При монтаже объемных элементов предпочтительны какие краны

Выбор башенного крана для монтажа строительных конструкций

Выбор башенного крана в зависимости от условий эксплуатации

В первую очередь, выбирая башенный кран, следует учитывать условия строительства.

Высотное строительство

Во время высотного строительства используют специально созданные башенные краны: свободно стоящие либо на анкерном основании, которые оснащены механизмом самонаращивания башни, а также могут крепиться башней к возводимому сооружению. Разумеется, в данном случае можно использовать только модели башенных кранов, имеющие верхний поворот, то есть неповоротную башню.

Источник фото: xcmg.com.ru Во время высотного строительства используют специально созданные башенные краны

Максимальная высота свободно стоящего крана либо крана на рельсовом ходу, грузоподъемность которого составляет от 8 до 10 тонн, равна 70 метрам. Поэтому, если высота здания превышает 70 метров, необходимо отдавать предпочтение крану с анкерным основанием и крепящемуся к сооружению.

Кроме того, чем выше высота свободно стоящего башенного крана, тем больше расходы на утяжеление и усиление конструкции. В связи с этим пристяжные краны, крепящиеся к зданию в процессе его строительства, применяются в настоящее время все чаще: вес данной техники существенно ниже, а область действия расширяется не за счет передвижения крана, а посредством увеличения длины стрелы.

Малоэтажное строительство

При малоэтажном строительстве применяют либо обозначенные выше виды кранов, либо любые другие — здесь выбор башенного крана зависит от условий и параметров строительного объекта. В настоящее время популярны гидравлические самораскладывающиеся краны, при обслуживании которых не требуются высотные лицензии, а управление может осуществляться одним человеком.

Монолитное или панельное строительство

Сегодня все чаще и чаще применяют монолитное домостроение. И велика вероятность, что панельное строительство будет вытеснено монолитным с рынка. В настоящее время большинство строительных компаний во время строительства монолитных зданий применяют стационарные бетононасосы совместно с гидравлическими самоподъемными раздаточными стрелами, за счет чего с башенного крана снимается задача по доставке бетона.

Источник фото: sd-tehno.ru Важной характеристикой крана является скорость подъема груза на высоту

Появляется возможность остановить свой выбор на более дешевом кране, средняя грузоподъемность которого равняется 4-6 тоннам. В данной ситуации наиболее тяжелой поднимаемой деталью будет щит опалубки, максимальная масса которого составляет около 300 кг. Поэтому следует приобретать кран, имеющий заведомо большую грузоподъемность на максимальном вылете крюка (приблизительно 1 000 кг).

Разумеется, энергопотребление и цена на оборудование меньших типоразмеров могут быть в несколько раз меньше. Появляется возможность сэкономить денежные средства на приобретение бетононасоса, качественной опалубки, инструментов — то, за счет чего повышается эффективность строительства.

В случае, когда во время монолитного строительства используется метод заливки бетона «колокольчиком», при выборе башенного крана необходимо обратить внимание на такую характеристику, как скорость, с которой он поднимет бадью с раствором на необходимую высоту. Ведь при низкой скорости подъема раствор в бадье может затвердеть. Заливка бетона «колокольчиком» отрицательно влияет на качество возводящейся монолитной конструкции, снижает экономичность строительства, так как тяжелый башенный кран дорого стоит. Характерно высокое энергопотребление, повышаются сроки строительства. Конструкция башенного крана быстрее изнашивается, что вызвано регулярным перемещением максимально тяжелых материалов.

Источник фото: alfacranes.ru Износ башенного крана увеличивается из-за регулярного перемещения максимально тяжелых материалов

Применение бетононасоса позволяет компенсировать недостатки «колокольчика» и увеличивает экономичность монолитного возведения.

Второстепенные погрузочные работы

Панельное домостроение используется, как правило, лишь на территории стран бывшего СССР. При этом панельное строительство имеет привязку к домостроительным комбинатам и является весьма неэффективным на большом расстоянии от них. Выбор крана для панельного строительства зависит от максимального веса панельных конструкций, поэтому требуются тяжелые башенные краны грузоподъемностью от 8 до 10 тонн, которые характеризуются высокой стоимостью и большим энергопотреблением.

