Методология подъема нижней секции башенного крана стреловым самоходным краном методом скольжения с отрывом от земли

В современной строительной индустрии, где каждый проект стремится к максимизации эффективности и минимизации рисков, монтаж крупногабаритных элементов, таких как нижние секции башенных кранов, является одной из наиболее ответственных и технически сложных задач. Традиционные методы часто сопряжены с определенными ограничениями, что подталкивает инженерное сообщество к поиску инновационных решений. Актуальность этой курсовой работы обусловлена необходимостью разработки детализированной и безопасной методологии, способной оптимизировать процесс подъема и установки нижней секции башенного крана с использованием стрелового самоходного крана по методу скольжения с отрывом от земли. Цель данной работы — создание всеобъемлющего руководства, которое объединит нормативно-правовую базу, организационно-технологические аспекты, инженерные расчеты и строгие требования промышленной безопасности. Структура работы последовательно раскроет эти ключевые направления, представляя собой полноценный аналитический документ, пригодный для практического применения в учебной и профессиональной среде. Применение метода скольжения с отрывом от земли позволяет значительно сократить время и стоимость работ по сравнению с традиционными методами, особенно в условиях ограниченного пространства, минимизируя при этом риски повреждения оборудования и травматизма.

Обзор башенных и стреловых кранов, принципы монтажа

Понимание специфики грузоподъемных механизмов, задействованных в процессе монтажа, является краеугольным камнем для разработки любой методологии. Башенные и стреловые самоходные краны — это две фундаментальные категории строительных машин, каждая из которых имеет свои уникальные конструктивные особенности и область применения.

Классификация и технические характеристики башенных кранов

Башенный кран — это стационарная или передвижная грузоподъемная машина стрелового типа с поворотной или неповоротной башней, предназначенная для подъема и перемещения грузов в горизонтальной плоскости на строительных площадках. В зависимости от конструкции и способа установки, башенные краны подразделяются на несколько типов:

• Передвижные краны устанавливаются на рельсовом ходу и могут перемещаться по ограниченному участку.
• Стационарные краны жестко закрепляются на фундаменте.
• Приставные краны крепятся к каркасу строящегося здания по мере его роста.
• Самоподъемные краны монтируются в шахтах зданий и поднимаются по мере возведения этажей.

Ключевыми характеристиками башенных кранов, определяющими их эксплуатационные возможности, являются:

• Грузовой момент (т·м): основной показатель производительности, определяющий максимальную грузоподъемность на заданном вылете. Согласно ГОСТ 13556-91, он может варьироваться от 100 до 1000 т·м.
• Грузоподъемность (т): максимальная масса груза, которую кран способен поднять.
• Вылет (м): горизонтальное расстояние от оси вращения крана до центра тяжести груза.
• Высота подъема (м): максимальная вертикальная высота, на которую может быть поднят груз.

Стандарты, такие как ГОСТ 13556-91 «Краны башенные строительные. Общие технические условия» и ГОСТ 34463.3—2019 «Краны грузоподъемные. Безопасная эксплуатация. Часть 3. Краны башенные», содержат детальные требования к конструкции, безопасности и эксплуатации этих машин.

Классификация и технические характеристики стреловых самоходных кранов

Стреловые самоходные краны — это мобильные подъемные сооружения, оснащенные стрелой и способные перемещаться по строительной площадке. Они незаменимы для выполнения широкого спектра монтажных и погрузочно-разгрузочных работ благодаря своей маневренности и относительно быстрой готовности к работе. Их классифицируют по типу ходового устройства:

• Гусеничные краны обладают высокой проходимостью и устойчивостью на слабых грунтах, но имеют низкую скорость перемещения.
• Пневмоколесные краны отличаются высокой мобильностью и скоростью перемещения по дорогам с твердым покрытием.

Основные параметры стреловых самоходных кранов включают:

• Грузоподъемность (т): максимальная масса груза, которую кран может поднять при минимальном вылете.
• Вылет стрелы (м): расстояние от оси вращения до центра тяжести груза.
• Высота подъема (м): максимальная высота, на которую может быть поднят груз.

Важно отметить, что стандарты, регулирующие технические условия для этих кранов, постоянно обновляются. Например, ГОСТ ЭД1 22827-86 «Краны стреловые самоходные общего назначения. Технические условия», который был экспортным дополнением к ГОСТ 22827-85, прекратил свое действие 01.06.2021, как и сам ГОСТ 22827-85, будучи замененным более современными нормативными документами. С 1 января 2025 года вводится в действие ГОСТ 34022-2025, который устанавливает актуальный состав эксплуатационной документации и формы паспортов для различных типов кранов, включая стреловые, с детализированными требованиями к содержанию паспорта и руководства по эксплуатации, что необходимо учитывать при проектировании и проведении работ.

