Башенные краны для высотного строительства характеристики

Башенные краны для высотного строительства

Башенные краны для высотного строительства несколько отличаются своей конструкцией от кранов общего назначения. Как показала практика строительства, с увеличением высоты зданий более 16 этажей применение башенных кранов на рельсовом ходу неэффективно. Поэтому при высотном строительстве применяют самоподъемные и приставные башенные краны.

Самоподъемные краны представляют собой такую конструкцию, которая, будучи установлена непосредственно на строящемся здании, по мере увеличения его высоты может быть переставлена по вертикали. В связи с этим обычная опорно-ходовая часть крана заменена специальным опорным устройством, позволяющим устанавливать кран на каркас или стены здания и переставлять его.

Самоподъемный башенный кран (рис. 68) состоит из неподвижной башни 5 с поворотным оголовком, к которому прикреплены стрела 3 с грузовой кареткой, противовесная консоль 1 с механизмами и кабина управления 2. Башня установлена на опорной раме 6, снабженной выдвижными консольными балками 7, которыми кран в четырех точках опирается на каркас или стены возводимого здания, а для восприятия отрицательных (отрывающих) опорных реакций балки соединяются винтовыми тягами 9 с дополнительными анкерами #, заводимыми в проемы кладки стен этажом ниже.

Для подъема крана служит устройство, состоящее из обоймы 4, охватывающей башню, полиспастов 11 для подъема крана и лебедки 10. Во время работы обойма находится в верхней части башни, а когда надо поднять кран, она опускается на возведенные стены здания (рис. 68, а), опираясь на них своими балками. При помощи лебедки 10 и подъемных полиспастов 11 башню крана подтягивают вверх по направляющим обоймы. На время вертикального перемещения башни опорные консольные балки и анкеры убирают, а затем вновь выдвигают, закрепляя башню на новом месте.

Самоподъемные башенные краны могут обслуживать строительство зданий и сооружений любой высоты. Однако краны рассмотренной конструкции при грузоподъемности 3—5 т и вылете стрелы 22 м и более настолько массивны, что применять их можно только для сооружения зданий с металлическим каркасом.

Для сборного строительства высотных зданий с железобетонным каркасом применяют приставные башенные краны, которые размещаются вне контуров здания и не мешают организации строительных работ на объекте. На рис. 69 показан кран, предназначенный для строительства зданий высотой 25—30 этажей. Для уменьшения массы крана и снижения ветровой нагрузки на него решетчатую башню изготовляют из труб. До высоты 16 этажей кран стоит свободно и может перемещаться, а при дальнейшем наращивании башню крепят к строящемуся зданию специальными связями. Опорная часть крана с балластными плитами устанавливается на четырех фундаментных блоках.

Кран состоит из башни, 19 промежуточных секций, верхней секции с устройством 1 для монтажа промежуточных секций и поворотного оголовка с противовесной консолью и горизонтальной стрелой, по которой движется стреловая каретка.

Башня наращивается методом «сверху». Выдвижение верхней секции с противовесной консолью и стрелой осуществляется по монтажной стойке 2, которую монтажники сами выдвигают и последовательно

крепят с одной стороны к каждой верхней промежуточной секции башни. В образовавшийся проем с помощью ручной лебедки вводят поднятую заранее самим краном и установленную на монтажной площадке объемную секцию 3 длиной 5,6 м (рис. 69, б). После этого состыковывают введенную секцию с основной башней снизу и с опускаемой верхней секцией сверху. Конструкция стыка секций башни представляет собой два фланца с фиксированной посадкой (рис. 69, в), соединяемых между собой на восьми болтах. В соответствии с требованиями техники безопасности, во время работ по стыкованию секций монтажники находятся в подвесных люльках, перемещающихся вместе с монтаж ной стойкой.

Специальные башенные краны для промышленного строительства применяют для монтажа электростанций, доменных, мартеновских, прокатных, прессовых и других цехов металлургических, химических и машиностроительных заводов. Это краны повышенной грузоподъемности со значительным вылетом стрелы и большой высотой подъема, что обусловлено габаритами объектов и большой массой их сборных элементов. Масса таких кранов составляет 100—400 т, а их монтаж сложен. Эти краны выполняются как с неподвижными башня ми и поворотными оголовками, так и с поворотными платформами.

Специальный башенный кран (рис. 70) со стоит из неподвижной башни 5 и поворотного оголовка 6 со стрелой и противовесной консолью. Башня опирается через мощный портал 2 на ходовое устройство 1. Все механизмы 3 установлены на верхней части портала, а управление ведется из кабины 4.

У этого крана нет механизма передвижения, его перемещают па рельсам только без груза при помощи лебедок, устанавливаемых на подкрановых путях. Во время работы кран опирается на специальные опоры 7, расположенные в нижней части портала. Такая система облегчает конструкцию ходового устройства, но делает кран менее маневренным.

Поскольку маневренность крана является главным фактором его производительности, в ряде случаев такие краны выполняют самоходными.

В настоящее время освоено изготовление наиболее мощных в мировой практике специальных кранов с поворотной платформой грузоподъемностью 50 и 75 т и грузовыми моментами 1 ООО и 1425 тс м. Краны оборудованы механизмами передвижения и подъемными устройствами для выдвижения башни при монтаже крана.

Краны-погрузчики (рис. 71) для складов и заводов строительных изделий изготовляют на базе узлов соответствующих башенных кранов, но высоту башни уменьшают или снимают ее целиком.

Классификация башенных строительных кранов

Верейкин А.А. МГТУ им. Н.Э. Баумана, Верейкин И.А. University of Applied Sciences in Jyvaskyla.

При высотном строительстве в РФ глобальный объём всех подъёмно-транспортных работ (свыше 98%) производится с использованием башенных кранов (БК) [1]. Соответственно, башенные краны играют роль одного из ключевых механизмов в строительстве. Следует отметить, что в других странах доля работ с использованием БК может существенно отличаться, например, в США больше используются подъёмные платформы, которые крепятся либо к стенам строящегося здания снаружи, либо устанавливаются в лифтовых шахтах.