Тем не менее, чаще всего при выборе башенного крана определяющими обстоятельствами являются редкие второстепенные погрузочные работы, такие как разгрузка пачек арматуры, вес которых составляет 8-10 тонн. Либо установка готовых тяжелых бетонных блоков, которые составляют меньше 1% от общего количества конструкций, хотя их можно произвести на месте, используя современную опалубку. Поэтому в данной ситуации предпочтение по ошибке отдается тяжелым башенным кранам, за счет чего возникают излишние затраты на строительство.

Выбор башенного крана на основе базовых характеристик

Разумеется, потребитель, выбирая кран, в первую очередь обращает свое внимание на его базовые технические характеристики, такие как грузоподъемность, высота подъема стрелы, дальность вылета стрелы, а также на параметры, которые вытекают из базовых: грузоподъемность при максимальном вылете стрелы, скорость подъема материала, скорость и диапазон передвижения грузовой тележки, скорость поворота крана, высота крепления крана к возводящемуся зданию и энергопотребление. Немаловажное значение имеет простота монтажа и обслуживания техники.

Источник фото: tehnoverh.ru Плоская стрела подходит башенным кранам, имеющим малую и среднюю грузоподъемность (до 5 т)

При выборе башенного крана учитывается и специфика его конструкции. Так, плоская стрела либо стрела, выполненная без оттяжек-вантов, по всем характеристикам уступает конструкции, снабженной оголовком. Плоская стрела больше всего подходит башенным кранам, имеющим малую и среднюю грузоподъемность — до 5 тонн. Для кранов, обладающих большей грузоподъемностью, стрела становится слишком тяжелой и крупногабаритной — 3-4 метра по высоте в основании — и нуждается в повышенном внимании оператора во время подъема грузов, так как изгиб данной стрелы в вертикальной плоскости может составлять до 3-4 метров.

Обращает внимание потребитель также на наличие либо отсутствие в комплектации кабины. Башенные краны, оснащенные маховой стрелой, где отсутствует грузовая каретка, как правило, очень дорогие, снабжены более короткой стрелой и используются нечасто. Выбирая между моделями кранов, оснащенными оголовком башни, и безоголовочными, необходимо учитывать, что за счет оголовка усложняется монтаж крана, но возможность поднимать стрелу, которая присутствует не у всех кранов с оголовком, дает возможность эксплуатировать технику на более ограниченных строительных площадках. В то же время, безоголовочные краны монтируются быстрее, а также они характеризуются простотой и безопасностью работы в пересекающихся зонах.

Выбор башенного крана по техническим показателям

Краны выбирают исходя из требуемых параметров, которые зависят от монтажных характеристик монтируемых сборных элементов конструкций; Qтp — монтажная масса, т; Нтр — монтажная высота, м; Lтp — монтажный вылет, м. Так как технические характеристики кранов по данным параметрам определены в справочных материалах относительно крюка, то и требуемые параметры будут определяться также относительно крюка. Требуемую монтажную массу наиболее тяжелого элемента (Мэ) устанавливают с учетом прикрепляемых к нему монтажных приспособлений и такелажной оснастки (Мо) : Qкртр = Мэ + Мо.

Рис. 1. Схема определения требуемых характеристик для башенного крана

Условные обозначения: а — ширина колен подкранового пути; в — расстояние между стеной сооружения и подкрановым рельсом; с — ширина сооружения; г — расстояние от центра вращения крана до конца контргруза; Нтркр — максимально требуемая высота подъема крюка; ho — высота смонтированной части сооружения; h3 — запас по высоте для маневрировать элементом при монтаже; hc — высота подвески; l тркр — максимально требуемый вылет стрелы; hэ — высота элемента; hп — высота полиспаста

Монтажную высоту для башенных и стреловых кранов определяют из расчета наиболее высоко расположенной монтируемой конструкции (относительно уровня стоящего крана) и высоты строповочных приспособлений.

Н кр _тр = h0 + h3 + h hc (здесь h3 принимается от 0,5 до 1 м).

Монтажный вылет крюка находят по расположению в сооружении самого отдаленного элемента. Для башенных и стреловых кранов он определяется по-разному.
Требуемый монтажный вылет крюка для башенных кранов: l кр _тр; = а/2 + Ь + с- При этом (а/2 +b) должно быть не меньше суммы радиуса габарита крана (ггк) и запаса 0,7. 1 м в нижней и 0,5. 1 м в верхней частях крана.

Требуемый вылет крюка для самоходных стреловых кранов, при котором обеспечиваются достаточные зазоры между стрелой крана и смонтированными конструкциями, а также поднимаемым элементом, определяется по формуле:

где d’ и d» — расстояния по горизонтали от оси стрелы соответственно до монтируемого элемента и смонтированных конструкций включая зазор между ними и стрелой не менее 1,5 м.
Требуемая длина стрелы:

Угол β (см рис.) практически находится в пределах 30. 40°, а угол α связан с вылетом основной стрелы. При выборе гуська учитывают, что его длина зависит в основном от размеров и места устанавливаемого элемента и величины d».

После определения величины требуемых параметров монтажных кранов по ним выбирают такие машины, рабочие параметры которых удовлетворяют расчетным, т. е. равны им или несколько превосходят требуемые. При этом расчетный грузовой момент (М гр _тр = Мэlкр) наиболее удаленного или тяжелого элемента (Mэ) должен быть не больше технического значения этой характеристики для крана.

При больших объемах монтажных работ количество монтажных кранов jVkp и соответственно монтажных потоков на монтаже всего здания определяют по формуле Nкр=Pkвсп(TпПкA), где Р — объем монтажных работ; kвсп — коэффициент на вспомогательные работы: kвсп= 1,05. 1,2; Тп — заданная продолжительность работ, дни; Пк — сменная производительность крана; А — количество рабочих смен в сутки.

Окончательное решение по выбору монтажных машин принимают на основании технико-экономического сравнения нескольких предполагаемых вариантов с учетом технологических особенностей использования и фактической производительности этих машин.

Другие важные критерии выбора башенного крана

Новый или б/у

Учитывается при выборе крана также и тот факт, новый кран либо подержанный. Безопасность и особенность применения башенных кранов требуют покупки новых моделей или же бывших в эксплуатации не более 2-5 лет, которые получают техническую поддержку компании-производителя. Максимальный срок эксплуатации секции башенного крана в зависимости от вида стали равен 10-18 лет. Поэтому, если возраст крана меньше данного срока, приобретение подержанного крана может стать выгодным, так как с увеличением срока службы стоимость значительно снижается.

Приобретая подержанный кран, стоит обратить свое внимание на присутствие сервиса и комплектующих. Практически все производители постоянно модернизируют конструкцию своих кранов, и чем старше техника, тем труднее найти комплектующие. Также при покупке подержанного крана не предоставляется информация об интенсивности прошлой эксплуатации, так как на изнашивание конструкции башенного крана влияет не срок его работы, а количество исполненных рабочих циклов и вес грузов. Устройства для учета в настоящее время являются несовершенными и не могут предоставить в полном объеме всю нужную информацию.

Источник фото: artfile.ru Неполная комплектация крана может затруднить его монтаж-демонтаж

Потребители должны также учитывать условия технической поддержки оборудования после покупки. Любая строительная техника, в том числе и башенные краны, нуждается в быстрой информационной и технической поддержке компании-производителя. В настоящее время в мировой практике не известно схемы лучше, чем сервисно-дилерская сеть без внутренней конкуренции. Практически все европейские производители заботятся о своей репутации и не жалеют денежных средств на открытие подобных сетей, чего нельзя сказать о китайских компаниях, которых только на территории одного Китая больше, чем во всем мире.

Сроки поставки

При выборе башенного крана большую роль также играют сроки поставки техники. В настоящее время европейские компании-производители имеют множество заказов и предлагают большие сроки доставки, которые в зависимости от фирмы могут достигать 1,5-2 месяца во внесезонное время и 4-6 месяцев в разгар строительного сезона. В некоторых случаях сроки поставки могут достигать одного года. Отметим, что некоторые итальянские компании-производители осуществляют поставки башенных кранов либо незамедлительно, либо через 2-3 месяца.

Комплектация башенной установки

При выборе крана необходимо учитывать такие распространенные ситуации, когда для того, чтобы удешевить коммерческое предложение, поставщик исключает важные составляющие конструкции крана, объясняя это возможностью арендовать их в случае необходимости. Подобная неполная комплектация может впоследствии затруднить монтаж-демонтаж крана.

По материалам журнала «Основные Средства» №03/2008

Источник

Выбор монтажных кранов для монтажа строительных конструкций

Монтаж строительных конструкций и оборудования

Под технологическим процессом монтажа строительных конструкций понимают процессы и операции, в результате выполнения которых получают часть сооружения или само сооружение. Монтаж может выполняться со складских площадок или с транспортных средств.

Монтаж строительных конструкций осуществляют монтажным комплектом, в состав которого входят ведущая машина (монтажный кран или другие монтажные механизмы), вспомогательные машины (погрузочно-разгрузочные и транспортные машины) и технологическое оборудование (грузозахватные устройства, кондукторы, устройства для временного закрепления, выверки и др.). Необходимое количество вспомогательных средств механизации и технологической оснастки определяют исходя из эксплуатационной производительности крана. Выбор монтажного комплекта определяется методом ведения работ, так как он влияет на параметрические требования к машинам и на технико-экономические показатели их работы.

Сначала (на I этапе) по основным техническим показателям — грузо­подъемности, вылету крюка и высоте подъема или глубине опускания выби­рают несколько вариантов технически пригодных типов или марок кранов, а затем (на II этапе) из них методом технико-экономического сравнения по приведенным затратам выбирают наиболее экономичный вариант монтаж­ного крана.

Выбор монтажного крана для монтажа сооружения по техническим характеристикам (параметрам), начинают с уточнения массы монтируемых сборных элементов (фундаментов, колонн, ригелей, плит и т.п.), монтажных приспособлений и грузозахватных устройств, габаритов и проектных положений сборных элементов в монтируемом здании. На осно­вании этого определяют группу элементов, характеризующуюся максималь­ными монтажными параметрами, для которых определяют минимальные требуемые параметры крана. Схемы к их определению представлены на рис. 7.1.

Требуемая грузоподъемность крана

(7.1)

Рис. 7.1 – Определение технических параметров крана

а — башенного крана, б — стрелового крана без гуська, в — то же, с гуськом, г — то же, без гуська с поворотом в плане, д — взаимосвязь грузоподъемности, вылета и высоты подъема (грузовая характеристика крана); 1 — основной подъем крюка, 2 — вспомогательный подъем

где m_э — масса монтируемого элемента, т; m_ос — масса монтажной оснастки, т; m_гр — масса грузозахватных устройств, т.

Для монтажа зданий наиболее подходят башенные или приставные, а также стреловые краны.

При монтаже здания башенным или приставным краном (рис. 7.1, а) вылет его крюка определяется по формуле:

(7.2)

где а — ширина подкранового пути, м; b — расстояние от оси головки подкра­нового рельса до ближайшей выступающей части здания, м; с — расстояние от центра тяжести монтируемого элемента до выступающей части здания со стороны крана, м.

Высоту подъема крюка крана над уровнем стоянки крана определяют следующим образом:

(7.3)

где h_o — превышение низа монтируемого элемента над уровнем стоянки кра­на, м; h_з — запас по высоте, требующийся по условиям безопасности монта­жа для заводки конструкции к месту установки или переноса через ранее смонтированные конструкции (0,3 — 0,6 м); h_э — высота (или толщина) сбор­ного элемента в монтажном положении, м; h_cm — высота строповки в рабо­чем положении от верха монтируемого элемента до крюка крана, м.

Для стреловых самоходных кранов (на автомобильном, пневмоколесном и гусеничном ходу) высоту подъема крюка Н_к определяют так же, как для башенных кранов.

Длина стрелы крана без гуська (рис. 7.1, б)

(7.4)

где Н_о – сумма превышения монтажного горизонта, м; h_c – превышение шарнира пяты стрелы над уровнем стоянки крана, м; b – ширина (длина) монтируемого элемента, м; α – угол наклона стрелы к горизонту; S – расстояние от края монтируемого элемента до оси стрелы, S ≥ 1,5 м.

Наименьшая длина стрелы крана обеспечивается при наклоне ее оси под углом α

(7.5)

(7.6)

где d – расстояние от оси поворота крана до оси опоры стрелы, принимается 1,5 м.

Помимо определения вылета крюка при окончательном выборе кра­на надо проверить также достаточность размера грузового полиспаста:

(7.7)

где h_ст — высота строповки, м.

Полученное значение следует сравнить с величиной грузового поли­спаста выбираемого крана (обычно h_п= 1,5 — 5,0 м).

Для стрелового крана, оборудованного стрелой с гуськом (рис. 7.1, в), необходимые характеристики определяют следующим образом.

Наименьшая допустимая длина стрелы при β = 0

(7.8)

где Н — превышение оси вращения гуська над уровнем стоянки крана, м.

Вылет стрелы с гуськом

(7.9)

где L_{c г} — длина гуська (от оси опоры до оси грузового блока), м.

Данная методика определения вылета крюка пригодна при условии передвижения крана вдоль фронта монтажа элементов. Если же монтаж бу­дет вестись краном, стоящим против средних элементов с одной стоянки пу­тем поворота его стрелы на угол φ (рис. 7.1, г), что часто имеет место при монтаже плит покрытий одноэтажных зданий (например, зданий фильтров, насосных станций и др.), методика будет другой. При повороте стрелы кра­на на угол φ, что необходимо для монтажа удаленных от оси пролета эле­ментов, будут изменяться вылет крюка, длина и угол наклона стрелы, а так­же высота подъема крюка.

Используя ранее полученные значения, определяют угол наклона стрелы

(7.10)

где D — горизонтальная проекция расстояния от оси пролета до центра мон­тируемого элемента, м.

Получив значение угла φ, определяют проекцию длины стрелы из зависимости

(7.11)

Выбор монтажного крана для монтажа водопроводных емкост­ных сооружений имеет ряд особенностей. Требуемый вылет крюка L_к определяется в основном в зависимости от применяемой схемы монтажа сооружения, которая, в свою очередь, зави­сит от размеров монтируемого сооружения. Так, для сооружений неболь­ших размеров, когда их ширина (В_соор) не превышает 15 м (В_соор I схему монтажа, при которой кран и транспортные средства в процессе работ передвигаются по берме котлована (рис. 7.2, а). В этом слу­чае вылет крюка

(7.12)

где В_к — ширина котлована по дну; m — коэффициент крутизны его откоса; h — его глубина; Б_кр — ширина базы крана (колея).

Для сооружений больших размеров, когда В_соор > 15 м, применяют II схему монтажа, при которой кран и транспортные средства передвигаются вокруг сооружения по дну котлована, а для монтажа особо крупных соору­жений, когда ширина их в несколько (n) раз превышает 15 м (В_соор > 15 n м) применяют III схему , при которой они передвигаются внутри сооружения, по его днищу. Работа крана по схемам II и III с передвижением его в макси­мальном приближении к монтируемым конструкциям позволяет вести мон­таж на минимальном вылете крюка:

(7.13)

где R_м — радиус поворота машинной платформы крана; 1 — просвет между кра­ном и сооружением, м; δ₁— толщина устанавливаемых конструкций.

Рис. 7.2 – Схемы определения вылета крюка крана и высоты его подъема при монтаже емкостных сооружений

а – схемы движения крана и транспортных средств по берме котлована, б – то же по дну котлована и доставке конструкций панелевозами, в – то же по днищу сооружения и доставке конструкций бортовыми машинами, г – положение стрелы, определяемое условием ОБ’ > ОА = 1,5 м и при ОА’ > ОБ = 1,5 м

Учитывая необходимость поворотов крана для снятия конструкций с транспортных средств, а затем для установки их в проектное положение, не­обходимо производить проверку на безопасность этих операций по условию

(7.14)

Вылет крюка должен быть достаточным для снятия элементов с транспортных средств. При доставке их панелевозами (рис. 7.2, б)

(7.15)

здесь δ₂ — расстояние между осями панелевоза и доставленной, но еще не снятой с него панели; Б_п — ширина базы панелевоза; 1 — свободный просвет между движущимися машинами (по условию безопасности), м.

Из вычисленных значений L_к и L_к ’ принимают большее. Если пане­ли доставляются в лежачем положении на автомобилях

(7.16)

где Б_а — ширина автотранспортных средств.

