Банных Г.М.


Мотунов К.А.

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество грузоподъемных кранов и зданий, сооружений, где они установлены, эксплуатирующихся десятки лет (рис. 1). Растут требования к обеспечению безопасности эксплуатации зданий и сооружений опасных производственных объектов с крановыми нагрузками, выполнить которые невозможно без всестороннего изучения процессов взаимодействия элементов системы «кран – крановый путь».

Результаты проведенных экспертиз опасных производственных объектов показывают, что техническое состояние грузоподъемных кранов и здания в целом зависит от технического состояния кранового пути. Основными причинами возникновения повреждений крана и элементов кранового пути (трещины в балках крановых путей (БКП) и в элементах рамы крана, деформации и разрыв креплений БКП к колонне, деформации связей, отклонение осей опорных площадок колонн от вертикали, смещения осей опорных площадок несущих элементов здания с проектных осей и т.д.), а также интенсивного износа элементов крана и кранового пути являются:

- несоответствие качества монтажных работ требованиям СНиП;

- использование жесткого крепления балок кранового пути к колонне;

- превышение фактических параметров кранового пути относительно предельно допустимых величин (смещение оси направляющей относительно оси БКП, разность отметок балок кранового пути и т.п.);

- использование жестких креплений направляющей к БКП;

- использование в качестве прокладок между направляющей и БКП металлических пластин либо резиновых прокладок, не обеспечивающих совместную работу элементов;

- перекос моста крана и т.д.

 

       

Рис. 1. Общий вид зданий с крановыми нагрузками

 

В результате проведенных исследований совместной работы строительных конструкций и проведения испытаний специалисты Научно-производственного центра «Путь К» разработали более эффективные и надежные крепления балок кранового пути к колоннам (универсальное регулируемое крепление) и крепления направляющих к БКП (упругое разъемное промежуточное крепление).

Универсальные регулируемые крепления балок кранового пути к колонне и упругие разъемные крепления направляющих к балке кранового пути (рис. 2-4) разработаны Научно-производственным центром «Путь К» в качестве альтернативы жестким нерегулируемым креплениям.

Более чем в 90% всех производственных зданий в России крановый путь не отвечает современным требованиям надежности и безопасности. Для крепления элементов кранового пути используются неэффективные крепежные элементы, которые не позволяют направляющим и балкам кранового пути свободно перемещаться в горизонтальной плоскости под воздействием крановых нагрузок и исключают их упругую податливость. Все это приводит к снижению эксплуатационной пригодности и долговечности кранового пути, а порой и к возникновению аварийных ситуаций, следствием которых является приостановка эксплуатации крана и здания в целом.

Основными недостатками использования жестких нерегулируемых креплений БКП к колонне являются:

- невозможность установки балок кранового пути в проектное положение при смещении осей балок с проектных осей в процессе монтажа и эксплуатации;

- невозможность установки направляющих в проектное положение при смещении их осей относительно осей БКП в процессе эксплуатации без потери несущей способности БКП.

 

Рис. 2. Схема крепления БКП к колонне с применением
низкомодульных прокладок

 

        

Рис. 3. Общий вид крепления БКП к колонне с применением
низкомодульных прокладок

 

Рис. 4. Общий вид универсальных
разъемных регулируемых креплений

 

Необходимыми условиями уменьшения износа направляющих и ходовых колес крана, появления дефектов в несущих конструкциях, обеспечения проектной прочности колонн (консолей колонн) и БКП, а также дальнейшей безопасной и безаварийной эксплуатации здания являются:

- обеспечение проектного положения основных несущих конструкций;

- соосность направляющих с балками кранового пути;

- возможность перемещения направляющих в горизонтальной плоскости под действием крановых нагрузок;

- обеспечение упругой податливости кранового пути.

Основными недостатками использования жестких нерегулируемых креплений направляющей к БКП являются:

- невозможность установки направляющих в проектное положение при их смещении с осей балок кранового пути в процессе монтажа и эксплуатации, приводящая к возникновению эксцентриситета и, следовательно, крутящего момента в балке;

- сложность в замене направляющей в случае необходимости;

- отсутствие гашения кинетической энергии при торможении грузовой тележки крана и дальнейшей передачи тормозных усилий на направляющую, а затем на верхний пояс БКП.

Главным условием для использования упругих разъемных промежуточных креплений в качестве крепления направляющей к БКП является применение армированных низкомодульных прокладок.

Армированные низкомодульные прокладки выполняются из универсальных полимерных композитов, армируются металлической пластиной из низкоуглеродистых сталей по всей длине, обеспечивающей высокую степень надежности и прочности прокладок, и имеют перфорированную структуру (рис.5, 6).

Основными преимуществами применения низкомодульных прокладок являются:

- обеспечение контакта направляющей с верхним поясом БКП по всей плоскости;

- распределение напряжений по всей длине БКП;

- обеспечение упругой податливости кранового пути.

Расчеты деформированного состояния зданий с учетом пространственной работы каркаса, в которых были применены данные разработки, доказали, что применение универсальных регулируемых креплений, упругих разъемных промежуточных креплений и низкомодульных прокладок обеспечивает ремонтопригодность пути в течение всего времени эксплуатации крана и кранового пути, уменьшает напряжения в конструкциях кранового пути (элементы кранового пути способны нести большие нагрузки без потери устойчивости и прочности).

В результате этого материалоемкость конструкций уменьшается, что в свою очередь приводит к снижению их себестоимости.

 

 

Рис. 5. Общий вид упругой прокладки для сплошного опирания
направляющей на балку кранового пути

 

Рис. 6. Общий вид упругой прокладки для
прерывистого опирания направляющей
на балку кранового пути

 

Внедрение новых эффективных универсальных креплений и использование армированных прокладок имеют важное значение для обеспечения промышленной безопасности объектов с крановыми нагрузками. Использование новых разработок снижает затраты на эксплуатацию и ремонт кранового пути и значительно продляет срок службы строительных конструкций.

Разработки специалистов Научно-производственного центра «Путь К» отлично зарекомендовали себя на таких крупных объектах, как Самарский металлургический завод, насосные станции Магистрального нефтепровода «Дружба» и другие. При этом стоимость универсальных креплений в 2-3 раза ниже зарубежных аналогов, а монтаж крепежных элементов менее трудоемок.