БК, применяемые в строительстве, различаются по функциональному назначению, по конструктивным особенностям башен, конструкции стрел и ходового устройства, а также способу монтажа. В соответствии с этими различиями краны башенного типа классифицируются по следующим признакам:

Функциональное назначение БК [2]

1. Строительно-монтажные башенные краны. Это наиболее распространенная функция, краны данного назначения составляют до 90% всех БК, используемых в гражданском, промышленном, а также жилищном строительстве (рис.1).

Рис.1. Башенные краны в жилищном строительстве

2. Промышленные БК. Обеспечение работы промышленных предприятий, погрузочно-разгрузочных и складских комплексов, производств, например, заводов железобетонных изделий (ЖБИ) (рис.2).

Рис. 2. Башенные краны на заводах ЖБИ.

3. Специальные БК. Краны данной группы используются на нестандартных объектах и могут выполнять уникальные операции (рис. 3).

Рис. 3. Кран на обеспечении работ на гидротехническом сооружении.

Конструктивные варианты механизма поворота [3]

1. Краны с поворотной башней (рис. 4). БК данного типа имеют поворотное устройство внизу башни, на ходовой раме крана или на крановом портале. Поворотное устройство обеспечивает более высокую маневренность крана на стройплощадке.

Рис. 4. Краны с поворотной башней.

2. Краны с неповоротной башней (рис. 5), имеющие поворотное устройство в верхней части башни. В данном варианте поворачиваются стрела и противовесная консоль крана, сама башня не поворачивается. БК данного типа имеют большую грузоподъёмность, но меньшую маневренность.

Рис. 5. Кран с неповоротной башней

Конструкция башен

1. Краны с башнями постоянной длины (рис. 6). БК такого типа имеют башню фиксированной высоты, которая монтируется с помощью автокранов на строительной площадке, далее кран может эксплуатироваться только в заданном диапазоне высот. Краны этого типа обычно используются при возведении стандартных жилых зданий. К их плюсам можно отнести быстроту монтажа (башня целиком устанавливается на стройплощадке) и неизменные технические характеристики, не требующие перерасчета для каждого конкретного строительства. К минусам можно отнести фиксированную высоту башни и, соответственно, фиксированную и, как правило, не очень большую высоту подъема, а также более сложную логистику, так как башня доставляется на стройплощадку целиком.

Рис. 6. Кран с башней постоянной длины

2. Краны с телескопическими башнями (рис. 7). Секции башни данного вида крана могут иметь либо соосное, либо боковое расположение. Монтаж и перевозка данных кранов достаточно просты, что позволяет получить относительно низкую себестоимость установочных работ при возможности варьирования высоты башни.

Рис. 7. Кран с телескопической башней.

3. Краны с башнями, подращиваемыми снизу, либо наращиваемыми сверху (рис. 8). Данный вид кранов позволяет варьировать высоту башни и, соответственно, высоту подъема в наиболее широких пределах. В последнее время более популярным решением является наращивание башни сверху, как наиболее удобное при монтаже.

Рис. 8. Кран с башней, подращиваемой сверху

4. Краны со складывающимися башнями (рис. 9). Данный тип БК имеет облегченный монтаж и логистику, так как кран перевозится и собирается крупными элементами.

Рис. 9. Кран со складывающейся башней.

Тип устройства стрел

1. Краны с подъёмной стрелой (рис. 10). Вылет стрелы регулируется краном путём поворота стрелы относительно опорного шарнира в горизонтальной плоскости. Данная конструкция стрелы позволяет иметь большую высоту подъема, грузоподъёмность. Краны с подъемной стрелой проще в транспортировке и монтаже, а также имеют высокую маневренность. При использовании данного типа стрел груз невозможно подвести близко к башне, что сужает рабочую зону крана, а также невозможно осуществить строго горизонтальное передвижение груза.

Рис. 10. Кран с подъёмной стрелой

2. Балочные краны (рис. 11) регулируют вылет стрелы с помощью перемещения тележки с прицепным устройством по стреле. Тележка делает конструкцию стрелы крана более сложной, а саму стрелу более тяжелой, что делает процесс монтажа и транспортировки крана менее технологичным. При этом возможность передвижения груза относительно стрелы крана на тележке увеличивает рабочую зону крана.

Рис. 11. Кран балочного типа

3. Краны с шарнирносочленёнными стрелами (рис. 12) являются универсальными и могут регулировать вылет стрелы обоими способами. Данный тип стрел является самым сложным для монтажа и дорогим при приобретении, поэтому они обычно используются на крупных уникальных объектах промышленного строительства, либо заводах ЖБИ. В данном сегменте производители РФ практически не присутствуют.

Рис. 12. Башенный кран с шарнироносочленённой стрелой.

Мобильность и тип несущей установки [4]

1. Передвижные — на шасси автомобильного типа (рис. 13 а), на рельсах (рис. 13 б), на гусеничном ходу (рис. 13 в). Рельсовые краны являются самым часто используемым видом передвижных кранов. Данный тип кранов позволяет крану перемещаться на стройплощадке и увеличивает площадь, на которой потенциально возможно использовать кран для проведения работ по подъёму и перемещению грузов.

а. Кран на шасси автомобильного типа

б. Кран на рельсах

в. Кран на гусеничном ходу
Рис. 13 (а,б,в). Передвижные башенные краны.

2. Стационарные (рис. 14) краны. Краны монтируют на стройплощадке на фундаменте. Данные краны имеют наименьшую стоимость и используются для строительства одного объекта, после чего могут выводиться из эксплуатации.

Рис. 14. Стационарный кран.

3. Самоподъёмные (рис. 15) краны. Краны данного типа монтируют прямо внутри строящегося объекта, как правило, в будущих лифтовых шахтах. Данный тип кранов используется при строительстве зданий большой высотности. По завершению строительства краны изымаются из лифтовых шахт и транспортируются на другой строительный объект.

Рис. 15. Самоподъёмные краны.

4. При строительстве высотных зданий, для достижения большей устойчивости, кран закрепляется к стене объекта. Краны такого типа классифицируются как приставные (рис. 16).

Рис. 16. Приставные краны.

Климатическое исполнение

На рынке строительной техники существует несколько видов башенных кранов для различного климата [5]:

Таблица 1. Варианты климатического исполнения БК.

№	Климатическое исполнение	Температура эксплуатации
1	У — для районов с умеренным климатом	до -45°С
2	ХЛ — для районов с холодным климатом	до -65°С
3	Т — для районов с тропическим климатом	до + 55°С
4	ТВ — для районов с тропическим влажным климатом	до + 45°С

Примечание. Необходимо учитывать, что многие импортные краны в климатическом исполнении У имеют нижнее границу температуры эксплуатации -20°С.

Заключение.
Различают множество вариантов исполнения башенных кранов, каждый из которых может быть оптимален для строительно-монтажных работ различного рода, проводимых в некоторых специфических условиях. При выборе оптимального вида конструкции крана для строительных работ необходимо учитывать следующие факторы:

конфигурацию строительной площадки и строящегося объекта (наличие площади для установки крана, возможность прокладки путей для передвижения крана, несущую способность грунтов на стройплощадке);
высотность подъёма и массу поднимаемых грузов;
сроки проведения работ;
климатические условия проведения работ.

Основные статьи затрат при эксплуатации башенных кранов: затраты на приобретение/аренду крана, транспортировка крана к месту эксплуатации, монтаж крана на стройплощадке, эксплуатационные расходы.
Правильный выбор крана даст возможность решить грузоподъемные задачи в процессе строительства максимально эффективным способом. В то же время, неправильный выбор башенного крана может серьезно осложнить процесс строительства и увеличить его стоимость. В некоторых случаях задачи по производству подъёмно-транспортных работ могут быть решены на объекте не большими башенными механизмами, а малым грузоподъёмным оборудованием или грузовыми строительными подъёмниками различных видов.
Более подробно вопрос о технико-экономического обоснования выбора вида крана рассмотрен в следующей статье.

Краны башенные

Разнообразие типов

Максимальная высота башенного крана, свободно стоящего или на рельсовом ходу, грузоподъемностью (г/п) 8–10 т составляет до 70 м. Если строящееся здание выше 70 м, выбирают кран, крепящийся к зданию. Чем выше свободно стоящий башенный кран, тем больше затраты на усиление и утяжеление конструкции, поэтому все чаще используют приставные краны, которые крепятся к строящемуся объекту по мере его роста: у них значительно меньшая масса, а их рабочая зона расширяется не за счет перемещения крана, что дорого и опасно, а за счет увеличения длины стрелы. В связи с этим наилучшие эксплуатационные характеристики у башенных кранов с наибольшим грузовым моментом, при одинаковой максимальной грузоподъемности, когда на большем вылете кран поднимает больший вес и рабочая зона становится более эффективной.

Самоподъемные краны устанавливают на конструкциях возводимого здания, а затем с помощью собственных механизмов они периодически перемещаются вверх по мере возведения здания.

Венцом эволюции башенных кранов стали машины без оголовка – Flat-top («плоский верх», англ.). Термин получил широкое распространение в 1990-е годы благодаря компании GRU COMEDIL (позже TEREX-COMEDIL). Краны без оголовка применяют, например, в аэропортах, это позволяет сэкономить пространство по высоте. Безоголовочные краны собираются быстрее, при транспортировке не имеют негабаритных частей, на них проще и безопаснее работать в пересекающихся зонах, стрела таких кранов монтируется-демонтируется посекционным способом, причем надо отметить особо взаимозаменяемость секций башни и стрелы, совместимость стандартных секций. Безоголовочные краны намного популярнее в настоящее время, эта конструкция считается новой и передовой. В том числе компания Liebherr открыла производство в Испании башенных кранов с плоским верхом, которые должны пополнить линейку их кранов кранами EC-B с современной компоновкой.

Современные краны выпускаются с опорно-поворотным устройством, расположенным в верхней части крана, – это так называемый верхнеповоротный кран. Перенос опорно-поворотного устройства наверх позволяет снизить нагрузку на него, к тому же такая конструкция позволяет сделать кран приставным. В развитии конструкций башенных кранов с верхним поворотом заметны тенденции к снижению стоимости транспортировки и монтажа. Чтобы машина имела преимущества над конкурентами, разработчики стараются максимально уменьшить время монтажа, увеличить высоту башни, уменьшить габариты в транспортном положении и размер площадки для установки.

Отметим также существование башенных кранов с маховой стрелой (без грузовой каретки), которые дороже, имеют более короткие стрелы, но могут работать в стесненных условиях и широко применяются в высотном строительстве. В России их использовали при строительстве делового центра «Москва-Сити», а сейчас кран с маховой стрелой TEREX поставлен на строительство «Екатеринбург-Сити».

В малоэтажном строительстве весьма популярны гидравлические самораскладывающиеся краны, или, как их еще называют, «быстромонтируемые». Для их обслуживания не нужны высотные лицензии, и управляет таким краном один человек. Самораскладывающиеся краны имеют сравнительно небольшую, до 35–40 м, максимальную высоту крюка (до пяти этажей) и способны перемещать груз по горизонтали на расстояние до 40–45 м. Их сравнительно небольшая максимальная грузоподъемность – от 1,5 до 5 т является вполне достаточным и экономичным решением. Для них характерны небольшие транспортные габаритные размеры – достаточно одного-двух стандартных полуприцепов для перевозки, низкое энергопотребление – до 15 кВт, высокая надежность, быстрота монтажа-демонтажа – от 1 до 4 ч – и малые затраты на техническое обслуживание. Самораскладывающиеся краны гораздо лучше, чем мобильные краны на колесном или гусеничном ходу, так как в разы надежнее и экономичнее в эксплуатации и обслуживании (нет затрат на ГСМ и частые ТО), имеют возможность подать груз в любое пятно застройки, чрезвычайно эффективны на ограниченом участке доступа и при этом значительно дешевле обычных башенных кранов. Быстромонтируемые краны подходят для аренды на короткий срок в малоэтажном строительстве, когда требуется поднимать материалы сравнительно небольшой массы. Поскольку на монтаж таких кранов времени надо совсем немного, не возникает особых затруднений для уличного движения при установке на городских улицах. Впрочем, иногда быстромонтируемые краны устанавливают на порталы, позволяющие проезжать автомобилям.

