śurawie budowlane wieŝowe - stateczność

Transkrypt

1 BEZPIECZEŃSTWO TECHNICZNE URZĄDZEŃ PODDOZOROWYCH śurawie budowlane wieŝowe stateczność Zastosowanie Ŝurawi wieŝowych w budownictwie (stadion narodowy) Współczesne konstrukcje Ŝurawi wieŝowych, projektowane dla potrzeb przemysłu budowlanego, charakteryzują się bardzo róŝnorodnymi rozwiązaniami technicznymi. W rozwiązaniach o strukturach wolnostojących, uzyskiwane są wysokości podnoszenia nawet rzędu 0[m], a w kotwionych do budynku, ograniczenie stanowi wyłącznie długość liny wciągarki (stąd osiągają nawet do 00[m]). Przykładowo, największy z obecnie produkowany seryjnie Ŝurawi w Europie to LIEBHERR 000HC 0, który charakteryzuje się udźwigiem nominalnym [t] przy wysięgu 00[m], a jego udźwig maksymalny to 0[t]. śurawie wieŝowe to urządzenia obrotowe z wysięgnikiem usytuowanym w górnej części pionowej wieŝy. Posiadają moŝliwość podnoszenia i opuszczania podwieszonych ładunków i przemieszczania ich przez zmianę wysięgu, jazdę wodzaka, obrót lub jazdę całego urządzenia (moŝliwość kojarzenia ruchów roboczych) Zastosowanie Ŝurawi wieŝowych w budownictwie (blok mieszkalny) Klasyfikacja Ŝurawi wieŝowych wg. PNISO 0 a) montowane w częściach lub samomontujące się (szybki montaŝ, bez stosowania urządzeń pomocniczych), b) z obrotem w górnej części lub z obrotem w dolnej części, c) z wysięgnikiem poziomym lub z wysięgnikiem podnoszonym, d) przejezdne, stacjonarne (stałe) lub wspinające się (montowane na budowli)

2 śurawie górnoobrotowe 0 0 przeciwwagi przeciwwagi kabiny Pierścień oporowo obrotowy Zastrzały wieŝy Mechanizm wodzenia Balast Stopa wieŝy Rama wspinania śuraw montowany w częściach, z obrotem w górnej części z wysięgnikiem poziomym, gdzie: a) typu przejezdnego; b) stacjonarny (stały); c) wspinający się śurawie górnoobrotowe śuraw wieŝowy montowany w częściach, z obrotem w górnej części, z wysięgnikiem podnoszonym, gdzie: a) typu przejezdnego, b) stacjonarny (stały); c) wspinający się, d) widok przykładowych konstrukcji prod Liebherr serii HCL śurawie dolnoobrotowe Głowica wysięgnika Stopa wysięgnika Kąt pochylenia wysięgnika WielokrąŜek opuszczania wysięgnika Lina opuszczania wysięgnika Stojak podtrzymujący wysięgnik Rama obrotowa (platforma) Pierścień oporowo obrotowy Zastrzały wieŝy Wózek jezdny Jezdnia Ŝurawia Wózek przeciwwagi Wyciągarka podnoszenia pomocniczego pomocniczego pomocnicze pomocniczy Balast Element wspinający Podnośnik wspinania przeciwwagi przeciwwagi Pierścień oporowoobrotowy dźwigu osobowego Mechanizm wodzenia Balast Stopa wieŝy (fundament) śuraw wieŝowy montowany w częściach, z obrotem w dolnej części, z wysięgnikiem poziomym, gdzie: a) przejezdny, b) stacjonarny (stały)

3 śurawie dolnoobrotowe montowane w częściach 0 przeciwwagi przeciwwagi Pierścień oporowoobrotowy Wieniec nieobrotowy dźwigu osobowego Balast Stopa wieŝy śuraw wieŝowy montowany w częściach, z obrotem w dolnej części, z wysięgnikiem podnoszonym, gdzie: a) typu przejezdnego, b) stacjonarny (stały) śurawie górnoobrotowe samomontujące się 0 0 przeciwwagi przeciwwagi Pierścień oporowoobrotowy wysuwna zewnętrzna Zastrzał wieŝy Mechanizm wodzenia Balast (jeŝeli jest wymagany ) śuraw samomontujący się, górno obrotowy, z wysięgnikiem poziomym, gdzie: a) typu stacjonarnego (stały), b) przejezdny śurawie górnoobrotowe 0 przeciwwagi przeciwwagi Pierścień oporowoobrotowy wysuwna zewnętrzna Zastrzał wieŝy Balast (jeŝeli jest wymagany ) śuraw wieŝowy samomontujący się, z obrotem w górnej części, z wysięgnikiem podnoszonym, gdzie: a) typu stacjonarnego (stały), b) przejezdny

