют небольшие размеры, легкость в транспортировке и быстрый монтаж. Размер стрелы, в зависимости от конкретной модели, от 20 до 50 м, грузоподъемность достигает 6 т.

Для объектов средних размеров предназначены краны МСА этой фирмы. Как и все краны «Гру Комедил» за счет применения штифтового соединения элементов они легко монтируются и демонтируются. Краны МСА мощные и надежные машины с грузоподъемностью 6 т при стрелах длиной 35...55 м.

Серия кранов СТ предназначена для крупных строительных объек­тов. Краны имеют повышенные производительность и скорость монта­жа при максимальной грузоподъемности 20 т и стрелах длиной 42.. .70 м. Последнее семейство СТЛ фирмы «Гру Комедил» предназначено для больших строительных объектов, расположенных в сложившейся части города, когда нужна большая грузоподъемность при относительно небольшой длине стрелы. Максимальная грузоподъемность кранов се­рии СТЛ достигает 20 т при размерах стрелы 30...55 м.

Большим парком современных башенных кранов зарубежных фирм обладает компания «Рентакран», занимающаяся сдачей в аренду грузоподъемного строительного оборудования.

 

Башенные краны с поворотной платформой широко применяют в жилищном, гражданском и промышленном строительстве. Их отличают сравнительно малые сроки монтажа и демонтажа, техническое обслуживание облегчено благодаря размещению основных механизмов в нижней части крана. Имеется много модификаций кранов данного вида, максимальные характеристики: грузоподъемность 6,2...25 т на вылете соответственно 40... 16 м.

Башенные краны с неповоротной башней имеют грузоподъемность 10...50 т при вылете стрелы 4...65 м, высота подъема до 85 м. Увеличенная грузоподъемность и  высота  подъема  груза  приводят к большой общей массе крана, что затрудняет создание механизмов с опорно-поворотным устройством в нижней части машины. Достоинство передвижных кранов с неповоротной башней в возможности их переоборудования и использования в качестве приставного крана.

Краны этого типа отличают друг от друга количеством секций башни и стрелы, наличием дистанционного радиопрограммного управления. В неповоротной башне размещен пассажирский подъемник на два человека. Башню наращивают сверху сменными секциями посредством собственных механизмов крана. Наращивание осуществляют с помощью монтажной стойки и монтажной лебедки, размещенных сбоку башни.

Башенные приставные краны предназначены для возведения многоэтажных гражданских и промышленных зданий большой высоты (150 м и более). Приставные краны в ряде случаев являются универсальными - самоподъемными и передвижными. При небольшой высоте возводимого здания их устанавливают на подкрановые пути и они становятся передвижными, при большой высоте - стационарными приставными. Благодаря сменным секциям башни изменяют высоту подъема крюка, что позволяет кабину управления краном располагать относительно невысоко над монтажным уровнем здания.

Высота башни может изменяться в пределах от 8 до 150 м посредством сменных секций, количество которых доходит до 27. Крепление крана к строящемуся зданию осуществляют с помощью специальной рамки, присоединенной к башне и связей. При 9 секциях башни устраивают одна связь со зданием, при 27 секциях - три. Опорой крана служит бетонный фундамент, кран крепится к нему с помощью анкер­ных болтов.

Широкое распространение получили краны КБ-473 (рис. 8.23), предназначенные для строительства высотных кирпичных и монолитных зданий. Максимальная грузоподъемность крана 8 т, вылет стрелы может находиться в пределах 35...50 м, максимальная высота подъема крюка достигает 162,4 м. Монтаж крана осуществляется методом наращивания с помощью монтажной обоймы с гидроприводом, что обеспечивает большую безопасность и значительно снижает трудоемкость работ. Кран может выпускаться как в стационарном исполнении, так и универсальном, т. е. передвижной и приставной.

Кран КБ-504А предназначен для ведения высотного жилищного и административного строительства. Грузоподъемность крана 10 т, максимальный вылет стрелы - 40 м. Высота подъема груза при мак­симальном вылете стрелы равняется 75 м, при горизонтальной стреле - 60 м

Самоподъемные башенные краны обычно устанавливают в лиф­товых шахтах возводимых многоэтажных и высотных зданий, пере­мещают при необходимости с помощью полиспастов на высоту 2...3 этажей и закрепляют на перекрытии, поэтому высота подъема таких кранов не регламентируется. Грузоподъемность кранов до Ют, вылет стрелы до 30 м.

 

Специальные краны и механизмы

Козловые краны преимущественно используют на погрузочноразгрузочных работах при обслуживании складов и заводов-полигонов строительной индустрии и на площадках укрупнительной сборки кон­струкций. Они нашли применение в промьшшенном, энергетическом и транспортном строительстве при возведении зданий и сооружений, монтаже технологического оборудования.

Конструктивно кран представляет собой пролетное строение в виде ригеля, установленного на опорах-козлах, перемещающихся по наземному крановому пути. По ригелю передвигается электроталь или грузовая тележка. Пролет козлового крана равен расстоянию между осями рельсов.

Максимальные характеристики козловых кранов: грузоподъемность до 80 т при одном крюке и 2 х 50, т. е. 100 т при двух крюках, высота подъема 42 м, пролет до 50 м.

К достоинствам козловых кранов относят простоту конструкции, высокую устойчивость, независимость грузоподъемности и высоты подъема от места нахождения груза в рабочей зоне крана, хороший обзор из кабины машиниста. Недостатки - ограниченная область их применения для строительства объектов простой конфигурации в плане (линейно-протяженных), сложность их применения на местности с большим уклоном, необходимость использования рабочей зоны под консолями или внутри пролета для складирования монтируемых элементов.

Специальные краны. При строительстве промышленных зданий и сооружений строители сталкиваются с многообразием весовых характеристик поднимаемых элементов конструкций и технологического оборудования.

Для подъема единичных элементов, которые превышают грузоподъ­емность наличных кранов, используют сложные и трудоемкие методы временного увеличения грузоподъемности кранов или применяют спе­циальные грузоподъемные механизмы: монтажные мачты, порталы, шевры, гидроподъемники, установщики укрупненных блоков и др.

Мачты, шевры и порталы применяют в последнее время все реже. Иногда их используют для подъема конструкций большой массы, а также в особых условиях монтажа.

 

Выбор монтажного крана

Эффективность монтажа конструкций в значительной мере зависит от применяемых монтажных кранов. Выбор крана для монтажа сборных конструкций зависит от геометрических размеров зданий, расположения и массы монтируемых конструкций, характеристики монтажной площадки, объема и продолжительности монтажных работ, технических и эксплуатационных характеристик монтажных кранов.

Целесообразность монтажа конструкций здания тем или иным краном устанавливают согласно технологической схеме монтажа с учетом обеспечения подъема максимально возможного количества монтируе мых конструкций с одной стоянки при минимальном количестве перестановок крана.

Монтируемые конструкции характеризуются монтажной массой, монтажной высотой и требуемым вылетом стрелы.

Монтажная масса - это масса монтируемой конструкции и поднимаемых с ней приспособлений. Для определения требуемой грузоподъемности крана из всех конструкций зданий выбирают конструкцию с максимальной массой и после выбора такелажного приспособления, элементов обстройки, усиления и т.п. находят монтажную массу конструкции.

Монтажная высота складывается из высоты (отметки) установки конструкции, запаса высоты над уровнем земли или опорной поверх­ностью монтируемого элемента (высоты подъема конструкции над опорой), высоты (длины или толщины) монтируемой конструкции, высоты строповки или грузозахватных устройств.

Вылет стрелы крана зависит (для рельсовых кранов) от ширины здания и расстояния от крана до возводимого здания.

 

Башенные краны. Выбор монтажного крана производят путем нахождения трех основных характеристик: - требуемых грузоподъемности (монтажная масса), высоты подъема крюка (монтажная высота) и вылета стрелы

Выбор крана осуществляется по трем показателям:

Грузоподъемность, Q_г, т.