Некоторые производители рекламируют быстромонтируемые краны на гусеничных шасси в качестве способа увеличения возможностей крана, но следует сказать, что тяжелые гусеничные шасси увеличивают стоимость как самого оборудования, так и его транспортировки.

Одно из главных преимуществ быстромонтируемых кранов утрачивается, если их приходится грузить на прицеп с плоской платформой или если кран должен быть разделен на секции, поскольку его нельзя буксировать в собранном состоянии.

Помимо управления из кабины машиниста на многих башенных кранах предусматривается возможность дистанционного управления с радиопультом с расстояния до 100 м. Быстромонтируемые краны могут эксплуатироваться и вовсе без кабины – управление такими кранами осуществляется со специального пульта. Тем не менее наличие или отсутствие кабины может повлиять на выбор покупателя.

Строгим языком стандартов

Европейская федерация производителей (FEM) разработала классификацию башенных кранов FEM 1.001 в зависимости от количества рабочих циклов подъема. Краны класса A4 должны выполнять не менее 250 тыс. полных циклов в режиме средней загрузки. Краны класса А3 выполняют максимум 125 тыс. циклов со средней загрузкой, краны класса A2 – всего 63 тыс. циклов. К классу А4 на российском рынке относятся краны марок Liebherr, Terex, к классу А3 – краны Potain.

Разобраться с типом отечественного крана поможет индексация кранов, регламентированная ГОСТ 13556–91 «Краны башенные строительные. Общие технические условия». Индекс имеет вид ХХ Х–Х ХХ–ХХ ХХ Х ХХ. Первые два символа обозначают тип крана (КБ – кран башенный). Третий символ первой группы указывает на назначение крана. Первый символ второй группы знаков отображает размерную группу кранов в зависимости от грузового момента. Двузначный индекс второй группы символов обозначает порядковый номер базовой модели. Следующая группа из двух цифр характеризует номер исполнения. Очередная модернизация крана обозначается буквой. Если модернизацию не проводили, этот символ пропускают. Последние две буквы указывают климатическое исполнение крана и категории размещения (по ГОСТ 16150).

Рынок России

Сегодня на нашем рынке присутствуют зарубежные производители, поставщики из стран СНГ, а также изготовители кранов из КНР.

Основные отечественные производители, в том числе и лицензионные, – СУ-155 (ЗАО «Машстройиндустрия», г. Москва), ГК «Конрад» (ОАО «Механический завод», Санкт-Петербург), ОАО «Ржевский крановый завод» (Тверская обл.), ООО «Крановые технологии» (ЗАО «Нязепетровский краностроительный завод», Челябинская обл.) и ГК «Юникран» (ООО «Стройтехника», г. Донской, Тульская обл.).

Помимо российских производителей на нашем рынке присутствуют поставщики кранов из бывшего СССР, из таких республик, как Белоруссия, Украина, Узбекистан. Заводы бывшего СССР – ОАО «Могилёвский завод «СТРОММАШИНА» (Белоруссия), Никопольский краностроительный завод (Украина), ООО «Ташкентский опытно-экспериментальный механический завод» (Узбекистан).

Основные зарубежные поставщики (Европа), имеющие в части зарубежных изготовителей долю до 90% от всех зарубежных производителей (не считая КНР), – это Liebherr, Terex Comedil и Potain. Доля таких производителей, как ALFA, Jaso, Linden Comansa, Raimondi, San Marco, Peiner, Zeppelin и Wolffkran, очень мала. Некоторые производители даже не представлены официально в нашей стране и не имеют сервисной базы. Большинство кранов, производимых ранее в Европе, сегодня изготавливают в Китае, в том числе такие производители, как Liebherr, Potain и Linden Comansa, имеют лицензионные производства и бо’льшую часть комплектующих поставляют из Китая.

Первые китайские краны начали поставлять на наш рынок в 2004–2005 гг. Один из первых и сегодня самых крупных поставщиков (его доля – 60% всех китайских кранов) – Группа компаний «Дун Цзянь» (ООО «Харбинский машиностроительный завод «Дун Цзянь», марка Dong Jian). Группа компаний «Дун Цзянь» после 2008 г. начала поставлять в Россию краны под марками SYM и Yongmao, спрос на которые в России, однако, падает, по мере того как требовательные строители стали понимать, что дешевизна техники может быть обусловлена только за счет снижения качества и, как правило, ресурса поставляемого оборудования.

Основные поставщики из КНР, специализирующиеся на башенных кранах, тем не менее сертифицированы и имеют разрешение на эксплуатацию на территории Российской Федерации, это группа компаний «Дун Цзянь» (г. Харбин, Китай), ООО «Шеньянский машиностроительный завод «Саньо» (марка SYM, г. Шеньян, КНР), ООО «Фушаньский завод строительных машин «Янгмао» (марка Yongmao, г. Фушань, Китай) и ГК «Сычуанские строительные машины» (г. Сычуань, Китай), в то время как в Европе принято положение на законодательном уровне, направленное на защиту потребителя от поставки некачественных китайских башенных кранов на европейский строительный рынок.

На сегодняшний день в Китае насчитывается около четырехсот производителей башенных кранов. Многие заводы в период кризиса 2008 г. разорились и на сегодняшний день перепрофилировались или вообще закрылись. Четыре самых крупных завода на территории КНР производят до 70% всего объема экспортируемых Китаем кранов. Примерно около десяти средних и малых заводов из КНР поставляют сертифицированные и адаптированные башенные краны в Россию, в числе которых и ООО «Муданьцзянский завод строительных машин».

