Как строятся краны? Пошаговое руководство по процессу строительства

В современной строительной индустрии краны — это настоящие стальные гиганты, которые благодаря своей огромной мощности и точности поднимают тяжелые строительные материалы на большую высоту, играя ключевую роль в строительстве небоскребов. Так Как строятся краны? Каковы их принципы работы и основные компоненты? И как обеспечивается безопасность их эксплуатации? В этом руководстве вы найдете ответы на эти вопросы благодаря всестороннему анализу.

Как работают краны?

Основная работа кранов основана на механических принципах. Они в основном полагаются на источники энергии, а различные механизмы работают вместе, чтобы поднимать, перемещать и размещать тяжелые предметы. Основной рабочий процесс выглядит следующим образом:

• Система питания (например, двигатели, двигатели внутреннего сгорания) приводит в действие подъемный механизм, который использует тросы или цепи для подъема или опускания крюка, обеспечивая вертикальное перемещение материала.
• Механизм передвижения перемещает кран или его части по рельсам, дорогам или другим поверхностям, расширяя его рабочий диапазон.
• Механизм подъема стрелы регулирует длину и угол наклона стрелы, изменяя горизонтальное положение груза.
• Механизм поворота позволяет стреле вращаться вокруг точки поворота, обеспечивая дополнительную гибкость при регулировке направления работы.

Эти механизмы работают в синергии, позволяя кранам точно выполнять различные подъемные задачи.

Принцип работы кранов можно резюмировать следующим образом: передача энергии с помощью силового привода → структурная опора для уравновешивания сил → взаимосвязанные механизмы, обеспечивающие точное подъемное действие. Несмотря на конструктивные различия между различными типами кранов (такими как мостовые, башенные и автокраны), их основной принцип остается неизменным — обеспечение перемещения тяжелых объектов в пространстве посредством «передачи и управления усилием».

Некоторые краны отличаются более сложной конструкцией в плане взаимодействия механизмов, например, серия вездеходных кранов SANY: их компактное шасси, оснащенное полным приводом и оптимизированной подвеской, может адаптироваться к различным строительным площадкам; в то время как вариативные конфигурации стрелы и гибкие комбинации противовесов еще больше расширяют возможности по работе в сложных эксплуатационных сценариях.

Как строятся краны на строительных площадках?

Итак, как собираются строительные краны? Это сложная система, которая обычно требует поэтапного подхода:

• Этап проектирования: план крана разрабатывается на основе эксплуатационных требований строительной площадки, спецификаций по несущей способности и условий на месте. Определяются размеры, материалы и рабочие параметры каждого компонента.
• Этап производства: Ключевые компоненты, такие как стрела, башня, шасси и силовые системы, изготавливаются в соответствии с проектными спецификациями. Производственный процесс требует высокоточного оборудования и строгого контроля качества для обеспечения прочности и безопасности.
• Транспортировка и сборка на месте: изготовленные компоненты доставляются на строительную площадку. С помощью небольших кранов или предварительно установленных частей крана различные компоненты постепенно собираются, включая возведение башни, установку стрелы и подключение силовой системы.
• Ввод в эксплуатацию и испытания: Механизмы крана, устройства безопасности и рабочие функции проходят испытания, чтобы гарантировать его безопасную и эффективную работу.

Краны на строительных площадках (на примере наиболее распространенных башенных кранов, далее именуемых «башенные краны») не «строятся с нуля» на месте. Вместо этого производство их основных компонентов сначала завершается на заводах, а затем они транспортируются на строительную площадку для сборки и монтажа на месте. Процесс монтажа должен строго соответствовать правилам безопасности и техническим стандартам, при этом основные этапы следующие:

1.Предварительная подготовка: обследование площадки и строительство фундамента

Устойчивость башенного крана зависит от прочного фундамента, и перед установкой необходимо выполнить следующее:

• Планирование площадки: определить место установки башенного крана (необходимо избегать препятствий, обеспечить, чтобы радиус действия охватывал строительную площадку, и держаться подальше от опасных источников, таких как высоковольтные линии).
• Проектирование и строительство фундамента: исходя из собственного веса и максимальной грузоподъемности модели башенного крана, залить железобетонный фундамент (обычно квадратную или круглую опорную платформу). Глубина и арматура должны соответствовать требованиям по несущей способности. В фундамент заранее заделываются высокопрочные болты для крепления основания (или ходовой части) башенного крана.
• Доставка оборудования: Основные компоненты башенного крана (такие как стандартные секции башни, стрела, противовес, поворотный механизм, кабина, противовесы и т. д.) доставляются на строительную площадку на больших грузовиках. Маршрут транспортировки и место подъема должны быть запланированы заранее.

