Способ поворота вокруг шарнира

Поворот башен вокруг шарнира

Монтаж высотных сооружений методом поворота явился результатом стремления к выполнению основного объема мон­тажных работ на низких отметках и в безопасных условиях.
Метод наиболее часто применяют для башен высотой 40. 80 м, реже — при высоте до 100 м. Сборку осуществляют на земле в горизонтальном положении с использованием авто­крана. Пояс нижнего яруса башни закрепляют в шарнирах, которые устанавливают на фундаментах этой башни. Подъем в вертикальное положение осуществляют вокруг шарнира с по­мощью лебедок тяговых полиспастов и падающей стрелы, ко­торую могут заменить шевры, неподвижные и наклоняющиеся мачты, краны и другие монтажные механизмы. Достоинства метода — сборка конструкций башни на земле не требует высококвалифицированных верхолазов, сборка такелажа и подъ­емного оборудования также выполняется на земле и доступна для контроля.

Башню не только полностью собирают на земле и окраши­вают, но и монтируют большую часть радиотехнического обо­рудования, кабелей и проводки. При монтаже башни методом поворота учитывают наличие двух этапов. Первый — от начала поворота до положения неустойчивого равновесия, когда центр тяжести башни проходит через поворотный шарнир, после че­го наступает второй этап, когда включаются в работу тормоз­ные оттяжки и полиспасты, обеспечивающие плавное опуска­ние опорных башмаков на фундаменты.

Существует несколько разновидностей метода, которые в большей степени зависят от применяемого монтажного обору­дования:

• чистый метод поворота, когда одну часть башни собира­ют на собственном фундаменте, а другую монтируют на земле и с помощью такелажного оборудования поворачивают и сое­диняют с уже смонтированной частью;
• подъем с дотягиванием полиспастом (рис. 16.2) применим в тех случаях, когда грузоподъемность и вылет стрелы крана не позволяют поднять и установить башню в проектное положе­ние. С помощью самоходного крана конструкцию, закреплен­ную на фундаменте, поднимают до промежуточного положения. Далее включают в работу тяговые полиспасты — это один из самых простых и удобных способов, требующий наличия само­ходного крана и минимального такелажного оборудования. Он нашел самое широкое распространение при возведении опор ЛЭП, телебашен небольшой высоты, опор радиорелейной свя­зи, наблюдательных вышек;

Рис. 16.2. Схема подъема мачты поворотом с помощью монтажного крана:
I—III— положения мачты при подъеме; 1 — мачта; 2 — гусеничный кран; 3 — полиспаст; 4 — расчалка; 5 — лебедка; 6 — якорь для крепления пяты мачты

• монтаж поворотом с помощью падающей стрелы (рис. 16.3, а) также осуществляется с использованием специальной стойки, закрепленной на фундаменте или закрепляемой на земле, кото­рая помогает осуществить поворот башни вокруг шарнира. Ме­тод применяется относительно редко, для него требуется значи­тельная территория для укрупнения башни, опускания стрелы, крепежа боковых расчалок и тормозного устройства. Громоздок и узел опирания падающей стрелы. Иногда применяется монтаж башен падающими шеврами, преимущественно при отсутствии боковых расчалок и якорей. Недостаток — значительная масса шевра, сложность его транспортирования на другой объект.

Предварительно полностью собранную на земле в горизон­тальном положении башню поднимают в проектное положе­ние с использованием специальной оснастки. Для монтажа методом поворота применяют оборудование, состоящее из тя­говых полиспастов и «падающей стрелы», шевра или портала. Поскольку в процессе подъема конструкции возникают значи­тельные сдвигающие горизонтальные усилия, фундаменты, ан­керные устройства и закладные детали башни необходимо рас­считывать с учетом этих воздействий. К недостаткам метода относится необходимость большой свободной территории для укрупнения башни, расположения расчалок, подъемных и тор­мозных тяг.

Совершенствованием метода поворота вокруг шарнира яв­ляется безъякорный способ (рис. 16.3, б). Его особенность за­ключается в том, что силы, действующие в элементах оснаст­ки и в поднимаемой конструкции при монтаже, вызывают реакцию только в опорных шарнирах шевра (портала) и баш­ни. Отсутствие мощных якорей и лебедок большой грузоподъ­емности упрощает монтаж и уменьшает трудозатраты.

При подъеме башенных сооружений из горизонтального положения в вертикальное способом выжимания (рис. 16.3, в) поворот осуществляют вокруг опорного шарнира с использо­ванием такелажной системы с порталом, нижняя опорная часть которого перемещается вдоль оси поднимаемого соору­жения к фундаменту, а верхняя выжимает башню. Этот способ применяют в условиях стесненных площадок, при невозмож­ности использования кранов и необходимости снижения гори­зонтальных нагрузок на фундаменты.

