Кран является главным, ведущим механизмом на строительной площадке в период строительно-монтажных работ. На него ориентируются все работы данного периода строительства. С учетом его параметров подбираются остальные машины и механизмы, так чтобы не было простоев и задержек строительства.
Основные характеристики монтажных кранов представлены в таблице 1.
Таблица 1
Виды монтажных кранов
| № | Название | Характеристика |
| Стреловые краны: - с прямой стрелой; - со стрелой «с гуськом»; - со стрелой башенного типа. | Основные характеристики: длина стрелы, вылет стрелы, высота подъёма крюка и грузоподъёмность. Существует зависимость: чем больше вылет, тем меньше высота подъёма крюка, и наоборот; чем больше вылет стрелы, тем меньше грузоподъёмность. | |
| Краны-нулевики | Движутся по подкрановым путям и отличаются отсутствием башни. | |
| Башенные краны | Движутся по подкрановым путям, которые представляют собой слой балласта (песка, щебня), на который укладывают шпалы и рельсы. Толщина слоя балласта и ширина колеи зависят от марки крана. Грузоподъёмность башенных кранов составляет до 75 т, длина стрелы ло 40 м, высота подъёма крюка – до 100 м. |
Кроме того, следует учитывать следующие особенности производства монтажных работ:
Монтаж конструкций нулевых циклов и зданий высотой до 3 этажей включительно можно производить башенными кранами, кранами-нулевиками или стреловыми кранами.
Монтаж зданий высотой более 3 этажей производят только башенными кранами или башенными в сочетании со стреловыми.
Кран рекомендуется устанавливать с той стороны здания, где нет входов, то есть, со стороны противоположной главному фасаду здания. Многопролётные многоэтажные каркасные производственные корпуса без подвалов возводят, устанавливая башенные краны внутри здания, с выводом их из здания по мере монтажа. При монтаже каркасных зданий без подвалов стреловыми кранами движение кранов организуют внутри здания или снаружи по периметру. При монтаже бескаркасных зданий и зданий с подвалами движение стреловых кранов возможно только снаружи.
При выборе кранов сначала подбирают 2-3 варианта, подходящих по техническим характеристикам, которые затем сравнивают по экономическим показателям.
Факторы, влияющие на выбор кранов:
· высота и ширина здания,
· размеры и масса поднимаемых элементов при их установке на удалении от оси крана (вылет стрелы),
· минимальное расстояние от стены здания или бровки котлована до оси крана и т.п.
Основные геометрические характеристики стреловых и башенных кранов представлены на рисунке.1
При подборе башенных и стреловых кранов для монтажа надземной части зданий руководствуются следующими положениями:
· если наиболее удалённая деталь при подборе башенного крана не является самой тяжёлой, кран проверяют по самой тяжёлой детали;
· стреловые краны подбирают по самой тяжёлой, самой отдалённой детали (неудобной для монтажа) и детали, находящейся на самой высшей отметке;
· при движении крана снаружи самыми неудобными деталями являются детали, расположенные по средней оси здания. При движении крана внутри здания вдоль пролёта самой неудобной деталью является плита перекрытия или покрытия. При движении крана внутри здания поперёк пролёта неудобных деталей практически нет;
· при определении максимального вылета стрелы проверяют соответствие высоты подъёма крюка отметке верха детали;
· после подбора крана по графику определяют минимальные и максимальные вылеты стрелы, на которых может быть смонтирован каждый из элементов здания.
Последовательность подбора крана:
1.Определение требуемых параметров крана
Требуемая грузоподъемность:
Qтр = qэ + qт
где: qэ – масса наиболее тяжёлого элемента (тонн),
qт – масса такелажных приспособлений (тонн).
Требуемая высота подъёма стрелы:
Hтр = hп + hс + hэ + hз + h0
где:hп– средняя высота грузоподъемного устройства (1,5 м);
hс – высота строповки в рабочем положении от верха монтируемого элемента до оси крюка крана.
hэ – высота вертикального элемента,
hз – запас по высоте, принимаемый из условия безопасности (1 м),
h0 – высота здания.