Полученные значения L_к проверяют на возможность использования кранов для монтажа плит покрытия (в горизонтальных отстойниках, резер­вуарах) и других конструкций — балок, лотков и т.п. с обязательным соблю­дением условия

ОА = ОБ ≥ 1,5 м (7.17)

где ОА и ОБ — свободные расстояния между образующей стрелы и габари­том монтируемых конструкций (по горизонтали и вертикали).

(7.18)

где Е — расстояние между осью вращения платформы и шарнирного крепле­ния стрелы крана; l‘ — расстояние между шарниром крепления стрелы кра­на и стеной монтируемого сооружения; δ — толщина стеновой панели; b — ширина секции (коридора, пролета) сооружения.

В стесненных условиях, для лучшего использования грузоподъемно­сти, кран передвигают на предельно близком расстоянии к фронту монтаж­ных работ, сохраняя ОА = 1,5 м и увеличивая ОБ до предельно возможного значения, ограниченного длиной стрелы (точка Б’). Монтаж легких конст­рукций можно производить на большом вылете крюка (L_K ’’ ).

При этом сохраняют ОБ = 1,5 м, увеличивая до возможных пределов ОА (точка А’). В обоих случаях вылет крюка определяют по схемам, вы­черченным в масштабе (рис. 7.2, б).

При монтаже особо крупных сооружений применяют комбинирован­ную IV схему , при которой наиболее тяжелые элементы (стеновые панели) крайних стен, а также конструкции ближайшего пролета монтируют с пере­движением крана и транспортных средств по берме котлована, а конструк­ции, расположенные внутри сооружения, — с использованием другого крана, передвигающегося по днищу сооружения. Соответственно вылет крюка крана №1 определяют, как для схемы I, а для крана №2 — схемы III. При мон­таже по схеме IV отпадает необходимость в завозе тяжелых стеновых пане­лей на днище и, кроме того, появляется возможность монтировать конструк­ции одновременно двумя кранами, в результате чего значительно сокраща­ются сроки строительства.

Для подъема и установки элементов при монтаже сооружений, а так­же для погрузочно-разгрузочных работ применяют съемные захватные при­способления (стропы, траверсы и др.).

Высоту подъема крюка (Н’) определяют по масштабной схе­ме (рис. 7.2, г):

Н’ = H + a + h + l+s’ (7.19)

где Н — расчетная высота проектной опоры; а — свободный просвет между опорой и поднятым элементом (для емкостных сооружений принимается не менее 0,5 м); h — высота монтажного элемента; l — высота захватных приспо­соблений; s’ — длина сжатого полиспаста (для предварительных расчетов принимаемая равной 1,5 м).

Грузоподъемность крана подбирают в зависимости от массы монтируемых элементов с учетом массы грузозахватных приспособлений и вылета крюка.

Имея вылет крюка, высоту подъема и требуемую грузоподъемность крана, пользуясь справочниками по строительным кранам, в которых приведены графики их грузовых характеристик, подбирают марки или комплекты кранов, равно­значно удовлетворяющих расчетным требованиям. Окончательный выбор наиболее экономичного крана производят на II этапе, сравнивая технико-экономические показатели, рассчитанные для каждого из рассмотренных вариантов.

Выбор наиболее экономичного крана производится пу­тем сравнения приведенных затрат для каждого варианта с учетом эксплуа­тационных расходов и себестоимости монтажных работ.

Себестоимость монтажных работ определяют по формуле:

(7.20)

где Э_р — эксплуатационные расходы на монтаж здания, сооружения или про­кладку трубопровода, руб.; V — объем монтажных работ.

Эксплуатационные расходы равны:

где n — число смен работы крана на объекте (здании, сооружении или трубопроводе); С_м-см — стоимость машино-смены крана, руб./смену; З_р — за­работная плата рабочих, включая машинистов, руб.; Н_р — накладные расходы (принимаются в размере 10 – 15 % от общей суммы всех других за­трат).

Определив Э_р и зная объем монтажных работ, уточняют их себес­тоимость С (руб.) для каждого варианта и по минимальному значению определяют наиболее экономичный вариант крана.

Источник