Такие производители, как XCMG, Fangyan Group и Changsha Zoomlion Heavy Industry, не специализируются на производстве башенных кранов. Основная их специализация – разнообразная строительная техника, гидравлические стреловые краны на автомобильных шасси и краны на гусеничном ходу. Zoomlion и XCMG производят, конечно, башенные краны, но объемы выпуска настолько малы, что практически все они остаются в КНР. В Россию поставляют единицы.

Редакция благодарит С. Мишина (ООО «Подъёммаш»)за ценные дополнения к статье

Грузоподъемные механизм`ы человек использовал с незапамятных времен. Нам неизвестно, как возводили грандиозные сооружения цивилизации, существовавшие до античных греков. Древние греки, ведущие свою историю с VIII в. до н.э., видя огромные каменные блоки, считали, что их складывали гиганты. А кто же еще! Впрочем, египетские пирамиды возводились из значительно более крупных блоков – массой от 15 до 70 т. Древнейшие механизмы не дошли до наших дней, не находят археологи и останки великанов. Достоверно известны грузоподъемные механизмы времен Римской империи. Реконструированный немецкими специалистами римский кран можно увидеть в боннском музее.

Первым человеком, вошедшим в историю как автор грузоподъемных машин, стал Филиппо Брунеллески, решивший сложную задачу возведения купола над кафедральным собором Санта-Мария-дель Фьоре во Флоренции.

Пожалуй, самый известный грузоподъемный механизм – кран кёльнского собора. Он имел высоту 15 м, грузоподъемность 5 т и приводился в действие двумя топчаковыми колесами (типа «беличье колесо»). В историю кран попал не благодаря своим характеристикам, а потому, что долгие годы «украшал» недостроенный собор. А что делать – монтаж-демонтаж крана дело непростое.

Прообраз современных башенных кранов, созданный Юлиусом Вольфом, появился в 1913 г. Кран имел поворотную платформу, установленную на башне. Спустя 15 лет, в 1928 г., появился первый башенный кран с балочной стрелой. Башенный кран с подъемной стрелой, используемой древними, строители увидели только в 1952 г. Сегодня из всего количества передвижных кранов доля башенных кранов достигает 18%.

Башенный кран

Во многих сферах деятельности возникает проблема перемещения объектов большой массы и габаритов. Эту задачу успешно решает башенный кран. Он способен решать широкий круг задач, связанных с подъёмом и перемещением груза.

Назначение крана башенного типа

К подобным устройствам относится подъёмный механизм, обладающий поворотной стрелой, лебёдкой и противовесом. Стрела закреплена сверху на башне. Она представляет несущую опору, выполненную из металла. Наиболее распространённым считается строительный башенный кран. Они способны производить следующие действия:

осуществлять подъём грузов большой массы на заданную высоту;
перемещать груз в пределах строительной площадки;
производить разгрузку и загрузку транспортных средств.

Современные башенные краны способны решать большой круг задач в различных условиях.

Устройство башенного крана и принцип его работы

Каждый механизм состоит из однотипного набора элементов. Устройство башенного крана включает:

опорную часть (основание);
поворотное устройство;
горизонтальную направляющую (стрела), по которой движется подъёмная лебёдка;
вертикальную стойку (башня);
кабину с элементами управления;
ходовую часть (механизм для перемещения всего агрегата).

Принцип работы башенного крана основан на подъёме объекта разрешенной массы с помощью грузовой лебёдки. Такая конструкция обеспечивает необходимый суммарный момент веса стрелы и противовеса с весом, закреплённого объекта. Противовес может состоять из нескольких наборных элементов, например, железобетонных конструкций. В итоге сумма так называемых стабилизирующих моментов всегда должна превышать сумму опрокидывающих моментов. На основании этого положения рассчитывается необходимый вылет стрелы. Обеспечение максимальной площади покрытия, необходимой для перемещения груза производится за счёт вылета стрелы, её поворота по горизонтали, движения грузовой лебёдки и перемещения самого агрегата.

Технические характеристики

Эксплуатационные возможности и область применения таких устройств определяют следующие характеристики:

размер увеличения стрелы (он измеряется в метрах и находится в интервале от двадцати пяти до сорока метров);
высота подъёма груза (отдельные краны могут поднимать груз на ста метров и более);
скорость подъёма груза (это параметр достигает 200 м/мин);
параметр, определяющий вращение башни (от 0,2 до 1 об/мин);
скорость перемещения ходовой части.

Перечисленные параметры определяются перечнем решаемых задач. Все виды башенных кранов соответствуют принятой классификации. Она утверждёна существующими стандартами.

Маркировка включает последовательность заглавных букв и набора цифр. Первые три буквы указывают вид изделия. Например, К (кран) Б (башенный) М (модульный). Последующие цифры указывают: номер группы, вид базовой модели, порядковый номер исполнения всего агрегата.

Номер группы определяет величину грузового момента.
Вид базовой модели свидетельствует о том, является башня поворотной или нет. Номера от 01 до 69 обозначаются механизмы с поворотной башней. Номера от 71 до 99 с фиксированной башней.
Порядковый номер исполнения свидетельствует об изменениях конструкции.

В конце маркировки указывается климатическое исполнение конкретного изделия. Например, буква «У» указывает на применение крана в умеренном климате, «ХЛ» в холодном климате.

Классификация

Башенные краны классифицируются по следующим показателям:

области решаемых задач и сфере применения;
грузоподъёмности;
типу смонтированной башни;
виду установленной стрелы;
виду ходовой части;
мобильности.

Основными сферами применения являются:

строительство объектов различного назначения (жилые дома, промышленные объекты, гидротехнические сооружения и много другое);
погрузка, разгрузка, перемещение груза к месту проведения работ.