Требуемой высоте подъема крюка, H_кр.тр., м.

Требуемого вылета крюка, L_кр.тр., м.

1. Грузоподъемность крана должна быть равна или больше монтажной массы монтируемой конструкции m_k и массы грузозахватного приспособления m_г.р., т.е.

Q_г ≥ m_к + m_гп. + m_g ,               ,где

m_k - масса монтируемого элемента, т;

m_гп. - масса монтажных приспособлений, т. (0,1 т);

m_g - масса дополнительных устройств (0,1 т).

2. Высота подъема крюка:

H_кр.тр. = h₀ + h_з. + h_гр. + h_с., , где

h₀ – высота опоры, на которую устанавливается конструкция, м;

h_з – монтажный запас, м;

h_{гр .} – высота конструкции, м;

h_{с .} – расчетная высота строповки конструкции, м.

3. Вылет крюка

L = ,где

где а - ширина подкранового пути, м;

b – расстояние от ближайшей к зданию головки подкрановых путей до здания, м;

с — ширина здания, м;

1 м - минимальный запас для приемки элемента без подтягивания с учетом безопасного монтажа.

 

Стреловые краны. Стреловые краны, часто используемые для монтажа одноэтажных промышленных зданий, подбирают для монтажа наиболее тяжелых элементов каркаса (колонна, подкрановая балка, подстропильная или стропильная ферма) которые могут монтироваться при минимальном вылете стрелы, и проверяют на возможность укладки относительно легких элементов (плиты перекрытий и покрытий), которые необходимо поднимать над фермами и укладывать на них, т. е. на значительно большем вылете стрелы.

Требуемые максимальную грузоподъемность и высоту подъема крюка определяют аналогично башенным кранам. Для каждого монтируемого элемента необходимо четко определять монтажный горизонт, расчетные размеры элемента; фактическую высоту монтажных приспособлений. Так, для колонны необходимо учитывать всю ее высоту и только часть строповки над уровнем верха колонны, для фермы -верх уже установленной колонны, для плиты покрытия - уровень конька установленной фермы.

Необходимо учитывать, что монтаж колонн, балок и ферм выполняется на минимальном вылете крана, поэтому для выбора оптимального крана для этих конструкций необходимо знать необходимую грузоподъемность и высоту подъема крюка, вылет стрелы определять не нужно.

Методика определения вылета стрелы для монтажа плит покрытия имеет различия для стрелового самоходного крана или же для крана с гуськом или в башенно-стреловом исполнении.

Вылет крюка

L_кр.тр = ,   (Рис.1)                     ,где

где d ≈1,5 м– расстояние от края элемента до оси стрелы;

h_П =2-5 м– высота полиспаста;

h_Ш,  м– высота шарнира стрелы, м;

с, м – расстояние от вертикальной оси поворота крана до шарнира стрелы, м.

При монтаже ряда параллельно укладываемых плит перекрытия (покрытия) с одной стоянки крана необходимо поворачивать стрелу в горизонтальной плоскости, при этом изменяется вылет крюка, длина и угол наклона стрелы при заданной высоте подъёма крюка. Определяем угол поворота в горизонтальной плоскости:

,где

D, м - горизонтальная проекция отрезка от оси пролёта здания до центра тяжести устанавливаемого элемента.

 

Выбор технических характеристик самоходного крана с гуськом

Определение необходимой длины стрелы крана с гуськом аналогично стреловому крану, только угол наклона стрелы значительно возрастает, и обычно принимается в пределах 2...5⁰ (если в технических характеристиках крана отсутствует рабочее значение).

В общем виде выбор крана состоит из отбора соответствующих требованиям объекта нескольких кранов, проверки их соответствия по технологическим параметрам и окончательной оценки по результатам технико-экономического расчета.

Эффективность выбора крана по техническим параметрам оцениваем по величине коэффициента использования грузоподъёмности крана:

, где

Q_ср - средняя масса элемента в группе элементов, подлежащих монтажу т.;

Q_max - наибольшая грузоподъёмность крана с вылетом крюка L м: