Геометрические условия нормальной работы грузоподъемных кранов и подкрановых путей

Подкрановые пути. Подкрановый путь служит для восприятия и распределения нагрузки от массы кранов и поднимаемых ими грузов, а также для направления движения кранов. Подкрановые пути бывают наземные и надземные.

Наземный подкрановый путь состоит из нижнего и верхнего строений. В состав нижнего строения пути входят земляное полотно и устройство водоотвода, а верхнего строения – балластный слой, рельсы и рельсовые скрепления. Конструкция наземных путей в основном одинакова, разница лишь в ширине колеи.

Достоинства наземных подкрановых путей в простоте конструкции, они более долговечны, легко доступны при осмотрах и текущих ремонтах, стоимость их устройства и эксплуатации значительно ниже по сравнению с надземными подкрановыми путями.

Подкрановые пути для опор передвижных кабельных кранов выполняются в виде эстакад или ленточных фундаментов.

Надземный подкрановый путь представляет собой две нитки рельсов, уложенных на подкрановых балках, которые опираются на металлические или железобетонные колонны.

Для подкрановых путей используются металлические балки длиной 6-30 м и железобетонные – длиной 6-12 м. Металлические балки имеют ряд преимуществ в отношении их монтажа и эксплуатации.

Надземный подкрановый путь состоит из подкрановых балок, рельсов, подрельсовой постели и деталей крепления рельсов к постели.

Длина подкрановых балок соответствует расстоянию между осями колонн (шагу колонн). Величина шага колонн в зависимости от конструктивных элементов здания или сооружения может быть равна 6,12,18,24,36 м. Длина полета также обычно кратна 6 и составляет 6-42 м. Высота колонн зависит от необходимой высоты подъема грузов.

Для надземных подкрановых путей применяются железнодорожные рельсы (наиболее долговечны в эксплуатации), специальные крановые рельсы, шины прямоугольного или квадратного сечения из прокатной стали.

Крепление рельсов к подкрановым балкам может быть подвижным и неподвижным. Применяется преимущественно подвижное крепление, позволяющее легко и быстро смещать рельсы при их рихтовке.

Наиболее характерными видами разрушения подкрановых конструкций являются: износ подкранового рельса, деталей его крепления, деформация подкрановых балок, осадка или крен ко­лонн, разрушение основания (наземных путей).

Основной вид разрушения подкранового рельса – деформация и износ его боковых граней в связи с перекосом ходовых колес или моста крана, значительным отклонением рельсов от прямолинейности, разностью отметок головок рельсов в поперечном разрезе, значительным отклонением ширины колеи пути и пролета кранов от проектного значения.

Причинами разрушения деталей крепления рель­сов подкрановых балок считаются: недостаточная прочность конст­рукции, неудовлетворительное качество монтажа, силовые воздействия кранов на подкрановый путь, несоответствие геометрических параметров путей их проектному значению, дефор­мация несущих конструкций сооружения или здания.

Траектория движения кранов в идеальном случае представляет собой прямую линию, параллельную оси пути. Для обеспечения идеальных условий эксплуатации кранов и подкрановых конструкций подкрановые пути должны отвечать следующим требованиям:

1) подкрановые балки должны быть горизонтальны и параллельны;

2) рельсы должны быть прямолинейны, параллельны, горизонтальны и лежать в одной плоскости;

3) расстояние между осями рельсов (ширина колеи) должно соответствовать номинальному расстоянию между вертикальными осями колес кранов, т.е. длине пролета (ширине колеи) кранов;

4) смещение осей рельсов и балок (эксцентриситет) должно быть номинальным.

Эти требования обусловлены влиянием геометрии подкрановых путей на условия работы кранов. Под геометрией подкрановых путей подразумевается фактическое значение параметров, определяющих планово-высотное положение путей, – расстояние между осями рельсов, прямолинейных рельсовых осей, продольные и поперечные уклоны.

Вследствие погрешностей монтажных работ подкрановые пути часто не соответствуют указанным требованиям. Кроме того, при эксплуатации путей в результате силового воздействия кранов на подкрановые конструкции, осадок фундаментов, опор происходит деформация подкрановых конструкций, износ и другие изменения, вызывающие дополнительные отклонения их параметров от проектного значения. Такие отклонения нарушают нормальную работу кранов и подкрановых конструкций

При движении кранов по путям, имеющим искривления и непараллельность рельсов, отклонения ширины колеи от проектного значения, изменяется направление движения кранов, а возникающие боковые силы создают сопротивление движению. Силовые воздействия кранов, передаваемые через подкрановые балки на основные конструкции знания снижают его эксплуатационные качества.

Горизонтальные (боковые) усилия, обусловленные перекосом кранов, приводят к разрушению путей, подкрановых балок, их креплений, к появлению трещин в подкрановых балках, консолях и т.п. При этом ускоряется износ рельсов и колес кранов – в результате требуется внеплановый ремонт.

Значительные отклонения ширины колеи от номинального значения и криволинейность рельсов являются причиной схода кранов с рельсов.

Сверхнормативные поперечные уклоны пути приводят к неравномерному распределению нагрузки на опоры, что создает неравномерные тормозные усилия и ведет к перекосу кранов.

Многолетней практикой и специальными исследованиями установлены предельные значения допустимых отклонений геометрических параметров подкрановых путей от проектных значений, не вызывающие существенных нарушений условий работы кранов и мало влияющих на траекторию их движения. В табл.9.2 приведем допуски на изменение соответствующих параметров подкрановых путей при их устройстве и в период эксплуатации в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов».