Техника и технология транспорта 2020, № 3 (18) Транспортная инфраструктура Научный Интернет-журнал ISSN 2541-8157

Техника и технология транспорта: научный Интернет-журнал http://www.transport-kgasu.ru 2020. № 3 (18) http://transport-kgasu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=10&Itemid=2 URL статьи: http://transport-kgasu.ru/files/N18-13TI320.pdf Статья опубликована 23.09.2020 Ссылка для цитирования этой статьи: Петропавловских О.К., Анисимов В.В., Садыков Р.Р. Подбор крана при монтаже пролетного строения автодорожного моста в Республике Татарстан // Техника и технология транспорта. 2020. № 3 (18). С. 13. URL: http://transport-kgasu.ru/files/N18-13TI320.pdf

УДК 69.05 Петропавловских О.К. – старший преподаватель E-mail: [email protected] Анисимов В.В. – магистр E-mail: [email protected] Садыков Р.Р. – магистр E-mail: [email protected] Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Россия

Подбор крана при монтаже пролетного строения автодорожного моста в Республике Татарстан

Аннотация Для коммуникации городов и населенных пунктов строятся новые транспортные сооружения (мосты, дороги, тоннели и другие.). При строительстве искусственных сооружений применяют краны различной грузоподъемности под конкретные задачи. Выбор грузоподъемного оборудования является неотъемлемой частью проекта производства работ при строительстве мостовых сооружений. Правильно подобранный кран обеспечит безопасность проведения строительно-монтажных работ и скорость монтажа строительных конструкций. В статье рассмотрен пример выбора крана при возведении нового мостового перехода на федеральной автомобильной дороге М7 через реку Сулица в городе Иннополис, Верхнеуслонского района Республики Татарстан. Ключевые слова: мост, кран, момент, коэффициент устойчивости крана, грузоподъемность.

Необходимо выполнить строительство нового автодорожного моста через реку Сулица в Республике Татарстан. Мост представляет собой трехпролётную балочно-разрезную систему из железобетонных балок двутаврового сечения. Крайние пролеты имеют длину 18 м, а высоту 1.1 м. Промежуточные 24 м высотой 1.23 м. 16 балок установлено в поперечном сечении с шагом 1.96 м. Мостовое сооружение располагается на автомобильной дороге категории 1б, габарит моста 2 пролета 15.25 м и 11.5 м с разделительной полосой и 2 тротуарами по 1.5 м [3]. При подборе крана для расчетов используется конструктивный элемент сооружения с наибольшей массой при монтировании с использованием крана. Дана преднапряженная балка длиной 24 метров, необходимо поднять её на высоту 8 метров. Подбираем кран:  кран РДК-25 25тонн (рис. 1, рис. 2);  грузоподъёмность 25т;  длина стрелы 12.5м;  максимальный вылет стрелы 32.5м;  марка РДК.

1

Техника и технология транспорта 2020, № 3 (18) Транспортная инфраструктура Научный Интернет-журнал ISSN 2541-8157

Рис. 1. Грузовысотная характеристика Рис. 2 . Габаритные размеры крана РДК-25 крана РДК – 25

Исходя из рис. 1 кран [2] подходит для того, чтобы поднять преднапряженную балку длиной 24 м на высоту 8 м с массой 33,9 т. Расчетные схемы устойчивости стрелового крана представлены на рис. 3.

Рис. 3. Расчетная схема грузовой (а) и собственной (б) устойчивости стрелового крана

1. Расчет устойчивости грузоподъемных кранов. Обязательным условием, обеспечивающим грузовую устойчивость грузоподъемного крана, является: > , (1) где − момент всех основных и дополнительных нагрузок, действующих на кран относительно ребра опрокидывания с учетом наибольшего допускаемого уклона пути, Н·м;

2

Техника и технология транспорта 2020, № 3 (18) Транспортная инфраструктура Научный Интернет-журнал ISSN 2541-8157

− момент, создаваемый рабочим грузом относительно ребра опрокидывания, Н·м. Грузовая устойчивость стрелового крана обеспечивается при условии:

Грузовая устойчивость стрелового крана обеспечивается при условии:

где

2. Определение опрокидывающего (грузового) момента:

где Q − вес наибольшего рабочего груза, Н; а − расстояние от оси вращения крана до центра тяжести наибольшего рабочего груза, подвешенного к крюку, при установке крана на горизонтальной плоскости, м; в − расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания, м. (6.76-1,613) = 855843,16 Н*м;

3. Определение удерживающего момента, возникающего от действия основных и дополнительных нагрузок:

Н*м

где − восстанавливающий момент от действия собственного веса крана:

где G − вес крана, Н; с − расстояние от оси вращения крана до его центра тяжести, м; α − угол наклона пути крана, град.

261(1.613+1,235)*cos Н*м Момент, возникающий от действия собственного веса крана при уклоне пути (Му), определяется по формуле: Н*м; где – расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м: Н*м. Момент от действия центробежных сил:

где n − частота вращения крана вокруг вертикальной оси, мин-1; h − расстояние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м; H − расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза (при проверке на устойчивость груз поднимают над землей на 20 – 30 см):

Момент от силы инерции при торможении опускающегося груза:

где: V − скорость подъема груза (при наличии свободного опускания груза расчетную скорость принимают равной 1.5 м/с), м/с; g − ускорение свободного падения, равное 9.81 м/с2;

3

Техника и технология транспорта 2020, № 3 (18) Транспортная инфраструктура Научный Интернет-журнал ISSN 2541-8157

t − время неустановившегося режима работы механизма подъема (время торможения груза), с

Ветровой момент [1]

где − момент от действия ветровой нагрузки на подвешенный груз, Н·м; − момент от действия ветровой нагрузки на кран, Н·м; − ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, Н; − ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь груза, Н; ρ = и − расстояния от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой нагрузки, м: Ветровая нагрузка на грузоподъемные кране:

где F − наветренная поверхность крана, ;

− статическая составляющая ветровой нагрузки, Па (Н/м2):

;

где − скоростной напор (динамическое давление), принимаемый в зависимости от района строительства, Н/м2; − коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте, принимаемый с учетом типа местности; − аэродинамический коэффициент сопротивления;

Наветренная поверхность крана (F) определяется по формуле:

где − наветренная площадь контура, ограниченная кабиной крана, противовесом (сплошным габаритом крана),

наветренная площадь контура стрелы крана, ;

=0.3 − 0.4 − для решетчатых конструкций крана (стрелы). Ветровая нагрузка, действующая на наветренную сторону груза, определяется по формуле:

где

H H Н*м

4. Определение коэффициента грузовой устойчивости крана, не предназначенного для перемещения с грузом:

1,35

4

Техника и технология транспорта 2020, № 3 (18) Транспортная инфраструктура Научный Интернет-журнал ISSN 2541-8157

5. Определение коэффициента собственной устойчивости стрелового крана (коэффициент устойчивости без рабочего груза, в сторону, противоположную стреле:

где − ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на подветренную площадь крана при нерабочем состоянии, Н; расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура до центра приложения ветровой нагрузки, м

Динамическое давление и скорость ветра для нерабочего состояния крана на высоте 10 м над поверхностью земли, вне зависимости от района установки, но с учетом назначения крана;

где

подветренная поверхность площади крана, ограниченная сплошным габаритом;

подветренная поверхность контура стрелы крана, . Расчет собственной устойчивости производится с учетом условия, что кран не установлен на выносные опоры:

Условие выполняется , отсюда следует кран РДК-25 25т. подобран правильно. Выводы: 1) При подборе крана необходимо выполнение условия > ,

2) При подборе крана необходимо выполнение условия

Совершенствование и ускорение строительного производства возможны за счет комплексной механизации трудоемких работ. Таким образом, для обеспечения строительства мостовых сооружений необходимым количеством правильно подобранных высокопроизводительных грузоподъемных машин и механизмов необходимо учитывать особенности мостостроения. Большие размеры, масса, сложные формы мостовых конструкций вызывают необходимость в специальных технологиях и средствах механизации.

Список библиографических ссылок

1. ГОСТ 1451-77 Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения (с Поправкой). 2. ГОСТ 33709.1-2015 Краны грузоподъемные. Словарь. Часть 1. Общие положения. 3. Обеспечение безопасности строительно-монтажных работ. Устойчивость грузоподъемных кранов: Методические указания к практическим занятиям / Сост. С.Г. Кашина, Д.К. Шарафутдинов. – Казань: Изд-во Казанского государственного архитектурно- строительного университета, 2012. – 39 с.

5

Техника и технология транспорта 2020, № 3 (18) Транспортная инфраструктура Научный Интернет-журнал ISSN 2541-8157

Petropavlovskikh O.K. – senior lecturer E-mail: [email protected] Anisimov V.V. – graduate student E-mail: [email protected] Sadykov R.R. – graduate student E-mail: [email protected] State University of Architecture and Engineering, Kazan,

Crane selection during construction of a road bridge over the Sulitsa river on the M7 highway in the Republic of

Abstract There are new transportation constructions that are being built to communicate cities and populated places (such as bridges, roads, tunnels etc.). During construction works different types of cranes can be used for specific purposes. Selection of lifting equipment takes a great part of plan of work production in bridge engineering. A correctly chosen crane can guaranty a high level of safety of building and assembly works and erection speed. The article considers the calculation of a crane selection during the construction of a new bridge on the federal highway M7 across the Sulitsa river located in the city of Innopolis, Verkhneuslonsky district of the Republic of Tatarstan. Keywords: bridge, crane, moment, crane stability coefficient, lifting ability.

Reference list

1. GOST 1451-77 lifting Cranes. Wind load. Standards and method of determination (as Amended). 2. GOST 33709.1-2015 lifting Cranes. Dictionary. Part 1. Generalities. 3. Ensuring the safety of construction and installation works. Stability of lifting cranes: Guidelines for practical classes / Comp. S. G. Kashina, D. K. Sharafutdinov. - Kazan: Publishing house of the Kazan state University of architecture and civil engineering, 2012. – 39 р.

6