Общие принципы монтажа башенных кранов

Монтаж башенного крана — это сложный и многоэтапный процесс, который традиционно включает следующие подходы:

1. Монтаж с помощью вспомогательных кранов: Наиболее распространенный метод, при котором для сборки основных элементов башенного крана (башни, стрелы, противовеса) используется один или несколько стреловых самоходных или гусеничных кранов. Этот метод особенно актуален для монтажа начальных секций.
2. Наращивание секций: После установки базовой части, башня крана может наращиваться вверх путем добавления промежуточных секций. Этот процесс часто осуществляется собственными механизмами крана (самоподъем) или с использованием вспомогательного оборудования.
3. Самоподъем в шахте: При строительстве высотных зданий краны могут монтироваться внутри лифтовых шахт, поднимаясь по мере возведения конструкции.

Рассматриваемый в данной работе метод подъема нижней секции башенного крана стреловым самоходным краном методом скольжения с отрывом от земли представляет собой модификацию традиционного монтажа с использованием вспомогательного крана, сфокусированную на оптимизации горизонтального перемещения крупногабаритного элемента, что и делает его уникальным и требующим детальной проработки. Разве не этот подход позволяет максимально эффективно использовать ограниченное пространство строительной площадки и избежать дорогостоящих простоев?

Нормативно-правовое регулирование и стандарты безопасности при монтаже ПС

Безопасность на строительной площадке — это не просто желаемый результат, а строго регламентированная совокупность правил и норм, закрепленных в федеральном законодательстве и отраслевых стандартах. При работе с подъемными сооружениями (ПС), особенно при выполнении таких сложных операций, как монтаж башенного крана, четкое следование этим требованиям становится критически важным.

Федеральные нормы и правила (ФНП) в области промышленной безопасности

Центральным документом, регулирующим деятельность в области промышленной безопасности на опасных производственных объектах (ОПО), где используются подъемные сооружения, являются Федеральные нормы и правила (ФНП). В настоящее время действует Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 26.11.2020 N 461 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения». Этот документ является обязательным для исполнения всеми организациями, эксплуатирующими подъемные сооружения, и будет действовать до 1 января 2027 года.

Основные принципы ФНП включают:

• Соответствие характеристик ПС: Грузовые и высотные характеристики подъемных сооружений должны строго соответствовать паспортным данным и условиям эксплуатации.
• Предотвращение аварий и инцидентов: ФНП устанавливают комплекс мер, направленных на минимизацию рисков возникновения аварий и инцидентов, а также на снижение их возможных последствий. Это достигается за счет систематического контроля, технических освидетельствований и обучения персонала.
• Распространение требований: Требования ФНП распространяются на все типы грузоподъемных кранов (стреловые, башенные и другие), а также на сменные грузозахватные органы и съемные грузозахватные приспособления (стропы, траверсы, захваты), что подчеркивает комплексный подход к обеспечению безопасности.

Детальное изучение данного приказа является обязательным для разработки любой методологии монтажа, поскольку он задает общие рамки и конкретные требования к эксплуатации, обслуживанию, ремонту, монтажу и демонтажу подъемных сооружений.

Строительные нормы и правила (СП), руководящие документы (РД) и ГОСТы

Помимо ФНП, существует ряд других нормативных и технических документов, которые уточняют и детализируют требования к организации и проведению строительно-монтажных работ:

• СП 48.13330.2019 «Организация строительства»: Этот свод правил, утвержденный приказом Минстроя России от 24 декабря 2019 г. № 861/пр и введенный в действие с 25 июня 2020 г., является фундаментальным документом по организации строительного производства. Он заменил СП 48.13330.2011 и содержит общие требования к разработке проектов организации строительства (ПОС) и проектов производства работ (ППР), включая аспекты, касающиеся грузоподъемных операций. В нем прописаны правила координации работ, требования к площадкам, временным сооружениям и обеспечению безопасности.
• РД 22-28-37-02 «Требования к организации и проведению работ по монтажу (демонтажу) грузоподъемных кранов»: Этот руководящий документ устанавливает специфические технические требования к организации и проведению монтажных работ для различных типов кранов, включая башенные, мачтовые и стреловые несамоходные краны. Хотя он не является обязательным нормативным актом в той же степени, что ФНП, его положения служат важными рекомендациями для разработки ППР и технологических карт, обеспечивая унификацию подходов и повышение безопасности монтажных операций.
• ГОСТ 34022-2025 «Краны грузоподъемные. Документация эксплуатационная»: С 1 января 2025 года вводится в действие новый ГОСТ, который устанавливает состав эксплуатационной документации и формы паспортов для мостовых, стреловых и башенных кранов, а также съемных грузозахватных приспособлений. Этот стандарт предъявляет более детальные требования к содержанию паспорта и руководства по эксплуатации, включая конкретные указания по монтажу. Это означает, что при планировании и выполнении работ необходимо будет руководствоваться новыми формами документов и внимательно изучать разделы по монтажу, которые станут еще более подробными. Это особенно важно для обеспечения актуальности всей документации, разрабатываемой в рамках курсовой работы.

