книги / Мобильные краны в строительстве

Опоры ВЛ

0,4 — 500 кВ

1 опора

8

ЕНиРЕ 23-3 Е 23-8

0.5

Здания

и

сооружения

систем

1000 м3 здания

340

ЕНиРЕ

23-5,

Е 23-6

0.6

энергосна бжения

1

сооружение

10,5

То же, железных дорог

1

км пути

96

ЕНиРЕ

16

0,5

1000 м3 здания

200

»

, автомобильных

дорог

ЕНиРЕ

17

0,8

100 м3

48

Наземные

сооружения

магист­

1000 м3 здания

370

Прейскурант

на зда­

0,7

ральных трубопроводов

ния и сооружения ма­

гистральных

газопро­

водов

и ответвлений

Тепловые

пункты и

распреде­

1

здание______

_18

от них

(1988

г.)

лительные

пункты

микрорай­

100 м3 здания

43

ЕНиРЕ 9-2, Е 23-2

0,8

онов

Ограждение площадок и участ­

100 м

14

ЕНиРЕ 26

0,7

ков предприятий и зданий

Инвентарные здания

1 здание

1,8

ЕНиРЕ1, Е25

0,5

Здания

павильонного типа

100 т конструкций

30

ЕНиРЕ5-1

0,8

Межцеховые

технологические

трубопроводы

100 м

32

ЕНиР Е26

0,8

Одноэтажные

производствен­

ные

здания

промышленных

предприятий

100 м2

21

ЕНиРЕ4-1

0,8

То же, многоэтажные

100 м2

21

То же

0,8

Пункты

грузопереработки

100 т

10

EHHPEI, Е25

0,8

Т а б л и ц а 26. Годовая эксплуатационная производитель­ ность мобильных кранов для расчета потребности в них подотраслей строительства *

Наименование объектов

Производственные сель­ скохозяйственные зда­ ния

Здания жилые и куль­ турно-бытового назначе­ ния в сельской местно­ сти

Трубопроводы подзем­ ных коммуникаций

Элементы сооружений подземных коммуника­ ций

Каналы системы мелио­ рации

Мелиоративная лотко­ вая сеть

Здания и сооружения на трубопроводах и водово­ дах систем мелиорации

Трубопроводы и водово­ ды систем мелиорации

Опоры ВЛ 0,4 — 500 кВ*

Единица из­ мерения про­ изводитель­ ности крана

м2

год

То же

м

год

То же колодцев

год

м2

год

тыс. м год

элементов

год

м8

год тыс. м год

опор

год

Годовая эксплуата­ ционная производи­ тельность кранов

на специ­

альных пневмо- шасси ав­ колесных томобиль­

ного типа

8900	8300
7900	7350
3480	2720
670	540
310	250
6100	5500
21	19
3400	3080
4300	3900
4,71	4,26
1520	1380

* Результаты расчета по формулам (1) н (20) с использованием данных табл. 25.

Наименование объектов

Здания и сооружения систем энергоснабжения

То же, железных дорог

> автомобильных дорог

Наземные сооружения магистральных трубопро­ водов

Тепловые пункты и рас­ пределительные пункты микрорайонов

Ограждения площадок и участков предприятий и зданий

Инвентарные здания

Здания павильонного ти­ па

Межцеховые технологи­ ческие трубопроводы

			Годовая	эксплуата­
			ционная	производи­
Единица	из­		тельность кравов
мерения	про­	на специ­
изводитель­				пневмо-
ности крана			альных
		шасси ав­		колесных
		томобиль­
		ного типа
м3			4550	4050
год
сооружений		-	145	131
год
м3			5300	5240
год
м3			3700	3520
зданий
м труб			3300	3200
год
м3 плит			1990	1980
год
м*			3960	3760
год
м3			4550	4170
год
зданий			109	95
год
тыс. м			12,2	11,2
год
зданий			730	665
год
тыс. т			7,05	6,8
год
тыс м			5,13	к 1
год				U| 1

ИЗ

5>/а 9-1023

							Годовая	эксплуата­
							ционная	производи ­
					Единица	и з­	тельность кранов
Н аим енование			объектов		мерения	про­	на специ ­
					изводитель­
					ности крана		альных	пневм о­
							ш асси ав ­	колесны х
							том обиль­
							ного типа
Одноэтажные			и	много­	ТЫС. М2		10,1	9,7
этажные		производствен­			год
ные	здания промышлен­				тыс. т			12,1
ных	предприятий						12,6
					год
Пункты		грузопереработ-
					тыс. т			. . .
ки					год		24,6	20,6
изводительности				кранов,	определяемых		через	выработку

за год на 1 т грузоподъемности машины. В связи с этим

данные табл. 26, рассчитанные по формуле	(20), целесооб­
разно использовать при расчете потребности	строительства
в мобильных кранах.

Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ПЕРЕБАЗИРОВАНИИ

И ПЕРЕДВИЖЕНИИ ПНЕВМОКОЛЕСНЫХ КРАНОВ С ГРУЗОМ

3.1.ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА КОЛЕБАНИИ

ИНАГРУЗОК ПНЕВМОКОЛЕСНЫХ КРАНОВ ПРИ РАБОТЕ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

Способность	пневмоколесных	кранов	перебазироваться
в рабочем положении и передвигаться с			грузом	на крюке
является одним	из проявлений	их мобильности.		Реализа-

ция этой способности позволяет увеличить время их полез­ ной работы в течение смены на 15—20 %.

В большинстве случаев рабочее передвижение пневмоколесных кранов происходит по дорогам, которые после завершения строительства не используются. В связи с этим сооружение крановых путей с минимальной трудоем­ костью, отвечающих обоснованным требованиям к ровнос­ ти, позволяет повысить эффективность применения пневмоколесных кранов при обеспечении безопасности ведения работ.

Вг время передвижения из-за неизбежных неровностей кранового пути возникают вертикальные и угловые коле­ бания машины и груза, приводящие к опасному наклону крана и вызывающие динамические нагрузки в. узлах и деталях его конструкции, которые могут привести к по­ ломке. ГОСТ 22827—85 «Краны стреловые самоходные об­ щего назначения. Технические условия», Правила устрой­ ства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, а также Инструкции по эксплуатации пневмоколесных кра­ нов не регламентируют количественные показатели, харак­ теризующие ровность кранового пути как одну из особен­ ностей среды эксплуатации машины. Это приводит к тому, что вопрос о допустимости передвижения крана с грузом

часто решается отрицательно	без достаточных	оснований,
а положительное решение не	обосновывается	расчетом и

сопряжено с риском опрокидывания или поломки машины. Таким образом, учет в расчетах динамических явлений, происходящих при перебазировании пневмоколесных кра­ нов в рабочем положении и их передвижении с грузом на

крюке,		является	необходимым		условием		безопасной
эксплуатации этих			машин.
	До последнего времени методику динамического расче­
та	крана	основывали на		предположении,		что устойчивость
и	неразрушимость		его	элементов	может	быть	достигнута

соответствующим подбором коэффициентов запаса устой­ чивости и прочности. Для такой методики характерен де­

терминистический подход к				анализу	динамических			явле­
ний, происходящих при			эксплуатации крана. Вместе с тем,
многочисленные		исследования		(например [5, 8,			31])	пока­
зали, что в ешние воздействия на кран						(при	работе ме­
ханизма	передвижения — это			кинематическое			возмущение
со стороны пути, ветровая нагрузка					и вес груза) являются
случайными процессами,			а сопротивления			(несущие		спо­
собности)	его	элементов — случайными				величинами.		По­

этому предельные нагрузки и сопротивления не могут быть однозначно установлены. Речь может идти лишь об оцен­ ке гарантии их ненаступления.

Таким образом, цель динамического расчета пневмоколес-

ного	крана — определить параметры	крана и отдельных
его	элементов или эксплуатационные	параметры (при за­

данном кране и его рабочем оборудовании), обеспечиваю­ щие оптимальную гарантию ненаступления таких состоя­ ний крана или его элемента, при которых нецелесообразна или технически невозможна его дальнейшая эксплуатация исходя из требований безопасности или эффективности. Такие состояния называются предельными [5], их наступ­ ление соответствует отказу крана или его элемента.

Предельные состояния кранов разнообразны. Однако для мобильных кранов при эксплуатации в режиме рабо­ чего передвижения характерны предельные состояния, на­

ступающие в результате			однократного действия				макси­
ма ^ьных	возмущений	и приводящие к потере прочности от­
дельных	элементов	или	опрокидыванию		крана. Это так
называемые предельные			состояния	первой	группы.		Далее
рассматривается только			этот вид	предельных		состояний.
Предельное состояние первой группы не наступит, если
соблюдается условие
			F < \ F \ ,				(21)
где F — контролируемый			параметр	(нагрузка,		угол	накло­

на крана, опрокидывающий момент и т. п.), выход значе­ ния которого за допустимую величину [F] приводит к на­

ступлению предельного состояния. С учетом случайного характера процесса F(t) перейдем к вероятностному кри­ терию

P { F > \ F \

< [Р ],

(22)

служащему оценкой

гарантии ненаступления

предельного

состояния.

Здесь

Р — вероятность

события,

заключающе­

гося в том, что за промежуток времени

равный

сроку

службы

крана,

произойдет

хотя

бы

один

выброс

значений

параметра

F за

допус­

тимую

границу

[Р];

[Р]— допус­

тимая

вероятность

этого

события,

то

есть отказа.

При назначении допустимой ве­

роятности

[Р] следует исходить

из

сопоставления

убытков,

выз­

ванных

последствиями

отказа

Рис.

21.

Определение

(простои

крана, замена

или

ре­

допустимой

вероят­

монт

отказавшей

детали,

узла,

ности отказа

крана

повреждение

транспортируемого

или строящегося здания и т. п.), и затрат на обеспечение требуемой надежности за срок службы крана. Графики на рис. 21 иллюстрируют характер зависимости затрат на обеспечение надежности (Ci), убытков от отказа (С2) и суммарных приведенных затрат (С3) от допустимой веро­ ятности отказа [Р]. Область минимума суммарных приве­ денных затрат определяет оптимальное значение [Р]. Если убытки от отказа крана будут более существенными (то есть кривая 2 на рис. 21 пойдет круче), то область ми­ нимума сместится влево, что уменьшит оптимальное зна­ чение [Р]. Отсюда следует, что оптимальное значение до­ пустимой вероятности наступления предельного состояния должно назначаться в зависимости от области применения крана, то есть от класса его ответственности. Соответст­ венно и узлы (детали) кранов должны классифицировать­ ся в зависимости от затрат на восстановление отказавшего узла (детали).

Т а б л и ц а 27.	Значения коэффициента надежности k\
при расчете элементов конструкции крана
Класс	Класс	ответственности		элемента
ответственности	I	II	I	HI
крана
I	5,0	4,5		4,0
II	4,5	4,0		3,5
III	4,0	3,5		3,0

Количественно определить значение [Р]0пт не всегда удается, так как часто трудно найти зависимости Сь С2 и, следовательно, С3 от [Р]. Однако это значение можно вы­ брать, ориентируясь на краны, хорошо зарекомендовавшие себя при эксплуатации в различных условиях.

Следуя выводам, приведенным в работе [5], можно пе­ рейти от неравенства (22) к выражению *

[ F ] > F H+ k ia F ,

(23)

где FH, OF — нормативное значение и среднеквадратическое отклонение контролируемого параметра F(t)\ k\ — коэф­ фициент надежности, рекомендуемые значения которого при использовании крана в режиме передвижения с грузом и при перебазировании в рабочем положении приведены в табл. 27 и ниже:

Значения коэффициента надежности			k\ при расчете		крана
	на устойчивость против опрокидывания
Класс ответственности крана			I	II	III
Значения k\			6	5	4
При этом класс ответственности крана устанавливают в
зависимости от области его применения: I — работа					сопас-
* В	технической	литературе используются также сле­
дующие	формы записи выражения		(23): Fp= F H(\+ kik2)
или /7р= К ^н , где		К — коэффициент	перегрузки	( К = 1 +
+ kik2);	k2— коэффициент изменчивости, определяемый как
отношение OF/ F h.

ными грузами (например, ядовитыми			или	взрывчатыми ве­
ществами), спаренная работа		кранов;	II — работа на скла­
дах и в	портах; III — все	виды работ		за исключением
указанных	для классов I и	II. Класс	ответственности эле­

мента назначают в зависимости от сборочной				единицы, к
которой он	принадлежит; I — ходовая		часть,	поворотная
платформа,	опорно-поворотное устройство, башня и дета­
ли ее крепления		(для кранов с башенно-стреловым обору­
дованием),	кран	в целом при расчете	устойчивости; II —

механизмы подъема груза и стрелы, стрела и детали ее крепления; III — сборочные единицы, не отнесенные к классам I и II.

Допустимое значение контролируемого параметра [F] должно определяться в зависимости от природы ограниче­ ний, накладываемых на этот параметр. Если ограничиваю­ щим фактором является, например, прочность полотна кранового пути (ограничение среды эксплуатации), то контролируемым параметром является нагрузка на колесо или ось крана, и допустимое значение контролируемого параметра определяется через нормативную несущую спо­ собность кранового пути. Если ограничивающим фактором является сопротивление какого-либо элемента конструкции крана (внутреннее конструктивное ограничение), то есть предельное усилие, которое может воспринять элемент по условию разрушения, потери устойчивости формы и т. п., то значение [F] представляется через нормативное сопро­ тивление этого элемента. Для обоих примеров случайная

изменчивость	несущей	способности			и сопротивления учи­
тывается с помощью коэффициента					условий работы т0
где RH— нормативное		\F\ = mnRH%						(24)
		значение		сопротивления			(несущей
способности)
Расчетное	значение	контролируемого				параметра		Fp=
= /7„-+-feiOf определяется как			значение			реакции	крана на
действующие	возмущения.		При		перебазировании			крана
этими возмущениями являются				кинематическое			воздейст-

Т а б л и ц а 28. Значения параметров оа и а для крановых путей с различными покрытиями

	Характеристика			Формула для
	покрытия			параметра 0
Цементобетонное			0.005...0.015	1.1/103 Оа
Асфальтовое			0,008...0,02	1,6/103 0d
Булыжное улучшенное			0,014...0,03	7,6/103 0d
*	разбитое		0,030...0,1	11,7/Ю3 а„
Грунтовое улучшенное			0,010...0,08	0,2—0d
»	разбитое		0,080...0,16	0,38
П р и м е ч а н и е .		Покрытие, выполненное из		железобетонных
плит,	в зависимости	от	состояния поверхности	плит и качества

устройства постели может быть отнесено к асфальтовому, булыж­ ному улучшенному или булыжному разбитому покрытию.

вие от неровностей пути передвижения и ветровая нагруз­ ка, а при передвижении с грузом дополнительным возму­ щением является масса груза.

При анализе неровностей путь рассматривают как слу­ чайную поверхность, которую задают двумя сечениями — правым и левым микропрофилями, отображающими изме­ нение высот неровностей dn и dn правой и левой колеи в

функции	протяженности			пути	s. Для	характеристики воз­
действия	неровностей		пути на		колебания колесной			машины
в поперечной		плоскости		используют		понятие	поперечного
микропрофиля		Ad = d n—dn. Микропрофили					представляют
как стационарные			центрированные			случайные		функции
dn(s), dn(s), и Ad(s), подчиняющиеся						закону	распределе­

ния вероятностей Гаусса. Как показано в работе [31],для

расчетйой	практики их статистические свойства достаточно
описывать	двумя		параметрами: о2а — дисперсией				микро­
профиля,	которая		определяется как		среднее арифметиче­
ское дисперсий		правого о2ап и левого			o2dn	микропрофилей,
и Р — параметром,			характеризующим		частотный		состав
микропрофиля		и	имеющим	размерность		м -1, при		этом
= 0,15 а2,*. Значения этих				параметров		принимают		сог­
ласно данным табл. 28.