2.Приемка фундамента и установка основания

• После того как бетонный фундамент затвердеет и достигнет требуемой прочности, сначала проверьте ровность фундамента, положение заранее заложенных деталей и несущую способность (должны соответствовать проектным чертежам).
• Закрепите основание (или ходовую часть) башенного крана на фундаменте с помощью заранее заложенных болтов, убедившись, что основание расположено ровно (погрешность должна удерживаться в пределах указанного диапазона, чтобы предотвратить наклон башни).

3.Сборка корпуса башни: постепенное поднятие «каркаса»

Корпус башни представляет собой вертикальную несущую конструкцию башенного крана, состоящую из нескольких «стандартных секций» (каждая длиной 1,5–3 метра, сваренных из стали). Во время монтажа:

• Используйте автокран (или уже установленный башенный кран) для подъема первой стандартной секции и закрепите ее на основании с помощью болтов.
• Поднимайте последующие стандартные секции по очереди, соединяя каждую секцию с помощью высокопрочных болтов, до достижения требуемой начальной высоты (ее можно будет дополнительно увеличить позже с помощью «механизма подъема» в соответствии с потребностями строительства).

4.Установка поворотного механизма и верхней конструкции

• Поворотный подшипник: Установите поворотный механизм (включая подшипники и приводные устройства) на верхней части корпуса башни, чтобы верхняя часть башенного крана (стрела, противовес и т. д.) могла поворачиваться на 360°.
• Кабина и электрическая система: Установите кабину с одной стороны поворотного механизма и подключите панель управления и кабели (подключенные к распределительной коробке на земле для обеспечения питания).
• Противовес: поднимите противовес (хвостовую конструкцию), закрепите его на поворотном механизме и установите противовесы (обычно бетонные или чугунные блоки) в соответствии с проектом для уравновешивания нагрузки стрелы.

5. Установка стрелы: ключевой несущий компонент

Стрела (подъемный рычаг) является основным рабочим компонентом башенного крана, ее длина варьируется от десятков до сотен метров. Во время установки:

• Сначала соедините сегменты стрелы (основную стрелу, вспомогательную стрелу, если применимо) на земле с помощью штифтов, чтобы сформировать единую конструкцию, и одновременно установите подъемные тросы (для управления подъемом стрелы).
• С помощью автокрана поднимите собранную стрелу, соедините ее с передней точкой шарнира поворотного механизма, затем соедините головку стрелы с лебедкой на противовесе с помощью тросов и отрегулируйте угол наклона стрелы до горизонтального или проектного положения.

6. Устройства безопасности и ввод в эксплуатацию

• Установите основные устройства безопасности: в том числе ограничители нагрузки (для предотвращения перегрузки), ограничители момента (для предотвращения опрокидывания), ограничители высоты (для контроля высоты подъема), ограничители поворота (для ограничения угла поворота) и т. д.
• Ввод в эксплуатацию: после включения питания проверьте, плавно ли работают механизмы подъема, наклона и поворота, правильно ли намотаны тросы, а также чувствительны ли и надежны ли устройства безопасности.
• Испытания нагрузкой: Проверьте несущую способность и устойчивость башенного крана посредством испытательных подъемов без груза, с номинальной нагрузкой и с нагрузкой, равной 1,25-кратной номинальной.

7. Приемка и сертификация

После завершения монтажа краны должны пройти проверку квалифицированными сторонними организациями и могут быть введены в эксплуатацию на строительной площадке только после успешного прохождения проверки. В дальнейшем также требуются регулярные проверки и техническое обслуживание для обеспечения безопасной эксплуатации.