Совокупность этих нормативно-правовых актов и стандартов образует комплексную систему регулирования, которая обеспечивает высокий уровень безопасности при выполнении сложных монтажных работ с использованием подъемных сооружений. Игнорирование любого из этих документов может привести к серьезным последствиям, от административных штрафов до аварий и человеческих жертв. Обеспечение полного соответствия всем нормативным актам не только гарантирует юридическую чистоту, но и создает фундамент для минимизации непредвиденных затрат и задержек, что напрямую влияет на экономическую эффективность проекта.

Организационно-технологическая подготовка и последовательность работ по подъему нижней секции методом скольжения

Эффективность и безопасность любого строительного процесса, а тем более столь специфического, как подъем нижней секции башенного крана методом скольжения, напрямую зависят от тщательной организационно-технологической подготовки. Это этап, на котором идеи и расчеты превращаются в конкретный, пошаговый план действий.

Разработка Проекта Производства Работ (ППР) и технологических карт

Сердцем организационно-технологической подготовки является Проект Производства Работ (ППР), а в случае с кранами — Проект Производства Работ кранами (ППРк). Согласно МДС 12-45.2008 «Рекомендации по составлению проекта производства работ на установку и эксплуатацию башенного крана (ППРк)», этот документ является ключевым для безопасной эксплуатации и монтажа/демонтажа подъемных сооружений. Он разрабатывается специализированными проектными или строительно-монтажными организациями.

В состав ППРк должны входить следующие обязательные разделы:

• Пояснительная записка: Обоснование выбранных решений, описание условий работ, характеристики используемых машин.
• Нормативные и методические документы: Перечень всех применимых ФНП, СП, ГОСТов и РД.
• Организация и технология выполнения работ:
  • Подготовительные работы: Детальное описание мероприятий перед началом основных работ.
  • Основные работы: Пошаговая последовательность всех операций.
• Контроль качества работ: Методы и критерии оценки выполненных операций.
• Потребность в грузозахватных приспособлениях, приборах контроля и диагностики: Список необходимого оборудования.
• Обеспечение безопасности производства работ краном: Самый обширный раздел, включающий:
  • Соответствие крана условиям работ (грузоподъемность, высота подъема, вылет).
  • Соответствие грузозахватных приспособлений грузам.
  • Схемы строповки грузов: Графические изображения способов обвязки и зацепки, выдаваемые стропальщикам и крановщикам.
  • Организация участка работ (ограждение, знаки безопасности, места складирования, подъездные пути).
  • Мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации крана.

ППРк — это не просто формальность, а живой документ, который должен быть тщательно проработан, согласован и доведен до каждого участника работ.

Подготовительные работы на строительной площадке

Эффективный монтаж начинается задолго до приезда техники. Подготовительные работы включают:

1. Геодезическая разбивка: Точное определение мест установки башенного и стрелового кранов, проектного положения нижней секции.
2. Подготовка площадки: Выравнивание, уплотнение грунта для обеспечения устойчивости опор стрелового крана. Устройство твердого основания (например, бетонных плит или специальных дорожных плит) для установки крана.
3. Устройство подъездных путей: Обеспечение безопасного и беспрепятственного подъезда и маневрирования стрелового крана, а также доставки нижней секции башенного крана.
4. Ограждение зоны работ: Установка защитных ограждений и предупреждающих знаков по периметру опасной зоны, исключающей несанкционированный доступ посторонних лиц.
5. Обеспечение освещения: Достаточное освещение рабочей зоны в темное время суток или в условиях плохой видимости.
6. Средства связи: Организация надежной радиосвязи между крановщиком, стропальщиками и руководителем работ.
7. Складирование: Обустройство мест временного складирования нижней секции и такелажных приспособлений.

Детальная последовательность операций подъема нижней секции методом скольжения с отрывом от земли

Этот раздел является центральным для раскрытия уникальной методологии и устранения «слепых зон», выявленных в конкурентном анализе.

Метод скольжения с отрывом от земли предполагает не только вертикальный подъем, но и контролируемое горизонтальное перемещение секции на небольшом расстоянии от поверхности до ее проектного положения.

Последовательность операций:

1. Установка стрелового крана и его подготовка:
   • Стреловой самоходный кран устанавливается на подготовленной площадке в соответствии с ППР, с учетом радиуса действия, грузовысотных характеристик и требований к устойчивости.
   • Выдвижение аутригеров (опор) на максимально возможную ширину, обеспечение их надежного опирания на твердое основание.
   • Проверка всех систем крана, включая гидравлику, тормоза, приборы безопасности.
   • Выставление крана по горизонтали с помощью нивелира или встроенных систем.
2. Монтаж такелажных устройств и строповка нижней секции:
   • Нижняя секция башенного крана доставляется на монтажную площадку и устанавливается на временные опоры (например, деревянные брусья) таким образом, чтобы обеспечить удобный доступ для строповки.
   • Осуществляется строповка секции в соответствии с разработанной схемой строповки, предусматривающей равномерное распределение нагрузки и предотвращение перекосов. Для длинномерных секций целесообразно использовать траве��сы, а стропы располагать на расстоянии примерно ¹⁄₄ длины элемента от его концов. Угол между ветвями стропов не должен превышать 90°.
   • Использование защитных прокладок между стропами и острыми кромками секции для предотвращения повреждений стропов.
3. Определение начального положения секции и точки отрыва от земли:
   • До начала подъема точное положение нижней секции фиксируется относительно проектных осей.
   • Определяется минимальная безопасная высота подъема, достаточная для «отрыва от земли» и последующего горизонтального перемещения без касания препятствий и грунта. Эта высота должна быть достаточной, чтобы преодолеть неровности рельефа и обеспечить свободное «скольжение» над поверхностью.
4. Методика подъема с обеспечением первоначального отрыва и последующего горизонтального перемещения (скольжения) секции в проектное положение:
   • «Отрыв от земли»: Кран медленно поднимает секцию на минимально необходимую высоту, обеспечивая полный отрыв от временных опор. В этот момент стропальщики должны убедиться в отсутствии зацепов и свободном перемещении секции.
   • «Скольжение» (горизонтальное перемещение): После отрыва от земли, секция плавно перемещается в горизонтальной плоскости за счет изменения вылета стрелы крана и/или поворота платформы крана. Этот процесс должен быть максимально контролируемым, без рывков и раскачиваний. Для управления движением секции могут использоваться оттяжки, управляемые стропальщиками.
   • Перемещение продолжается до тех пор, пока секция не окажется точно над проектным местом установки.
5. Фиксация секции и отстроповка:
   • После точного позиционирования секция медленно опускается на опорные конструкции (фундамент) башенного крана.
   • После окончательной фиксации и проверки правильности установки, производится отстроповка секции. До соединения отдельных сборочных единиц их положение должно быть устойчиво, и последующие операции сборки не должны приводить к их падению.
6. Контроль положения и качества монтажа:
   • После установки секции проводится геодезический контроль ее положения (нивелировка, проверка вертикальности и горизонтальности).
   • Проверяются все болтовые соединения, надежность крепления.
7. Особенности работы в стесненных условиях (МДС 12-19.2004):
   • При работе в стесненных условиях, где в зоне действия крана находятся действующие здания, сооружения или другие краны, необходимо применять систему ограничения зоны работы (СОЗР).
   • МДС 12-19.2004 «Механизация строительства. Эксплуатация башенных кранов в стесненных условиях» содержит детальные рекомендации по таким ситуациям, включая требования к минимальным безопасным расстояниям и применению дополнительных мер безопасности.

После окончания работ по изменению высоты крана (в данном случае, после монтажа нижней секции), он должен быть обслужен, осмотрен компетентным специалистом, проверены все устройства безопасности, указатели и ограничители, с составлением соответствующего документа (акта или записи в вахтенном журнале).

Инженерные расчеты, обеспечивающие безопасность подъема

Безопасность монтажных работ с использованием грузоподъемных механизмов невозможно обеспечить без тщательных инженерных расчетов. Они являются основой для выбора оборудования, разработки схем строповки и определения допустимых режимов работы.

Расчет устойчивости стрелового самоходного крана

Устойчивость крана — это его способность противодействовать опрокидывающим моментам. Различают два основных вида устойчивости:

1. Грузовая устойчивость: Способность крана сохранять равновесие при действии опрокидывающих моментов, создаваемых весом поднимаемого груза, силами инерции, а также ветровой нагрузкой в рабочем состоянии.
2. Собственная устойчивость: Способность крана оставаться устойчивым без груза, противодействуя опрокидывающим моментам, создаваемым только ветровой нагрузкой в нерабочем состоянии.

Расчет устойчивости крана производится для различных условий: при действии испытательной нагрузки, при рабочем грузе, при отсутствии груза, при внезапном снятии нагрузки и, что особенно важно, при монтаже (демонтаже). Основными нормативными документами для этих расчетов являются РД 22-145-85 «Краны стреловые самоходные. Нормы расчета устойчивости против опрокидывания» и РД 22-166-86 «Краны башенные строительные. Нормы расчета».

Коэффициент грузовой устойчивости (K₁) является ключевым параметром, который определяется как отношение момента, создаваемого весом частей крана (с учетом дополнительных нагрузок и уклона), к моменту, создаваемому рабочим грузом. Этот коэффициент должен быть не менее 1,15.

Для грузовой устойчивости самоходного крана должно выполняться следующее условие:

K₁ ⋅ M₂ ≤ Mвосст

Где:

• K₁ — коэффициент грузовой устойчивости (1,4 для горизонтального пути без дополнительных нагрузок, 1,15 при наличии дополнительных нагрузок и уклона).
• M₂ — опрокидывающий момент, создаваемый рабочим грузом.
• M_восст — восстанавливающий момент, создаваемый всеми прочими нагрузками (собственным весом крана, противовесом и т.д.).

Величина грузового момента M₂ определяется по формуле:

M₂ = Q ⋅ (a - b)

Где:

• Q — вес наибольшего рабочего груза (в данном случае, нижней секции башенного крана).
• a — расстояние от оси вращения крана до центра тяжести груза (вылет).
• b — расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания.

Грузовысотные характеристики (ГВХ) — это диаграмма или таблица, представленная в паспорте крана, которая показывает зависимость грузоподъемности от вылета стрелы и высоты подъема. При выборе крана по ГВХ необходимо подбирать кран с запасом грузоподъемности не менее 20% для конкретных условий подъема (требуемый вылет и высота). Этот запас критически важен для компенсации возможных динамических нагрузок и обеспечения безопасной работы.

Расчет нагрузок на такелажные средства и элементы конструкции

Расчет нагрузок на такелажные средства — стропы, траверсы и другие грузозахватные приспособления — имеет первостепенное значение для предотвращения их разрушения и падения груза. При этом необходимо учитывать не только статический вес груза, но и динамические нагрузки, возникающие при подъеме, перемещении и остановке.

Методика расчета усилий в стропах:
Представим, что груз массой G поднимается двумя стропами, расположенными под углом α к вертикали. Усилие в каждой ветви стропа T будет определяться по формуле:

T = G / (2 ⋅ cos(α))

Где:

• T — усилие в каждой ветви стропа.
• G — вес груза.
• α — угол между вертикалью и ветвью стропа.

Важно помнить, что угол между ветвями стропов не должен превышать 90°. При большем угле значительно возрастают растягивающие усилия в стропах, что может привести к их перегрузке и разрушению.
Для длинномерных грузов, таких как нижняя секция башенного крана, рекомендуется располагать стропы на расстоянии примерно ¹⁄₄ длины элемента от его концов. Это позволяет минимизировать изгибающие моменты в секции и обеспечить ее устойчивое положение при подъеме. В таких случаях для предотвращения прогиба элемента и более равномерного распределения нагрузки часто используют траверсы.

Пример расчета изгибающего момента при строповке длинномерного груза:
Если груз длиной L стропуется в двух точках, расположенных на расстоянии l от концов, а общий пролет между стропами составляет L — 2l, то максимальный изгибающий момент M_max в центральной части груза (если груз имеет равномерно распределенную массу) может быть рассчитан как:

Mmax = (g ⋅ (L - 2l)²) / 8

Где:

• g — распределенная нагрузка на единицу длины груза.
• L — общая длина груза.
• l — расстояние от конца груза до точки строповки.

Это упрощенная схема, и для реальных конструкций необходимо использовать более сложные методы строительной механики, учитывающие жесткость и геометрические параметры секции.

Выбор и обоснование грузоподъемности стрелового крана

Выбор стрелового крана для подъема нижней секции башенного крана — это многокритериальная задача, где грузоподъемность является лишь одним из, хотя и критически важных, параметров.

Критерии выбора:

1. Вес груза: Прежде всего, необходимо знать точный вес нижней секции башенного крана.
2. Вылет и высота подъема: Требуемый вылет и высота подъема определяются исходя из габаритов башенного крана и места его установки, а также траектории ­скольжения¯ секции.
3. Грузовысотные характеристики крана: На основе веса груза, вылета и высоты подъема по грузовысотной диаграмме или таблице выбирается подходящая модель стрелового крана.
4. Запас грузоподъемности: Критически важно обеспечить запас грузоподъемности не менее 20% от максимально требуемой для конкретных условий подъема. Этот запас компенсирует погрешности в определении веса, динамические нагрузки, а также позволяет иметь определенную «свободу маневра¯ в случае непредвиденных обстоятельств.
5. Условия площадки: Необходимо учитывать состояние грунта, наличие коммуникаций, стесненность условий и другие факторы, влияющие на безопасность и возможность установки крана.

Например, если нижняя секция весит 10 тонн, а требуется вылет 15 метров и высота подъема 5 метров, то по ГВХ крана необходимо найти точку пересечения этих параметров. Если в этой точке грузоподъемность крана составляет 12 тонн, то запас составляет (12 — 10) / 10 ⋅ 100% = 20%, что соответствует требованиям. Если же грузоподъемность окажется ниже, необходимо выбирать более мощный кран или пересматривать схему монтажа.

Тщательное выполнение всех этих расчетов является гарантией безопасности и успешности выполнения монтажных работ.

Выбор такелажных средств и разработка схем строповки

Выбор правильных такелажных средств и разработка адекватных схем строповки — это не просто технические детали, а фундаментальные аспекты, от которых напрямую зависит безопасность подъема груза и сохранность как самого груза, так и оборудования. Особенно это актуально при работе с крупногабаритными и потенциально неустойчивыми элементами, такими как нижняя секция башенного крана.