Грузоподъёмность крана зависит от грузового момента, на который рассчитан данный агрегат. Например, для грузового момента, равного 10 тм, грузоподъёмность составляет 15 т, для 40 тм она уже достигает 80 т, а при 120 тм общая грузоподъёмность равна 250 т.

По мобильности такой механизм бывает стационарный или передвижной. Степень его передвижения зависит от вида ходовой части.

В зависимости от конструкции каждый кран имеет свои достоинства и недостатки. Достоинства определяются техническими характеристиками, которые указывает производитель. К недостаткам относятся те ограничения, при которых кран не в состоянии выполнять свои функции. Обычно это связано с грузоподъёмностью, мобильностью, величиной финансовых затрат на его эксплуатацию

По типу башни

Для современных изделий применяют следующие виды башен:

постоянной длины;
телескопические;
подращиваемые снизу;
с изменяемым углом поворота.

Первый тип имеет фиксированную высоту. Её устанавливают в вертикальное положение с последующей фиксацией. Башенный кран с поворотной башней способен производить вращение вокруг своей оси.

По типу стрелы

У современных агрегатов имеются следующие типы таких устройств:

подъёмная стрела (позволяет изменять угол подъёма);
система балочного типа;
шарниросочленённая конструкция.

В первом типе вылет стрелы регулируется в горизонтальной плоскости с помощью поворота относительно шарнира. Они обладают высокой манёвренностью, грузоподъёмностью и большую высоту подъёма. Их достаточно легко транспортировать.

У балочных конструкций вылет стрелы регулируется благодаря перемещению тележки, оснащённой прицепным устройством. Это значительно усложняет конструкцию и увеличивает вес. Однако в этом случае увеличивается величина рабочей зоны.

Последний вид агрегатов обладает высокой универсальностью. Они способны осуществлять регулировку величины вылета стрелы обоими способами (увеличением угла подъёма и длины горизонтальной направляющей). Это расширяет их возможности, но значительно увеличивает их стоимость.

По способу установки

Типы башенных кранов имеют следующее исполнение:

стационарное;
самоподъёмное;
передвижное.

К первой категории относятся механизмы, которые устанавливаются в заранее определённом месте. Без возможности перемещения. Они в основном применяются на строительных объектах.

Для поднятия грузов на высотных сооружениях применяют приставные краны. Отдельные из них выполняются самоподъёмными.

К передвижным кранам относятся все агрегаты, оснащенные ходовой частью. Они обладают хорошей манёвренностью, что повышает их эксплуатационные возможности.

По типу ходового механизма

Для передвижных применяются различные типы ходовых устройств. Наиболее эффективными считаются:

автомобильные и шасси на основе колёсных тележек;
гусеничные;
рельсовые;
шагающие;
пневмоколёсные.

Изделия на автомобилях или автомобильных шасси применяются для проведения погрузочно-разгрузочных работ, подъёма грузов небольшой массы на строительных площадках или логистических центрах. Башня опирается на автомобильное шасси, что позволяет достаточно легко перемещать такой механизм на большие расстояния. При необходимости проведения подобных работ на необорудованных площадках или мягком грунте применяют ходовую часть на гусеничном ходу. Они обладают меньшей подвижностью, но большей проходимостью.

Одним из оригинальных ходовых устройств, для тяжёлых механизмов, считается так называемая шагающая система. Она объединяет рельсовую конструкцию с элементами специальной опоры. Она выполнена в форме нескольких цилиндрических опорных башмаков. Перемещение всего агрегата производится с помощью электрических двигателей, приводящих в движение колёсную систему. В некоторых конструкциях в качестве двигательного механизма применяется опорная плита и две лыжи.

Наибольшее распространение получили башенные краны, движущиеся по рельсам. Их укладывают на незначительном удалении от строящегося объекта с таким условием, чтобы можно было обеспечить подъём, опускание, перемещение груза по всей строительной площадке. Расширения возможностей производится благодаря установленным рельсовым подъездным путям. Движение осуществляется с помощью электрического двигателя, приводящего в движение колёсную тележку.

Описание конструкции и параметров башенных кранов

На строительных площадках при возведении многоэтажных сооружений башенный кран перемещает грузы, конструкционные элементы и тяжелые материалы в необходимую зону строительной площадки.

Технические характеристики

От производительности и мощности техники зависит скорость выполнения работ. Цикл работы механизма состоит из следующих операций:

захват материала;
перемещение в нужную точку;
выгрузка;
возврат в исходное положение.

Кран может иметь поворотную и неповоротную башню. Последний вид также подразделяется на телескопический, наращиваемый и подращиваемый подвиды.

Подъемная строительная техника башенного типа обладает такими характеристиками:

вылет рабочего органа – до сорока метров;
высота подъема груза – до 150;
скорость подъема материалов в минуту – от 10 до 100 м;
количество оборотов крановой конструкции в минуту – от 0,2 до 1;
скорость передвижения за минуту – от 10 до 30 метров;
грузоподъемность при максимальном вылете стреловой конструкции – от 2 до 10 т.

В зависимости от разновидностей техники, представленных на отечественном рынке в большом разнообразии, параметры могут варьироваться. Производительность будет зависеть от уровня выдержки ветровой нагрузки, грузового момента, количества секций башни.

Устройство и способы передвижения

Конструкция башенного крана включает такие элементы:

опорная база;
кабина машиниста;
опорно-поворотный механизм;
неповоротная или поворотная башня;
стрела;
ходовая рама;
поворотная платформа, лестница, площадка;
устройство для транспортировки по кривым.

Перемещение башенного крана по строительной площадке реализуется рельсовыми путями. По ним оборудование двигается вперед и назад, поднимая и перемещая материалы.

Приставные башенные краны опираются на внешнюю стенку возводимого здания. Все грузоподъемные конструкции башенного типа перевозятся в разобранном состоянии и монтируются при помощи автомобильного грузоподъемника.