«Монтаж» кранов на строительных площадках по сути представляет собой сборку на месте заводских готовых компонентов. Суть заключается в преобразовании «разборных деталей» в «рабочее оборудование» посредством точных механических соединений, электрического управления и проверки безопасности, что требует сотрудничества профессиональных команд и использования тяжелого подъемного оборудования на протяжении всего процесса.

Ключевые компоненты крана

Работа крана зависит от многих ключевых компонентов, обеспечивающих его функциональность:

• Стрела: основной несущий компонент, используемый для подвешивания и перемещения материалов. Обычно изготавливается из высокопрочной стали и может выдвигаться или втягиваться по мере необходимости.
• Подъемный механизм: включает в себя двигатель, редуктор, лебедку, стальной трос и крюк, отвечающие за подъем материалов. Его рабочие характеристики напрямую влияют на грузоподъемность и эффективность крана.
• Механизм поворота: состоит из поворотного подшипника и приводной системы, позволяет стреле и грузу поворачиваться на 360 градусов, повышая гибкость эксплуатации.
• Механизм передвижения: может быть колесным, гусеничным или рельсовым, что определяет мобильность крана и его пригодность для различных типов объектов.
• Система управления: управляет различными механизмами, включая рычаги, кнопки и приборы. Некоторые современные краны также оснащены интеллектуальными системами управления, которые повышают точность и безопасность работы.

Меры безопасности при эксплуатации крана

Обеспечение безопасности как при эксплуатации крана, так и для работников имеет решающее значение. Операторы должны пройти профессиональное обучение и сертификацию, а также быть хорошо знакомы с характеристиками крана и стандартами эксплуатации:

Проверка оборудования и окружающей среды перед началом работы

• Проверка оборудования: особое внимание следует уделить проверке подъемных приспособлений (крюков, цепей, тросов и т. д.) на наличие износа, деформации или поломок; проверке тормозных систем и ограничительных устройств (ограничителей нагрузки, ограничителей момента, ограничителей высоты и т. д.) работают четко и эффективно; затянуты ли все соединительные болты; нет ли утечек масла/воздуха в гидравлических/пневматических системах; а также находятся ли шины (для мобильных кранов) или гусеницы (для рельсовых кранов) в хорошем состоянии.
• Проверка окружающей среды: убедитесь, что площадка для работы ровная и прочная, без риска обрушения; устраните препятствия (такие как линии высокого напряжения, здания, кабели и т. д.) в радиусе действия крана и соблюдайте безопасное расстояние от линий высокого напряжения (в соответствии с применимыми стандартами, основанными на уровнях напряжения); проверьте погодные условия. Работа строго запрещена при неблагоприятных погодных условиях, таких как сильный дождь, сильный ветер (превышающий указанную скорость ветра) или густой туман.

Технические условия эксплуатации

• Строго соблюдайте «десять принципов запрета на подъем»: не поднимайте груз при перегрузке; не поднимайте груз при неясных сигналах; не поднимать груз, если он не закреплен надежно; не поднимать груз, если тянут под углом; не поднимать груз, если на подвешенном грузе находятся люди; не поднимать груз, если он зарыт под землей; не поднимать груз, если неисправны устройства безопасности ; не поднимать груз при слабом освещении и плохой видимости; не поднимать угловатые предметы без защитных мер; не поднимать груз, если емкости с жидким металлом переполнены.
• Перед началом подъема необходимо провести пробный подъем: поднимите груз на 10–30 см над землей, сделайте паузу, чтобы проверить эффективность торможения и нагрузку на подъемные механизмы, и продолжайте только в том случае, если не обнаружено никаких отклонений от нормы.
• Движения, такие как подъем, наклон и поворот, должны быть плавными и медленными. Следует избегать резких остановок или поворотов, чтобы предотвратить раскачивание груза или перегрузку и опрокидывание из-за инерции.
• При перемещении подвешенного груза держите его ниже препятствий в зоне работы (таких как строительные леса, здания) и никогда не допускайте его прохождения над людьми. Никому не разрешается стоять или находиться под подвешенным грузом.
• Категорически запрещается использовать кран для извлечения объектов, зарытых под землей (таких как сваи или стальные прутки неизвестного веса), чтобы избежать повреждения оборудования или опрокидывания из-за перегрузки.