Требуемый вылет стрелы:
Lтр = B + f + 1 + Rз.г,
где:В – ширина здания, в осях (м),
f– расстояние от оси, наиболее удаленной от крана стены, до выступающей части (балкона, лоджии и т.п.),
Rз.г. – задний габарит крана (расстояние от оси вращения кабины до ее окончания).
Рис. 1. Основные параметры кранов:
а – башенных; б – стреловых.
2.Определение необходимых параметров кранов
Для башенных кранов.
А) Поперечная привязка подкрановых путей башенных кранов:
Установка башенных и рельсовых стреловых кранов (нулевиков) у зданий и сооружений производят исходя из условий необходимости соблюдения безопасного расположения между краном и зданием.
Расстояние от здания до оси подкрановых путей определяется по формуле:
где: Rповор – радиус поворота платформы (или других выступающих частей крана); принимается по паспортным данным крана в метрах
lбезоп – безопасное расстояние – минимальное допустимое расстояние от выступающей части крана до габарита строения (не менее 0,7 м) на высоте до 2-х метров и 0,4 метра на высоте больше 2-х метров.
Схема привязки подкрановых путей представлена на рисунке 2.
Установка башенных кранов и кранов «нулевиков» вблизи котлованов и траншей, не имеющих специальных креплений для предупреждения оползания грунта, производится исходя из глубины выемки и характеристики грунта.
Рис.2. Схема поперечной привязки подкрановых путей башенных кранов вблизи здания: 1 – строящееся здание; 2 – инвентарные ограждения;3 – зона склада за пределами монтажа; 4 – водоотводная канава.
При устройстве подкрановых путей у неукрепленной линии котлована или траншеи и других выемок глубиной (h) должно быть больше расстояния по горизонтали от основания откоса (края дна котлована) до нижнего края балластной призмы (элемент верхнего строения пути из балласта, укладываемого на земляное полотно для стабилизации рельсо-шпальной решётки при воздействии динамических нагрузок) (lб) в соответствии со СНиП 79-79 и схемой, представленной на рисунке 2.
Рис. 3. Схема поперечной привязки подкрановых путей башенных кранов вблизи выемки
Для песчаных и супесчаных грунтов:
lбез≥ 1,5h+0,4
для глинистых и суглинистых:
lбез= h+0,4
где: lбез - расстояние от основания до нижнего края балластной призмы (м).
h – глубина котлована, траншеи, выемки (м).
Для уточнения расстояния от края балластной призмы до оси рельса применяют формулу:
где: hб – высота слоя балласта (в метрах) зависящая от вида балласта и типа крана принимается по справочникам;
m – уклон боковых сторон балластной призмы (для песка -1/2; щебня, гравия -1/1,5; суглинка 1/1);
0,2 – минимально допустимое расстояние от конца балластной призмы, в метрах;
- длина шпалы, в метрах;
Установка самоходных кранов и транспортных средств вблизи котлованов, траншей с неукрепленными откосами исходя из тех же соображений, но по наименьшим расстояниям в соответствии со СНиП 12.03-99 и правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. Наименьшее допустимое расстояние по горизонтали от откоса выемки до ближайшей опоры машины принимается в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
Наименьшее допустимое расстояние по горизонтали от откоса выемки до ближайшей опоры машины, в м.
| Глубина котлована, м | Грунт (насыпной) | |||
| песчаный | супесчаный | суглинистый | глинистый | |
| 1,5 | 1,25 | |||
| 2,4 | 1,5 | |||
| 3,6 | 3,25 | 1,75 | ||
| 4,4 | ||||
| 5,3 | 4,75 | 3,5 |
При работе без опор это расстояние принимают до ближайшей оси колеса, а при работе с выносными опорами – до оси опор, расчет обеспечивают расположение машины за пределами призмы обрушения грунта. Обозначают на плане ось движения кранов.
Б) Продольная привязка подкрановых путей башенных кранов.
Размещение подкрановых путей в плане называется продольной привязкой. Для ее выполнения необходимо последовательно провести засечки раствором циркуля на оси передвижения крана в следующем порядке:
· раствором циркуля соответствующим максимальному рабочему вылету стрелы крана из крайних углов внешнего габарита здания (рис.4 а);
· из середины внутреннего контура здания раствором циркуля соответствующего минимальной высоте стрелы (рис. 4 б);
а) б)
Рис.4. Определение зон доступности крана для монтажа:
а) наиболее удаленных от крана элементов конструкции; б) наиболее приближенных к крану элементов конструкций.
· из центра тяжести наиболее тяжелых элементов, раствором циркуля соответствующим вылету стрелы l1-l4 , согласно грузовым характеристикам крана произвести засечки для установления возможности монтирования краном наиболее удаленных от крана и тяжелых элементов (рис.5).
Рис. 5. Определение возможности монтирования краном данной грузоподъемности.
· определение подкрановых путей производят по формуле:
где: 
расстояние между крайними стоянками кранов определяется графически вышепредставленным методом, м;
база крана
величина тормозного пути крана (в среднем принимается 1,5м);
расстояние от конца рельсов до тупиков (в среднем 0,5м).
Длину подкрановых путей корректируют в сторону увеличения, учитывая кратность длины полузвена подкрановых путей (6,25 м), причем, минимальная длина подкрановых путей – два звена, т.е. 25 м. Таким образом, принятая длина путей должна удовлетворять следующему условию:
где: 
количество звеньев.
Но, в случае необходимости установки крана на одном звене, необходимо предусмотреть комплекс мероприятий для выравнивания и упрочнения основания подкрановых путей, исключающих их просадку.
· определение крайних засечек на всех выполненных чертежах, которые и определяют положение центра крана в крайнем расположении, т.е. в крайних его стоянках (рис. 6).
Рис. 6. Определение крайних стоянок крана.
Таким образом, схема привязки башенного крана и подкрановых путей к строящемуся зданию выглядит в соответствии с рисунком 7.
| 6 5 4 |
Рис.7. Схема привязки башенного крана: С – расстояние от оси крана до здания;
1 – крайние стоянки крана; 2 – привязка крайней стоянки к оси здания; 3 – контрольный груз; 4 – конец рельс; 5 – место установки тупика;6 – база крана.
Для самоходных стреловых кранов. >
| Вылет стрелы крана |
| Ось движения крана |
| Зона обслуживания крана |
| Одна из крайних стоянок крана |
| Рядовая стоянка крана |
| lбез |
| Ось симметрии здания |
Рис. 8. Схема привязки стрелового крана
Для привязки стрелового крана (рис.8) необходимо определить требуемый вылет его стрелы в соответствии с вышеизложенным. После этого, на безопасном расстоянии от здания отмечаются крайние точки стоянки крана, затем раствором циркуля, равным вылету стрелы, отмечаются дуги зон влияния крана. Следует учесть, что по технологии работы стрелового крана, его монтажная зона в отличие от башенного, расположена до центральной оси монтируемого здания.
В) Определение зон влияния крана
Зона обслуживания крана (Рабочая зона крана) ЗДК – пространство
находящиеся в пределах линии описываемой крюком крана:
· для башенных кранов определяется путем нанесения из крайних стоянок полуокружностей радиусом, равным максимальному вылету стрелы и соединенных касательными линиями.
· для стреловых определяется путем нанесения 4-х окружностей из 4-х стоянок радиусом равным максимальному вылету стрелы и их соединением (рис. 15).
Опасная зона крана (ОЗК) – это пространство, находящееся в пределах
возможного перемещения груза подвешенного на крюке крана, равное расстоянию по горизонтали от зоны обслуживания крана до возможного места падения груза в процессе его перемещения.
Для стрелового крана:
(51),
Для башенного крана:
(52),
длина стрелы;
длина (высота) самой длинной конструкции;
максимальный рабочий вылет стрелы башенного крана;
дополнительное расстояние для безопасности, обусловленное возможным отклонением груза при падении от заданной траектории, принимается в соответствии с таблицей 3.
Таблица 3
Безопасное расстояние для башенных кранов
| Высота возможного падения, м |
| До10 | |
| До20 | |
| До70 | |
| До120 |