ПРИСТАВНОЙ БАШЕННЫЙ КРАН Российский патент 1998 года по МПК B66C23/20 

Данное изобретение относится к башенным кранам, особенностью которых является то, что они устанавливаются неподвижно на рельсовом пути, либо на строительной площадке стационарно, а башня крана дополнительно крепится к возводимому зданию тягами, которые по сути являются частью металлоконструкции башенного крана, поскольку так же, как и другие элементы металлоконструкции, участвуют в восприятии и передаче статических и динамических нагрузок.

Изобретение предназначено для его использования в конструкциях приставных башенных кранов, используемых преимущественно в строительстве при возведении высотных зданий и сооружений.

Известен башенный кран, нижний конец башни которого жестко закреплен на основании строительной площадки вблизи строящегося здания, при этом башня крана связана со стенами здания тягами [1].

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является башенный кран, содержащий башню с опорной частью, неподвижно соединенной с основанием строительной площадки вблизи здания, расположенные в верхней части башни на опорно-поворотном круге кабину управления, секционную стрелу, противовесную консоль с противовесом и тяги, одни концы которых шарнирно связаны с башней, а другие их концы выполнены с элементами шарнирного соединения со зданием [2].

Использование тяг в конструкции крана исключает опасные изгибающие нагрузки в поясах и элементах башни, однако при возведении высотных зданий и сооружений особо сложной формы, имеющих по высоте и в основании ступенчатые контуры и значительные перепады высот, приводит к тому, что известный приставной башенный кран невозможно применить для возведения упомянутых высотных зданий.

Другим недостатком известного технического решения является то, что при возведении высотных зданий, увеличении высоты подъема груза путем наращивания башни крана, возникают особо опасные положения крана в его нерабочем состоянии. Во время стоянок крана при расторможенной верхней его поворотной части и воздействии на кран опасных ветровых нагрузок, поворотная часть поворачивается от действия ветра, стрела устанавливается "по ветру", нагрузки на башню крана существенно снижаются, однако ветровые нагрузки, действующие сзади крана в сторону стрелы, складываются с моментом сил, действующим от массы стрелы, и в результате этого из-за большой высоты башни возникает опасность ее изгиба в местах соединения с тягами, где концентрируются упомянутые нагрузки.

Применение известного приставного башенного крана и других аналогичных стандартных кранов ввиду сложной формы зданий и сооружений на практике оказалось невозможным.

Впервые данная техническая задача была выявлена при возведении Храма Христа Спасителя в г. Москве, когда необходимо было обеспечить высоту подъема монтируемых элементов Храма более чем на 100 м, а высота точек привязки башни крана к зданию оказалась недостаточной вследствие того, что стены нижней части Храма расположены ниже расчетных точек привязки башни к его несущим элементам - стенам и перекрытиям Храма.

Решаемой технической задачей данного изобретения является повышение универсальности приставного башенного крана путем обеспечения возможности его использования для монтажа сверхвысоких зданий и сооружений сложной формы.

Другой целью является повышение безопасности и надежности работы крана.

На фиг. 1 показан приставной башенный кран, соединенный со зданием, в частности приставной башенный кран при возведении Храма Христа Спасителя в г. Москве.

На фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (ходовая тележка 2 не показана).

Башенный кран содержит башню 1, установленную на опоре ходовой тележки 2, неподвижно закрепленной на рельсовом пути, который жестко связан с основанием 3 строительной площадки.

На верхней части башни 1 установлены на опорно-поворотном круге 4 кабина 5 управления, секционная стрела 6, выполненная из секций 7, и противовесная консоль 8 с противовесом 9. Тяги 10 одними концами шарнирно связаны с элементами 11 башни, а другие концы тяг 10 выполнены с элементами 12, служащими для шарнирной связи тяг со зданием.

Башенный кран снабжен установленным на противовесной консоли дополнительным противовесом 13, который перемещается вдоль консоли по мере увеличения высоты башни. Кран снабжен также дополнительными опорами башни, выполненными в виде стоек 15 и 16. Верхние концы стоек посредством элементов 12 соединены с тягами 10, а их нижние концы выполнены со средствами крепления к зданию. Каждое средство крепления представляет собой раму 17 с подушками 18, служащими для распределения нагрузок и соединения рамы 17 с элементами здания.

Каждая стойка выносной опоры имеет раскосы 19, соединенные со стойкой, рамой 17 или зданием. В верхней части стойки 15 и 16 соединены с тягами 10 элементами 12, которые могут быть выполнены в виде пальцев, зафиксированных в отверстиях стоек и тяг от перемещения, или в виде иных элементов соединения, известных в технике, которые служат, во-первых, для подвижного в заданном направлении движения, а во-вторых, для ограничения относительных перемещений соединяемых элементов в другом направлении.