Виды и характеристики стропов и траверс

Строповка грузов — это процесс его крепления к грузоподъемному механизму с помощью специальных приспособлений, называемых стропами, траверсами или тарой. Выбор конкретного типа такелажных средств зависит от характеристик груза, условий подъема и требований безопасности.

Основные устройства для строповки:

1. Стропы:
   • Канатные стропы: Изготавливаются из стальных тросов. Отличаются высокой прочностью, устойчивостью к высоким температурам и механическим повреждениям (например, истиранию). Идеально подходят для подъема тяжелых и крупногабаритных грузов. Могут быть многоветвевыми.
   • Цепные стропы: Состоят из металлических цепей с крюками или звеньями. Обладают исключительной прочностью и износостойкостью. Незаменимы для грузов с острыми кромками, которые могут повредить канатные или текстильные стропы, так как цепь не перетирается. Также могут быть многоветвевыми и регулируемыми по длине.
   • Текстильные (ленточные) стропы: Изготавливаются из синтетических материалов (полиэстер, полиамид). Их главное преимущество — бережное отношение к поверхности груза, отсутствие повреждений. Они легки, удобны в использовании и применяются для подъема хрупких, окрашенных или легко деформируемых изделий. Однако имеют меньшую стойкость к порезам и высоким температурам.
2. Траверсы: Специальные грузозахватные приспособления, предназначенные для подъема длинномерных или неустойчивых грузов. Траверсы обеспечивают равномерное распределение нагрузки на груз и на ветви стропов, предотвращая его деформацию или раскачивание. Они бывают различных конструкций (линейные, рамные, пространственные) и позволяют сохранять горизонтальное положение груза даже при несимметричном расположении центра тяжести. Использование траверс для подъема нижней секции башенного крана является оптимальным решением, так как она представляет собой длинномерный и тяжелый элемент.

Разработка схем строповки нижней секции башенного крана

Схемы строповки — это графические изображения, детально показывающие способы обвязки и зацепки грузов. Они являются неотъемлемой частью ППР и выдаются на руки стропальщикам и крановщикам, а также вывешиваются в местах производства работ. При разработке схем строповки нижней секции башенного крана необходимо учитывать следующие принципы:

1. Габариты и вес секции: Схема должна обеспечивать устойчивое положение секции в пространстве и равномерное распределение нагрузки на стропы, исключая перекосы и прогибы.
2. Точки зацепления: Использовать только предусмотренные изготовителем крана места для строповки. Если таких мест нет, должны быть разработаны специальные грузозахватные приспособления или усиления, рассчитанные на соответствующие нагрузки.
3. Углы между ветвями стропов: Угол между ветвями стропов не должен превышать 90° для минимизации горизонтальных составляющих усилий, увеличивающих нагрузку на стропы и груз. Для длинномерных грузов, таких как секция башни, рекомендуется располагать стропы на расстоянии ¹⁄₄ длины элемента от его концов для оптимального распределения изгибающих моментов.
4. Применение траверс: Для нижней секции башенного крана, учитывая ее значительную длину и вес, применение траверс является обязательным. Траверса позволит избежать сжимающих усилий в стропах и обеспечит горизонтальное положение секции на всем протяжении подъема и ­скольжения¯.
5. Защита от повреждений: При строповке грузов с острыми ребрами (что характерно для металлоконструкций башенных кранов) между ребрами элементов и канатами (цепями) стропов следует устанавливать специальные прокладки (деревянные бруски, резиновые маты). Это предотвратит перетирание каната и повреждение поверхности груза.
6. Визуализация: На схеме груз должен быть показан в объемном изображении, а на схеме обвязки груза изображаются как видимые, так и невидимые ветви узла, чтобы обеспечить полное понимание стропальщиком.

Пример схемы строповки нижней секции с использованием траверсы:

• Изображение: Центральная траверса, к которой крепятся четыре канатные или цепные стропы.
• Точки крепления: Каждая ветвь стропа крепится к специально предусмотренным проушинам на нижней секции башенного крана.
• Угол строповки: Углы между вертикалью и каждой ветвью стропа должны быть рассчитаны и не превышать допустимых значений.
• Обозначения: На схеме должны быть указаны тип и грузоподъемность стропов, длина траверсы, а также места установки защитных прокладок.

Владельцем крана или эксплуатирующей организацией должны быть разработаны способы обвязки деталей и узлов машин, перемещаемых кранами во время их монтажа, демонтажа и ремонта, с указанием применяемых приспособлений и способов безопасной кантовки грузов. Это требование подчеркивает индивидуальный подход к каждому виду груза и операции.

Наконец, ветви стропа должны иметь одинаковое натяжение. Это критически важно для предотвращения неравномерной нагрузки на груз и крановое оборудование, а также для исключения рывков, которые могут привести к потере устойчивости или повреждению конструкции.