Действия в чрезвычайных и особых ситуациях

• Если во время работы обнаружены ненормальные состояния оборудования (такие как ненормальный шум, утечка масла или отказ тормозов), немедленно остановитесь, опустите груз, отключите питание, сообщите об этом ответственному лицу и ни в коем случае не эксплуатируйте неисправное оборудование.
• В случае внезапного отключения электроэнергии или неисправности, в результате которой груз завис в воздухе, оператор должен сохранять спокойствие, ни в коем случае не покидать кабину без разрешения, немедленно подать предупредительные сигналы, организовать зону безопасности и связаться со специалистами для устранения неисправности.
• При совместной работе двух и более кранов необходимо четко распределить обязанности, соблюдать безопасные расстояния для предотвращения взаимного вмешательства, а распределение груза должно соответствовать проектным требованиям.

Процедуры после завершения работы

• После завершения работы крана его необходимо поставить на ровной, твердой и безопасной площадке, убрать стрелу и крюк, отключить питание и запереть кабину.
• Очистите место проведения работ, проверьте состояние всех компонентов оборудования, заведите журнал эксплуатации (с указанием неисправностей и отклонений от нормы) и передайте его персоналу по техническому обслуживанию для последующей проверки и технического обслуживания.

Строгое соблюдение вышеуказанных мер предосторожности позволяет свести к минимуму риски для безопасности при эксплуатации крана и обеспечить безопасность персонала и оборудования.

Заключение

Как жизненно важное оборудование в строительной отрасли, краны подпадают под строгие нормативные требования в отношении принципов их работы, процесса изготовления, ключевых деталей и безопасности эксплуатации. Понимание того, как устроены краны, не только помогает нам оценить роль, которую краны играют в строительстве, но и обеспечивает безопасную и эффективную эксплуатацию этих машин.

Часто задаваемые вопросы

Какие основные типы кранов используются в строительстве?

К основным типам кранов, широко используемых в строительстве, относятся башенные краны, мобильные краны, гусеничные краны и краны на колесном ходу.

• Башенные краны имеют большую высоту подъема и большой радиус действия, что делает их подходящими для строительства высотных зданий.
• Автокраны отличаются хорошей мобильностью и могут быстро перемещаться на различные строительные площадки, что делает их идеальным выбором для различных мобильных операций.
• Гусеничные краны имеют низкое давление на грунт и отличные внедорожные возможности, что делает их идеальными для подъема грузов на сложной местности.
• Автокраны сочетают в себе мобильность самоходных кранов и некоторые особенности башенных кранов, что обеспечивает гибкость их использования.

Как монтируются строительные краны?

Монтаж строительных кранов обычно требует подготовки площадки, выравнивания грунта и укладки прочного фундамента. Возьмем в качестве примера башенный кран:

• Перед установкой площадка выравнивается, и заливается бетонный фундамент.
• Затем с помощью мобильного крана собираются секции опорной рамы и фундамента, после чего устанавливаются секции мачты, которые крепятся болтами.
• Далее устанавливается поворотное устройство, а также подключаются и тестируются электрические и гидравлические системы.
• Затем устанавливаются стрела, противовес и противовесы. Если кран необходимо поднять, используется подъемная секция для гидравлического подъема верхней части и добавления дополнительных секций мачты.
• В заключение проводятся тщательные испытания и ввод в эксплуатацию.

Какие материалы может поднимать кран?

Краны способны поднимать самые разные материалы, включая сталь (такую как арматура, стальные трубы и балки), сборные железобетонные элементы (такие как плиты, стеновые панели и колонны), строительные материалы (такие как кирпич, песок и цемент), крупное оборудование (такое как лифты, котлы и кондиционеры) и другие тяжелые предметы. Однако краны разных типов и технических характеристик имеют различную грузоподъемность, что ограничивает вес и размер материалов, которые они могут поднимать.