В горизонтальной плоскости тяги расположены со стороны панели 20 (фиг. 3) башни 1 крана, образованной элементами ее металлоконструкции. Панель 20 обращена своей одной стороной к строящемуся зданию и к стойкам 15 и 16 опор крана. Стойка 15 соединена с панелью 20 башни посредством двух тяг 10, связанных с двумя поясами 21 и 22 панели 20, а другая стойка 16 соединена с поясом 22 панели 20. Тяги 10, соединенные со стойкой 15 и панелью 20, образуют жесткий малый треугольник, а тяги 10, соединенные с панелью 20 и двумя стойками 15 и 16, образуют с несущими неподвижными элементами здания большой жесткий треугольник, который в совокупности с малым жестким треугольником исключает кручение башни вокруг ее продольной оси при работе крана. Стойки 15 и 16 могут быть соединены между собой тягой 10 (фиг. 1, показана пунктиром).

Работает приставной башенный кран следующим образом.

Устанавливают на закрепленной на рельсовом ходу тележке 2 несколько секций башни с монтажной стойкой 23 и монтируют на секциях башни опорно-поворотный круг 4, кабину 5 управления, стрелу 6, противовесную консоль 8 и противовес 9. Затем с помощью монтажной стойки 23 известным способом наращивают башню крана путем подъема верхней части крана относительно нижней и введения в образовавшийся между ними проем дополнительных секций.

Далее устанавливают башенным краном на строящемся здании стойки 15 и 16 опор крана посредством рам 17, которые закрепляют на здании, а затем краном поднимают тяги 10 и шарнирно соединяют одни их концы с верхними концами стоек 15 и 16, а другие концы тяг соединяют с поясами панели 20 башни и в этом положении башню фиксируют в рабочем положении, исключающем ее опасные изгибы и кручения вокруг продольной собственной оси.

При работе крана - подъеме, опускании груза, пуске и торможении поворотной верхней части на опорно-поворотном круге, в элементах металлоконструкции башни возникают упомянутые нагрузки, которые через пояса 21 и 22 панели 20 передаются на тяги 10, стойки 15 и 16 и через рамы 17 - на несущие элементы здания.

Во время стоянки крана в нерабочем его положении, когда по правилам эксплуатации крана опорно-поворотный круг должен быть расторможен, верхняя часть крана воспринимает действие ветровых нагрузок. При этом поскольку площадь действия ветровых нагрузок на стрелу больше площади действия этих нагрузок на противовесную консоль, то стрела поворачивается в сторону действия ветра и в результате занимает положение "по ветру". В этом положении ветровые нагрузки действуют на кран со стороны противовесной консоли на заднюю часть башни, кабину управления, противовесную консоль с противовесом и на оголовок.

Поскольку в данном случае для высотного здания применена значительно нарощенная сверх расчета башня, то соответственно этому увеличиваются ветровые нагрузки, которые при этом складываются с нагрузками от действия собственной массы стрелы. В итоге увеличивается изгибающий момент на башне, в частности на ее панели 20, с которыми связаны тяги. Однако поскольку башня надежно прикреплена к зданию, а дополнительный противовес одновременно уравновешивает верхнюю часть крана от опасных перемещений и разворачивания ветром, то поставленная задача монтажа высотного здания успешно решается посредством нарощенной сверх расчета башни крана. При монтаже элементов купола и креста Храма Христа Спасителя в г. Москве, имеющего оригинальную и сложную форму по периметру в плане и по высоте, применение опор крана описанной выше конструкции в совокупности с дополнительным противовесом, позволило обеспечить монтаж упомянутых элементов здания на высоте более 70 м.

Башенный кран включает башню, установленную на опоре в виде ходовой тележки, неподвижно закрепленной на рельсовом пути, который жестко связан с основанием строительной площадки. Башня соединена со зданием посредством дополнительных ее опор в виде стоек, жестко закрепленных на здании. Верхние концы стоек шарнирно соединены с тягами, другие концы которых шарнирно соединены с башней. Нижние концы стоек выполнены со средствами их жесткого соединения с несущими элементами зданий. Стойки могут быть соединены между собой посредством дополнительных тяг. За счет повышения универсальности крана появляется возможность использования его для монтажа сверхвысоких зданий и сооружений сложной формы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

\\\1 1. Приставной башенный кран преимущественно для сверхвысоких зданий и сооружений сложной формы, содержащий башню с опорой в ее нижней части, жестко соединяемой с основанием строительной площадки вблизи здания, расположенные на верхней части башни опорно-поворотный круг, кабину управления, секционную стрелу, противовесную консоль с противовесом и тяги, одни концы которых предназначены для шарнирной связи с башней, а другие их концы для шарнирного присоединения к зданию, отличающийся тем, что кран снабжен по крайней мере одной дополнительной опорой, выполненной в виде вертикально расположенной стойки, верхний конец которой шарнирно связан с по крайней мере двумя тягами из числа ранее указанных, свободные концы которых шарнирно связаны с панелью башни в разных точках крепления, а нижний конец стойки выполнен со средствами для ее жесткого соединения с несущими элементами здания, при этом кран снабжен дополнительным противовесом, расположенным на противовесной консоли с возможностью его перемещения вдоль последней. \\\2 2. Кран по п. 1, отличающийся тем, что верхние части стоек дополнительных опор крана соединены между собой тягой, расположенной на уровне их верхних частей. \ \ \ 2 3. Кран по п.1 или 2, отличающийся тем, что стойка одной из дополнительных опор своей верхней частью дополнительно соединена со зданием тягой.