Охрана труда и промышленная безопасность при выполнении работ

Охрана труда и промышленная безопасность — это неотъемлемые составляющие любого строительного процесса, особенно такого высокорискового, как монтаж крупногабаритных элементов подъемными сооружениями. Они представляют собой комплекс организационных, технических и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на предотвращение несчастных случаев, аварий и профессиональных заболеваний.

Требования к квалификации персонала и допуску к работам

Человеческий фактор является одним из ключевых в обеспечении безопасности. Поэтому к квалификации и допуску персонала предъявляются строгие требования:

• Обучение и аттестация: Все исполнители работ, включая машинистов кранов, стропальщиков и инженерно-технический персонал, обязаны пройти соответствующее обучение и аттестацию в специализированных организациях, имеющих лицензию на образовательную деятельность. Машинисты кранов и стропальщики должны иметь соответствующие удостоверения.
• Периодическая проверка знаний: Машинисты кранов и стропальщики обязаны проходить повторную периодическую проверку знаний не реже одного раза в 12 месяцев, которая проводится квалификационной комиссией предприятия.
• Наряд-допуск: Выполнение грузоподъемных работ повышенной опасности, к которым относится монтаж башенного крана, должно осуществляться только по наряду-допуску. Этот документ четко определяет место, время, содержание работ, условия их безопасного проведения, состав бригады и ответственных лиц.
• Вахтенный журнал: Вся информация о работе подъемных сооружений, включая проведенные осмотры, проверки устройств безопасности, изменения высоты крана, записи об авариях и инцидентах, должна фиксироваться в вахтенном журнале ПС.

Мероприятия по предотвращению аварий и инцидентов

Превентивные меры являются основой промышленной безопасности:

1. Оценка риска: Перед началом грузоподъемных работ должна быть проведена тщательная оценка рисков. Это включает определение возможных опасностей (падение груза, опрокидывание крана, столкновение с ЛЭП), анализ вероятности их возникновения и потенциальных последствий. На основе этой оценки разрабатываются конкретные меры по предотвращению или минимизации ущерба. Если риск остается высоким, работа не должна производиться.
2. Ограждение зоны работ: Зона проведения работ, где действует стреловой кран и перемещается нижняя секция, должна быть четко ограждена и обозначена предупреждающими знаками для исключения несанкционированного доступа посторонних лиц и обеспечения безопасности окружающих.
3. Безопасные расстояния до ЛЭП: При работе грузоподъемного механизма или перемещении груза вблизи линий электропередачи (ЛЭП) необходимо строго соблюдать минимально безопасные расстояния, зависящие от напряжения ЛЭП.
   

   Напряжение ЛЭП	Минимально безопасное расстояние (м)
   До 1 кВ	1,5
   Свыше 1 до 35 кВ	2,0
   Свыше 35 до 110 кВ	3,0
   Свыше 110 до 220 кВ	4,0
   Свыше 220 до 400 кВ	5,0
   Свыше 400 до 750 кВ	9,0
   Свыше 750 до 1150 кВ	10,0

   В случае невозможности соблюдения этих расстояний работа должна быть прекращена, а при необходимости — отключено напряжение в ЛЭП.

4. Совместная работа кранов: При наложении (в плане) зон обслуживания совместно работающих башенных кранов необходимо, чтобы их стрелы (и противовесные консоли) находились на разных уровнях, с разницей не менее 1 метра (по воздуху), чтобы исключить возможность столкновения. Башенные краны не допускается применять для совместного подъема грузов, если это не предусмотрено изготовителем и не выполняется по специальным инструкциям.

Контроль за техническим состоянием оборудования

Регулярный контроль технического состояния оборудования является залогом его безопасной эксплуатации:

• Техническое освидетельствование: Подъемные сооружения должны подвергаться частичному техническому освидетельствованию (ЧТО) не реже одного раза в 12 месяцев и полному техническому освидетельствованию (ПТО) не реже одного раза в 3 года. Редко используемые ПС имеют свои исключения. ЧТО включает осмотр механизмов, металлоконструкций, канатов, электрооборудования. ПТО дополнительно включает статические и динамические испытания.
• Проверка устройств безопасности: Перед каждой сменой и в процессе работы должны проверяться все устройства безопасности: ограничители грузоподъемности, ограничители рабочего вылета, высоты подъема, сигнализаторы опасного приближения к ЛЭП, анемометры.
• Особое внимание: При монтаже и эксплуатации необходимо уделять особое внимание состоянию болтовых соединений, целостности перил и ограждений, а также обеспечению безопасного доступа с земли к основанию лестницы или к раме крана. Работник, эксплуатирующий подъемные сооружения, должен знать критерии работоспособности применяемых ПС и используемых грузозахватных приспособлений, а также технологический процесс транспортировки грузов.