Рис. 16.3. Монтаж башни поворотом вокруг шарнира:
а — «падающей» стрелой; б — безъякорным способом; в — способом выжимания; 1 — электролебедки; 2 — тяговый полиспаст; 3 — «падающая» стрела; 4 — башня в процес­се подъема; 5 — тормозной полиспаст; 6 — портал; 7 — тяги; 8 — мачта выжимания

Все рассмотренные варианты монтажа башен поворотом вокруг шарнира используют только для сооружений высотой до 90. 120 м из-за значительных монтажных усилий, возника­ющих в момент отрыва конструкции от земли.

Источник

Поворота вокруг шарнира

Этот способ применяется обычно для подъема аппаратов колонного типа на невысокие (до 2 м) фундаменты. Подъем оборудования может осуществляться как одиночными, так и парными монтажными мачтами. Способ обладает следующими преимуществами:

· максимальные нагрузки в такелажной оснастке возникают в начальный момент подъема, когда аппарат находится в горизонтальном положении, что повышает безопасность работ;

· масса поднимаемого оборудования может превышать грузоподъемность такелажных средств.

Подъем оборудования может осуществляться по двум вариантам.

Первый вариант. Мачты устанавливаются за поворотным шарниром (рис. 22,а). В этом случае оборудование поднимается до нейтрального положения в один этап с помощью грузового полиспаста. Затем с помощью тормозной оттяжки колонна плавно опускается на фундамент в проектное положение под действием собственной массы.

Второй вариант. Мачты устанавливаются между поворотным шарниром и центром массы поднимаемого оборудования (рис. 22,б). В этом случае оборудование монтируется в два этапа: сначала с помощью мачт колонна поднимается на максимально возможный угол, а затем дотягивается до нейтрального положения. На заключительной стадии монтажа колонна опускается в проектное положение тормозной оттяжки.

При выборе и расположении такелажных средств рекомендуются следующие оптимальные соотношения размеров:

– расстояние от якоря рабочей ванты до мачты l_я= (4–6) l_ц.м;

– расстояние от места строповки оборудования до его основания l_с=(1,3–2) l_ц.м .

Расчет такелажной оснастки по схеме, приведенной на рис. 22,а, сводится к следующему:

1. Определяют необходимую высоту мачты (м):

где l_ц.м – расстояние от центра массы до основания оборудования, м.

Рис. 22. Расчетная схема подъема оборудования мачтами методом поворота вокруг шарнира : а – первый вариант; б – второй вариант

2. Максимальное усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема оборудования (кН) рассчитывают по формуле

где G_о – масса поднимаемого оборудования, т; h_ф – высота фундамента, м;

l_ш – расстояние от оси шарнира до мачты, м; β – угол между мачтой и подъемным полиспастом.

где l_c – расстояние от основания оборудования до места строповки, м; D – диаметр аппарата, м.

По усилию Р_п рассчитывают подъемные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).

3. Усилие в рабочей ванте (кН) определяют по формуле

где γ – угол между мачтой и рабочей вантой, tg γ = l_я/Н_м ; l_я – расстояние от мачты до якоря рабочей ванты.

По усилию Р_р.в рассчитывают канат и якорь для задней ванты (см. п.2,9).

4. Суммарное сжимающее усилие (кН), действующее по оси мачты определяют как

где n – количество нерабочих вант; Р_н.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (прил. 14); S_п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; G_м – масса мачты, т; G_п – масса полиспаста, т; δ – угол наклона нерабочих вант к горизонту.

По усилию S_м рассчитывают сечение мачты (см. п.10).

5. Находим усилие в тормозной оттяжке:

где h_т – расстояние от основания оборудования до места крепления тормозной оттяжки, м; α_т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.

По усилию Р_т рассчитывают канат (см. п.2) тормозной оттяжки и лебедку (см. п.8).

Пример 11. Рассчитать такелажную оснастку для подъема металлической дымовой трубы высотой Н_o=36м, диаметром D=2,2м, массой G_o=28 т с центром массы, расположенным посредине ее высоты на фундамент высотой h_ф =3 м, способом поворота вокруг шарнира одиночной вертикальной мачтой, установленной за шарниром на расстоянии l_ш=6 м(см.рис. 22,а). Масса мачты G_м=6 т, масса полиспаста G_п=2 т, число нерабочих вант n=2, усилие в полиспасте S_п=40 кН, угол наклона нерабочих вант к горизонту δ=45 0 , угол наклона тормозной оттяжки к горизонту α_т=40 0 , высота крепления оттяжки h_т=23,4 м.

