Используемые краны в строительстве

14 апреля 2011

В строительстве используют следующие виды кранов: самоходные стреловые, башенные, ”нулевики”, легкие переносные краны, стационарные, козловые, кабельные, а также специальные краны – плавучие, летающие (вертолеты), трубоукладчики.

Самоходные стреловые краны

Большое распространение на строительстве получили самоходные стреловые краны, применяемые как на погрузочно-разгрузочных, так и на монтажных работах. Такие краны оборудуются короткими стрелами, если они предназначены для погрузо-разгрузочных работ, или длинными стрелами – для монтажных работ.

В зависимости от условий применения используются краны с прямой стрелой, стрелой с гуськом или стрелой башенного типа (так называемые башенно-стреловые краны), а также с телескопическими стрелами. Кроме основных узлов, из которых состоит любая строительная машина, краны оборудуются устройствами для контроля грузоподъемности и высоты подъема крюка.

Самоходный стреловый кранГрузоподъемность крана на основном крюке уменьшается, если стрела оборудуется гуськом (за счет массы гуська). Грузоподъемность на дополнительном крюке (гуське) всегда значительно меньше, чем на основном.

По конструкции ходового устройства самоходные краны делятся на краны гусеничные и пневмоколесные. Последние разделяются на краны автомобильные, ходовым устройством которых служит шасси автомобиля, и краны на специальном шасси автомобильного типа.

Каждый из этих типов имеет свои преимущества и недостатки. Краны на гусеничном ходу оказывают значительно меньшее удельное давление на грунт по сравнению с колесными (0,4-1,0 кгс/см2), что объясняется большой поверхностью опоры.

Это улучшает проходимость по бездорожью и слабым грунтам и позволяет увеличить вес машины, а значит и ее грузоподъемность. Поэтому самые  “грузоподъемные краны” – преимущественно на гусеничном ходу. Но этот движитель создает и неудобства – в первую очередь плохая маневренность и сложности при перебазировании (железнодорожный транспорт, тяжеловозы). Кроме того, гусеничный ход имеет и чисто технические недостатки: сложная конструкция, быстрый износ деталей, большая собственная масса, достигающая 40 % массы всей машины.

Самой высокой маневренностью и высокой скоростью передвижения отличаются автомобильные краны (до 60 км/ч без груза), что позволяет применять их для выполнения рассредоточенных работ. Устроен автомобильный кран следующим образом. На шасси грузового автомобиля вместо кузова устанавливается ходовая рама, а на ней – поворотная рама. Эти рамы соединены поворотным устройством. На поворотный раме установлены механизмы подъема и опускания груза и стрелы, механизм поворота рамы, а также закреплены стрела, кабина, противовес.

Недостатком конструкции автомобильных кранов является их сравнительно малая устойчивость.

Для повышения устойчивости при работе под кран подводят механические, гидравлические или пневматические выносные опоры (ауттригеры), являющиеся одним из узлов крана. Применение выносных опор повышает грузоподъемность крана, но снижает его маневренность – на время их использования кран становится стационарным.

Промежуточное положение по перечисленным достоинствам и недостаткам кранов между автомобильными и кранами на гусеничном ходу занимают пневмоколесные краны. Они установлены на специально для них созданные шасси. Такое шасси имеет более широкую базу и увеличенную против автокрана устойчивость.

Для снижения удельного давления на грунт такое шасси имеет до восьми осей. И при этом такое шасси сохраняет маневренность машины с колесным движителем (конечно, не с такой скоростью, как автомобильный, но это и не всегда нужно). Заканчивая характеристику ходовой части кранов, надо упомянуть, что краны на гусеничном ходу иногда монтируют на тракторном шасси. Наиболее характерный пример – трубоукладчики.

Некоторые краны оборудуются сменными стрелами. Автокраны зарубежного производства имеют несколько большую максимальную грузоподъемность. Например, японская фирма “КАТО” предлагает автокраны с грузоподъемностью от 16 до 160 т и длиной стрелы до 50 м. Немецкая фирма “Liebcher” производит краны на короткобазовых пневмоколесных шасси максимальной грузоподъемностью от 30 до 80 т и с максимальным вылетом стрелы 30-40 м.

Гусеничные краны выпускаются грузоподъемностью от 5 до 100 т. Бывают даже до 250 т и с длиной стрелы до 42 м. Фирма “Liebcher” выпускает краны на гусеничном ходу с решетчатой стрелой максимальной грузоподъемностью до 1000 т и максимальным вылетом стрелы до 100 м. Однако при этом надо заметить, что выпуск гусеничных кранов постоянно снижается в связи с необходимостью быстро перебрасывать стреловые краны с одного объекта на другой по территории не только одной страны, но и соседних, в основном европейских стран с хорошими автотрассами. У этих кранов предусмотрена замена крюка на другое рабочее оборудование, которое значительно расширяет область применения крана (грейфер, драглайн, копер, струг).

Башенные краны
Для возведения жилых и общественных зданий и их ремонта, а также при строительстве многих производственных объектов, особенно многоэтажных или высотных в качестве одного из основных грузоподъемных механизмов используются башенные краны. Эти краны бывают передвижными, передвигающимися по наземным путям, в том числе криволинейным (редко) или стационарными, приставными

Башенные краны различают по типу башен – с поворотной башней и неповоротной с поворотным оголовком, а также по типу конструкции стрелы – на краны с подъемной стрелой и балочной.
Наиболее часто применяют краны с поворотной башней. У них центр тяжести находится ниже, чем у кранов с поворотным оголовком, так как большинство узлов расположено у основания крана.

Благодаря этой особенности масса кранов с поворотной башней меньше, чем с неповоротной. Эти краны проще монтировать, демонтировать, транспортировать; башня при нагрузке меньше деформируется, что обеспечивает меньшую раскачку груза.

Краны с подъемной стрелой, у которых изменение вылета стрелы осуществляется ее наклоном, более просты по конструкции в сравнении с кранами, оснащенными балочной стрелой. Но это преимущество рождает и недостатки, основными из которых следует считать следующие. Наименьший вылет стрелы у таких кранов составляет 30 % от наибольшего (вертикально стрелу поднять невозможно), поэтому нельзя или сложно полностью использовать подкрановое пространство, особенно на коротких подкрановых рельсах.

Шарнирное закрепление стрелы затрудняет точность наводки груза (монтируемого элемента), так как при подъеме или опускании стрелы груз перемещается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

В кранах с балочной стрелой перемещение груза требует меньшей энергии, наводка груза проще, подкрановое пространство используется лучше, но маневренность таких кранов и масса больше, чем у кранов с подъемной стрелой вследствие большей сложности конструкции.

Передвижные башенные краны различают по типу ходового оборудования – рельсовые, автомобильные, пневмоколесные, гусеничные.   Преимущественное применение получили башенные краны, передвигающиеся по рельсовым подкрановым путям. Такие краны просты в эксплуатации и обеспечивают высокую безопасность работы.

башенный кранОсновными элементами башенного крана являются: башня, стрела, опорная рама, на которой закреплена башня – либо непосредственно (если башня неповоротная), либо через опорно-поворотное устройство (если башня поворотная). В верхней части башни монтируется поворотный или неповоротный оголовок. Для создания удерживающего от опрокидывания крана момента на башенных кранах устанавливается противовес – либо на опорно-поворотном устройстве (для кранов с поворотной башней), либо на консоли (для кранов с поворотными оголовками).
Основными характеристиками башенного крана служат вылет стрелы, высота подъема крюка, и грузоподъемность.

Грузоподъемность передвижных башенных кранов для гражданского строительства составляет 3-8 т, приставных – до 12,5 т, в промышленном строительстве применяются башенные краны с грузоподъемностью 20 т и более. Вылет стрелы в гражданском строительстве – до 25 м, в промышленном – до 50 м. Высота подъема крюка 30-50 м для гражданского строительства, 58-80 м – для промышленного. Приставные краны выпускают с высотой подъема крюка до 160 м.

Краны ”нулевики”
Как и башенные краны, они перемещаются по подкрановым путям, но отличаются от последних отсутствием башни. Выпускают краны ”нулевики” грузоподъемностью от 4,5 до 30 т, с вылетом стрелы до 20 м и высотой подъема крюка до 16 м. Краны такого вида в основном предназначены для ведения работ ниже нулевой отметки, поэтому дополнительной характеристикой такого крана является максимальная глубина опускания груза относительно уровня стоянки крана.

Легкие переносные краны
Эти краны раньше, когда строители не были так избалованы средствами “большой” механизации очень широко применялись, а сейчас используются в меньшей степени. Они очень удобны при выполнении сравнительно малых объемов работ и  необходимости поднимать и перемещать грузы массой до 1 т на расстояние до 4 м. Большим преимуществом этих кранов является возможность их установки не только на земле, но и на зданиях.

Новые экономические условия, заставляющие тщательно считать деньги, возрождают интерес строителей к этим кранам.
Устроен легкий переносной кран очень просто. Поворот крана осуществляется вручную. Имеется тормозное устройство и стреловой канат для изменения вылета стрелы.

При подаче стройматериалов внутрь здания с помощью такого крана их поднимают снаружи до уровня оконных проемов с принятием груза на выносные площадки в проемах или до уровня перекрытия, на котором установлен кран с последующим опусканием материала внутри здания до требуемого этажа через отверстия, оставленные в нижележащих перекрытиях.

Грузоподъемность зависит от вылета стрелы: чем больше вылет, тем меньше грузоподъемность. Высота подъема крюка зависит от места установки крана: при установке на земле высота подъема крюка – от длины и вылета стрелы, при установке на перекрытии или на крыше здания – от вместимости барабана лебедки (длина троса, на которую рассчитан барабан).

Стационарные краны
Для монтажа сверхтяжелых конструкций и оборудования на ограниченном пространстве и на большую высоту иногда (достаточно редко) используются мачтовые краны. Они наиболее просты по конструкции. Их особенностью является независимое выполнение металлоконструкций и механизмов.
Кабельные краны
Для перемещения груза на большие расстояния, например, на лесобиржах, в том числе через преграду, например, русло реки в гидротехническом строительстве, применяют кабельные краны.

Грузоподъемность кабельных кранов и длина пролета различны в зависимости от их назначения, и составляют 1,5-25 т на складах при пролете до 250 м и до 150 т при пролете до 1000 м для гидротехнического строительства.

Козловые краны
Для монтажа тяжелого оборудования, при возведении протяженных монолитных сооружений, при производстве железобетонных изделий в полигонных условиях широко применяются козловые краны грузоподъемностью от 1 до 500 т, пролетом 10-50 м и консолями  4-10 м. Высота козловых кранов достигает 30 м. Кран состоит  из мостовой балки (фермы) , которая опирается на две опоры , установленные на ходовые рельсовые тележки. По мостовой балке передвигается грузовая тележка. Балка может быть с консолями.

На некоторых моделях козловых кранов можно увеличивать пролет с помощью вставок в мостовую балку, но при этом снижается грузоподъемность. Обычно такие краны управляются из кабины но есть и краны, управляемые с земли.