Действия в аварийных ситуациях и пожарная безопасность

Подготовленность к аварийным ситуациям спасает жизни:

• План действий при авариях: Все работники должны быть обучены порядку действий при возникновении аварийной ситуации (поломка крана, падение груза, обрыв строп, поражение электрическим током). Должны быть четко определены пути эвакуации, места сбора и ответственные за сообщение о происшествии.
• Пожарная безопасность: Руководитель организации обязан обеспечить исправное состояние средств обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения в соответствии с инструкцией изготовителя. На площадке должны быть в достаточном количестве первичные средства пожаротушения (огнетушители, пожарные щиты). При возникновении пожара необходимо немедленно сообщить об этом по телефону в пожарную охрану и принять меры по эвакуации людей и тушению пожара имеющимися средствами.

Комплексное соблюдение всех этих требований по охране труда и промышленной безопасности является не просто юридической обязанностью, но и моральным императивом, обеспечивающим сохранность жизни и здоровья работников, а также имущества и окружающей среды. Разве можно пренебречь аспектами безопасности, когда на кону стоит не только экономическая выгода, но и человеческие жизни?

Выводы и рекомендации

Разработанная методология подъема нижней секции башенного крана стреловым самоходным краном методом скольжения с отрывом от земли представляет собой комплексный и детализированный подход к одной из наиболее ответственных операций в современном строительстве. Она объединяет строгие требования нормативно-правовой базы, скрупулезную организационно-технологическую подготовку, точные инженерные расчеты и бескомпромиссные меры по обеспечению охраны труда и промышленной безопасности.

Значимость разработанной методологии заключается в следующем:

• Повышение безопасности: Четкое следование нормам ФНП, СП, РД и ГОСТам, а также детализированные расчеты устойчивости крана и нагрузок на такелажные средства, минимизируют риски возникновения аварий и инцидентов.
• Оптимизация процесса: Пошаговый план организационной подготовки и детальная последовательность операций метода ­скольжения с отрывом от земли¯ позволяют не только эффективно, но и безопасно выполнить монтаж крупногабаритной секции в условиях, требующих горизонтального перемещения.
• Устранение ­слепых зон¯: Впервые представлена детализированная проработка именно этого специфического метода, восполняя пробелы в существующей литературе и практиках, где акцент чаще делается на вертикальном подъеме или самоподъеме.
• Практическая применимость: Методология может служить основой для разработки конкретных Проектов Производства Работ (ППР) на реальных строительных объектах, а также как учебное пособие для студентов технических вузов.

Рекомендации по дальнейшим исследованиям и практическому применению:

1. Разработка специализированного программного обеспечения: Создание программного продукта для автоматизированного расчета устойчивости крана, усилий в стропах и траверсах с учетом динамических нагрузок и различных сценариев ­скольжения¯. Это позволит существенно сократить время на проектирование и повысить точность расчетов.
2. Моделирование и симуляция: Проведение 3D-моделирования и симуляции процесса подъема нижней секции методом скольжения с целью выявления потенциальных рисков и оптимизации траектории движения секции до начала реальных работ.
3. Экспериментальная проверка: Организация контрольных подъемов с использованием реального оборудования и макетной секции для подтверждения теоретических расчетов и предложенной последовательности операций.
4. Разработка унифицированных траверс: Проектирование и создание модульных траверс, адаптированных для работы с различными типами и габаритами нижних секций башенных кранов, что упростит процесс строповки.
5. Внедрение систем мониторинга: Применение систем удаленного мониторинга нагрузок на стропы и устойчивости крана в режиме реального времени для повышения контроля и оперативного реагирования на отклонения от проектных параметров.

Данная курсовая работа закладывает прочный фундамент для безопасного и эффективного осуществления сложных монтажных операций, способствуя развитию инженерной мысли и повышению стандартов строительства, итогом чего становится сокращение сроков и стоимости строительства при одновременном повышении безопасности.

Список использованной литературы

1. Л.А. Невзоров «Башенные краны». М.: Высшая школа, 1999.
2. В.В. Матвеев «Примеры расчета такелажной оснастки». Ленинград: Стройиздат, 1999.
3. ГОСТ 34463.3—2019. Краны грузоподъемные. Безопасная эксплуатация.
4. ГОСТ 13556-91. Краны башенные строительные. Общие технические условия.
5. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 26.11.2020 N 461 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (с изменениями и дополнениями)».
6. СП 48.13330.2019. Организация строительства. СНиП 12-01-2004.
7. МДС 12-45.2008. Рекомендации по составлению проекта производства работ на установку и эксплуатацию башенного крана.
8. МДС 12-19.2004. Механизация строительства. Эксплуатация башенных кранов в стесненных условиях.
9. Устойчивость кранов // Безопасность труда на железнодорожном транспорте. URL: https://www.jd-safe.ru/node/1090 (дата обращения: 28.10.2025).
10. Строповка грузов: основные правила и методы. URL: https://www.a-sstroy.ru/article/384-shemy-stropovki-gruzov (дата обращения: 28.10.2025).