1. Определяем высоту мачты, выбирая соотношение

2. Находим угол между полиспастом и мачтой в начальный момент подъема трубы, при условии l_c=1,3 l_ц.м=1,3·18=23,4 м ,

tgβ = (l_c+l_ш) / (H_м –h_ф–0,5D) = =0,922; β ≈ 43 0 .

Усилие в подъемном полиспасте в начальный момент подъема

10·28∙18 / [(36–3)∙0,682–6·0,731]=278,1 кН.

3. Угол между мачтой и рабочей вантой определяем при l_я=5, l_ц.м=5·18=90 м:

tg γ=l_я/H_м= =2,5; γ ≈ 68 0 .

Усилие в рабочей ванте

4. Суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты, находим по формуле

5. Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке

Источник

15.3. Монтаж поворотом вокруг шарнира

Метод поворота вокруг шарнира заключается в установке полностью собранной в горизонтальном положении (на земле) и закреплённой в опорной точке конструкции в вертикальное (проектное) положение, без перемещения по горизонтали.

Наиболее часто этот метод применяется для башен высотой 40…100м; мачт и опор — до 75м. монтаж высотных сооружений методом поворота явил-ся результатом стремления к выполнению основного объёма монтажных ра-бот на низких отметках и в безопасных условиях.

Сборку осуществляют на земле в горизонтальном положении с исполь-зованием автокрана. Пояс нижнего яруса сооружения закрепляют в шарнирах. Которые устанавливают на фундаментах. Подъём в вертикальное положение осуществляют вокруг шарнира с помощью лебёдок тяговых полиспастов и падающей стрелы, которую могут заменить шевры, неподвижные и наклоня-ющееся мачты, краны и другие монтажные механизмы.

Конструкцию (башню, мачту) не только полностью собирают на земле, но и монтируют большую часть технологического оборудования (антенны, кабели, изоляторы, лестницы и др.).

Поворот вокруг шарнира проходит в два этапа: первый – от начала по-ворота до положения неустойчивого равновесия, когда центр тяжести башни проходит через поворотный шарнир, после чего наступает второй этап, когда включаются в работу тормозные оттяжки и полиспасты, обеспечивающие плавное опускание опорных башмаков на фундаменты (рис.15.2.).

Существует несколько разновидностей метода, которые в большей сте-пени зависят от применяемого монтажного оборудования:

чистый метод поворота, когда одну часть сооружения собирают на собственном фундаменте, а другую монтируют на земле и с помощью такелажного оборудования поворачивают и соединяют с уже смонтиро-ванной частью;

подъём с дотягиванием полиспастом применим в тех случаях, когда грузоподъёмность и вылет стрелы крана непозволяют поднять и устано-вить конструкцию в проектное положение. С помощью самоходного крана конструкцию, закреплённую на фундаменте, поднимают до про-межуточного положения. Далее включают в работу тяговые полиспасты — это один из самых простых и удобных способов, требующий наличия самоходного крана и минимального такелажного оборудования. Он нашёл самое широкое распространение при возведении опор ЛЭП, теле-башен небольшой высоты, опор радиорелейной связи, наблюдательных вышек;

монтаж поворотом с помощью падающей стрелы. Осуществляется с использованием специальной стойки, закреплённой на фундаменте или закрепляемой на земле, которая помогает осуществить поворот башни вокруг шарнира. Для монтажа применяют оборудование, состоящее из тяговых полиспастов и «падающей стрелы».

безъякорный способ – заключается в том, что не требуется устрой-ства якорей на основные усилия. Конструкцию поднимают мачтой, причём устойчивость мачты обеспечивают расчалками, закреплёнными за поднимаемую конструкцию. Низ мачты удерживают от сдвига поли-спастом, соединённым с основанием поднимаемой опоры.в процессе подъёма положение мачты относительно опоры не остаётся неизмен-ным: её поворачивают вместе с поднимаемой опорой, но так точки, во-круг которых они поворачиваются, различны, то положение их отно-сительно друг друга меняются. При подходе к проектному положению опору удерживают тормозным полиспастом. Для этого метода требуется большая территория для расстановки монтажного оборудования.

Все рассмотренные варианты монтажа сооружений поворотом вокруг шарнира используют только для сооружений высотой до 90…120м из-за зна-чительных монтажных усилий, возникающих в момент отрыва конструкции от земли.

Источник