Модели оборудования

На отечественном рынке представлено больше двадцати моделей оборудования. Разделенные по сериям, они обладают схожими характеристиками.

КБ-403

Существует два подтипа техники модели КБ-403 – модификации А и Б. Они отличаются длиной стрелы и увеличенной массой с противовесами. КБ-403А обладает такими характеристиками:

наибольший поднимаемый вес – 8 т;
грузовой момент – 120 тм;
длина стреловой конструкции – 26,3 метров;
поднимание при поднятой стреле – 52 метра;
глубина опускания – 3 метра;
противововес общий – 80 т.

В КБ-403 передвижение тележки с грузом по наклонной невозможно. Для повышения скорость вертикального перемещения используется лебедка У59.

В модификации Б грузовой момент увеличен до 132 тм, высота подъема – до 54,7, а глубина опускания – до 5 м. Максимальная длина рабочего устройства – 30 м.

КБ-408

Данная модель башенного крана имеет такие характеристики:

грузовой момент – 160 кНм;
грузоподъемность – 8-10 т;
на максимальном вылете – 2-6 т;
наибольший и наименьший вылет – 25-35 и 6 м;
высота подъема – 41-46,6 при горизонтальной стреле;
глубина опускания – 500 см;
вертикальное перемещение предметов в минуту – 67 м.

Две модификации КБ-408 из пяти имеющихся не поднимают груз на наклонном рабочем органе. Плавная посадка материалов производится со скорость 4,8 метров в минуту. Кран относится к полноповоротной передвижной разновидности.

КБ-100

Оборудование этой модели используется для возведения зданий от 5 до 9 этажей. Двигается в рамках рабочей зоны по рельсовым путям. КБ-100 имеет наклонную подъемную конструкцию и поворотную башню с высотой подъема грузов до 33 метров. Темп перемещения по вертикали составляет 43 метра в минуту.

КБ-515

Модель КБ-515 производится в пяти модификациях Кохомским заводом. Максимальный груз, поднимаемый оборудованием на максимальном вылете, составляет от 3 до 10 т. Грузовой момент в ряду моделей варьируется от 150 до 300 тоннометров. Глубина опускания груза – 5 м. Грузоподъемность на наименьшем вылете в 35 м – десять тонн, уровень подъема крюка – от 82,6 до 95,2 м.

Сфера применения и установка

Сборка башенного крана КБ начинается с установки подкранового рельсового пути. Для этого используют рельсы Р50/Р43. После установки ходовой части башня приводится в вертикальное положение. Для этого используют краны среднего класса грузоподъемности. Сборку заканчивают монтированием стрелы, выдвижением башенной части и настройкой узлов.

Видео по теме: Башенный кран КБ-674А — обзор

Как выбрать
БАШЕННЫЙ КРАН?

В ыбор башенного крана не менее ответственное дело, чем, например, финансирование строительного объекта. От правильности выбора зависит не только объем потраченных средств (излишние затраты только по одному крану могут составить миллионы рублей), но и вся экономика стройки. Вопрос выбора крана чрезвычайно трудоемкий и сложный, так как существует огромное количество типов и исполнений. Сегодня в статье мы дадим лишь некоторые рекомендации, которые, надеемся, будут полезны читателям.

Выбор крана зависит от многих факторов, вот только некоторые из них:

Для высотного строительства применяют специально разработанные башенные краны свободно стоящие или на анкерном основании с устройством самонаращивания башни крана и возможностью крепления башни к строящемуся зданию. Конечно, в этом случае, можно применять только башенные краны с верхним поворотом, т. е. с неповоротной башней .

Максимальная высота свободно стоящего крана (или крана на рельсовом ходу) грузоподъемностью (г/п) 8. 10 т составляет до 70 м . Соответственно если строящееся здание выше 70 м, то выбирают кран на анкерном основании и крепящийся к зданию. И чем выше свободно стоящий башенный кран, тем больше затраты на усиление и утяжеление конструкции. Поэтому пристяжные краны , которые крепятся к строящемуся объекту по мере его роста, используют все чаще: их масса гораздо меньше, а зона их действия расширяется не посредством перемещения крана, что дорого и опасно, а за счет увеличения длины стрелы.

Для малоэтажного строительства можно выбрать как указанные выше типы кранов, так и любые другие в зависимости от условий и параметров строительного объекта. Большой популярностью пользуются гидравлические самораскладывающиеся краны , для обслуживания которых не нужны высотные лицензии и которыми может управлять один человек.

Монолитное домостроение в настоящее время применяется все чаще и, скорее всего, вытеснит панельное с рынка. Сейчас многие строительные компании при возведении монолитных сооружений используют стационарные бетононасосы вместе с гидравлическими самоподъемными раздаточными стрелами, что позволяет снять с башенного крана задачи по доставке бетона. Это позволяет выбрать более дешевый кран средней грузоподъемности 4. 6 т . В этом случае самым тяжелым поднимаемым элементом (около 300 кг) будет щит опалубки максимального размера. Следовательно, надо выбирать кран заведомо большей грузоподъемности на максимальном вылете крюка — около 1000 кг.

Естественно, что стоимость и энергопотребление крана меньшего типоразмера могут быть в несколько раз меньше. При этом появляется возможность сэкономить средства , достаточные для покупки 6етононасоса, качественной опалубки, инструмента и т. д. Все это в сумме повышает эффективность строительства.

Если при монолитном строительстве выбрана технология заливки бетона «колокольчиком» , основной характеристикой при выборе крана становится скорость , с которой он поднимет бадью с раствором на заданную высоту. Если скорость подъема будет низкой, раствор в бадье может затвердеть. При заливке бетона «колокольчиком» страдает не только качество строящейся монолитной конструкции. При этом снижается экономичность строительства из-за высокой стоимости тяжелого башенного крана , высокого энергопотребления, увеличиваются сроки строительства, быстрей изнашивается конструкция башенного крана из-за постоянного перемещения предельно тяжелых грузов. Использование бетононасоса компенсирует все недостатки «колокольчика» и повышает экономичность монолитного строительства.

Панельное домостроение применяется в основном только в странах бывшего Советского Союза. Вдобавок к этому панельное строительство привязано к домостроительным комбинатам, а следовательно, крайне неэффективно на большом удалении от них. При панельном строительстве главным вопросом при выборе крана становится максимальная масса панельных конструкций, т. е. просто необходимы тяжелые башенные краны г/п 8.. .10 т , дорогие и с большим энергопотреблением.

Погрузочные работы. К сожалению, зачастую определяющим обстоятельством для выбора крана являются редкие второстепенные погрузочные работы — разгрузка пачек арматуры массой 8. 10 т или монтаж готовых тяжелых бетонных блоков, составляющих менее 1% от общего объема конструкции, а ведь их можно изготовить на месте, использовав современную опалубку. В данном случае выбор ошибочно делают в пользу тяжелых башенных кранов , и тогда страдает экономика стройки.

Конечно, покупатель при выборе крана рассматривает прежде всего его базовые технические характеристики : грузоподъемность, высоту подъема и дальность вылета стрелы, а также параметры, производные от базовых: грузоподъемность при максимальном вылете стрелы, скорость подъема груза, диапазон и скорость перемещения грузовой тележки, скорость поворота крана, высоту крепления крана к строящемуся объекту, энергопотребление. Важен и такой фактор, как простота монтажа и обслуживания крана.

Конструктивные особенности

При выборе крана учитывают и особенности его конструкции . Плоская стрела или стрела без оттяжек-вантов практически по всем параметрам уступает конструкции с оголовком . Плоская стрела удобна и эффективна только для башенных кранов малой и средней грузоподъемности (до 5 т). Для кранов большей грузоподъемности стрела становится очень тяжелой, крупногабаритной (3. 4 м по высоте в основании) и требует предельного внимания со стороны крановщика при подъеме груза, поскольку изгиб такой стрелы в вертикальной плоскости может доходить до 3. 4 м ! Эта конструкция к тому же очень чувствительна к наличию повреждений. На выбор покупателя также влияет наличие или отсутствие кабины . Башенные краны с маховой стрелой (без грузовой каретки) обычно очень дороги, оснащены более короткой стрелой и применяются редко.

Если надо сделать выбор между кранами с оголовком башни и безоголовочными, следует учитывать, что оголовок усложняет монтаж крана, но возможность поднимать стрелу (есть не у всех кранов с оголовком) позволяет работать на более ограниченных рабочих площадках. Безоголовочные краны собираются быстрей, с ними проще и безопасней работать в пересекающихся зонах.

При выборе, несомненно, покупатель учитывает, новый кран или подержанный . Безопасность и специфика использования башенных кранов диктует необходимость использовать новые либо почти новые (2. 5 лет) башенные краны, которые получают техническую поддержку производителя. Максимальный срок службы секции башенного крана в зависимости от марки стали составляет 10. 18 лет . На практике это означает, что, если кран «моложе» данного срока, покупка подержанного крана может быть выгодной, поскольку с увеличением срока эксплуатации цена сильно падает . Однако при покупке б/у крана необходимо обращать внимание (помимо качества металла) на наличие сервиса и запчастей . Большинство производителей постоянно вносят изменения в конструкцию, поэтому чем старше кран, тем сложней найти запчасти, т. е. меньшая цена на кран б/у может обернуться простоями и небезопасной эксплуатацией, что в итоге обойдется намного дороже нового крана.

Второе обстоятельство не в пользу подержанного крана — это отсутствие информации об интенсивности предыдущей эксплуатации , ведь износ конструкции башенного крана зависит не от срока службы, а от количества выполненных рабочих циклов и массы груза. Приборы учета пока несовершенны и не содержат всей необходимой информации.

Сроки поставки оборудования также определяют выбор. Сейчас все известные европейские производители загружены заказами и предлагают большие сроки поставки. В зависимости от конкретного производителя срок этот составляет от 1,5. 2 месяцев в несезонное время до 4. б месяцев в разгар строительного сезона, а иногда и до года, поскольку серьезные строительные фирмы предпочитают покупать эффективное и качественное европейское оборудование, хотя оно несколько дороже отечественного и китайского. Кстати, у некоторых итальянских компаний сроки поставки различных моделей башенных кранов составляют от немедленного и до 2. 3 месяцев.

Кроме того, на выбор покупателя влияет, нужен кран «навсегда» или на определенное время. Учитывая чрезвычайный спрос на такую технику в настоящее время, собственник башенного крана всегда в выигрышном положении. Даже если кран не будет занят на собственной стройке, его можно сдать в аренду. Обычно кран используется до исчерпания ресурса.

Серьезный покупатель обязательно рассматривает условия технической поддержки крана после приобретения. Как и любая другая строительная техника, башенные краны требуют быстрой информационной и технической поддержки производителя. Мировой опыт пока не знает лучшей схемы, чем сервисно-дилерская сеть без внутренней конкуренции. Большинство европейских производителей, заботясь о своей репутации, вкладывают большие средства в создание подобных сетей, чего пока нельзя сказать о китайских производителях башенных кранов, которых в одном Китае больше, чем во всем мире.

Чтобы избежать грубых ошибок и финансовых потерь при выборе башенного крана, надо глубоко вникнуть в тонкости данной техники или доверить это специалисту . Модель можно выбрать по сводной таблице характеристик на веб-ресурсе предприятия или, что проще и эффективнее, позвонить в офис представительства и проконсультироваться.

Следует учесть: очень часты случаи, когда с целью удешевления коммерческого предложения продавец исключает необходимые элементы конструкции крана, мотивируя это возможностью взять их в аренду, когда нужно, и т. п. Такая неполная комплектация может впоследствии существенно осложнить монтаж-демонтаж крана.

За рамками нашей статьи остался еще ряд серьезных аспектов выбора башенных кранов, которые мы рассмотрим в следующей публикации.

Башенные краны для высотного строительства характеристики