4 śurawie dolnoobrotowe samomontujące się 0 Zastrzał wysięgnika Odciąg linowy wysuwna zewnętrzna przeciwwagi Podstawa (platforma) obrotowa Pierścień oporowo obrotowy Mechanizm wodzenia śuraw wieŝowy samomontujący się, z obrotem w dolnej części, z wysięgnikiem poziomym, gdzie: a) typu przejezdnego, b) stacjonarny (stały) śurawie dolnoobrotowe samomontujące się 0 przeciwwagi wysięgnika wysuwna Podstawa (platforma) obrotowa Pierścień oporowo obrotowy śuraw wieŝowy samomontujący się, z obrotem w dolnej części, z wysięgnikiem podnoszonym, gdzie: a) typu przejezdnego, b) stacjonarny Przykładowe konstrukcje Ŝurawi, gdzie: a) Ŝuraw podczas szybkiego montaŝu wieŝy; b) klatka wznosząca Ŝuraw (hydrauliczny element piętrzący), c) Ŝuraw szybkiego montaŝu KSD KK

5 Grupy natęŝenia pracy Ŝurawi wieŝowych (wg. PN/M00). Grupa natęŝenia pracy mechanizmów Typ i przeznaczenie Ŝurawia GNP podnosz. obrót Zmiana wysięgu Jazda wciągarki Jazda Ŝurawia a) do pracy nieregularnej A M M M M M b) na składowiskach materiałów A M M M M c) remontowe na platformach wiertniczych A M M M d) stoczniowe remontowe A M a) samomontujące A M M b) przewoźne np. budowlane A M a) stoczniowe technologiczne A M M b) portowe kontenerowe A M c) stoczniowe produkcyjne A M M M d) budowlane chwytakowe A M M M M Mechanizmy robocze Ŝurawi liny przewijające się a), b) c) układy olinowania mechanizmów podnoszenia d), e) układy olinowania mechanizmów zwodzenia wysięgników f) układ wodzenia a) e) f) Przykładowe charakterystyki udźwigu Ŝurawi wieŝowych Przykładowe charakterystyki udźwigu Ŝurawia wieŝowego z platforma obrotowa dolną typu śb0w, gdzie: dla struktury wieŝy z i segmentów oraz wysięgnika z segmentów, dla struktury wieŝy z segmentów oraz wysięgnika z segmentów, dla struktury wieŝy z i segmentów oraz wysięgnika z segmentów, dla struktury wieŝy z segmentów oraz wysięgnika z segmentów, dla struktury wieŝy z, i segmentów oraz wysięgnika z segmentów

6 Klasyfikacja Ŝurawi z uwagi zachowanie stateczności Ze względu na wymagane warunki stateczności dźwignice dzieli się na grupy: A wszystkie dźwignice wolno stojące, z wyjątkiem wyszczególnionych w grupach B, C, D i E, B Ŝurawie budowlane wieŝowe, Ŝurawie kolejowe, C Ŝurawie samojezdne, Ŝurawie przewoźne, D dźwignice na dokach pływających, E dźwignice, dla których warunki stateczności ustala się na podstawie odrębnych przepisów. Uwaga: RozróŜnia się dwie klasy rozkładu masy, na podstawie których przyjmuje się odpowiednie wartości cząstkowych współczynników obciąŝenia dla obciąŝeń grawitacyjnych: a) dźwignice o klasie rozkładu masy MDC zalicza się dźwignice lub części dźwignic, w których działanie obciąŝeń grawitacyjnych od mas poszczególnych części wywołuje wzrost obciąŝeń skutecznych (wpływ niekorzystny) we wszystkich krytycznych miejscach, wybranych do obliczeń sprawdzających, przy czym wzrost obciąŝeń skutecznych nie jest spowodowany przez celowo zastosowane odkształcenia wstępne (wstępne napięcia). Do analiz sprawdzających dźwignice klasy MDC, stosuje się wartości cząstkowych współczynników obciąŝeń γ p. Dla dźwignic klasy MDC z liniową zaleŝnością pomiędzy obciąŝeniami a obciąŝeniami skutecznymi dopuszcza się stosowanie metody napręŝeń dopuszczalnych i ogólnego współczynnika bezpieczeństwa γ f. b) dźwignice o klasie rozkładu masy MDC: zalicza się dźwignice lub części dźwignic, w których działanie obciąŝeń grawitacyjnych od mas poszczególnych części wywołuje zarówno wzrost obciąŝeń skutecznych (wpływ niekorzystny) jak i ich zmniejszenie (wpływ korzystny) w krytycznych miejscach, wybranych do obliczeń sprawdzających i/lub części dźwignic, w których celowo zastosowano odkształcenia wstępne (wstępne napięcia). W takich przypadkach masy są dzielone na te, których obciąŝenia grawitacyjne wywołują wzrost obciąŝeń skutecznych i na te których obciąŝenia grawitacyjne powodują zmniejszenie obciąŝeń skutecznych. a) dźwignice o klasie rozkładu masy MDC b) dźwignice o klasie rozkładu masy MDC Klasyfikacja dźwignic z uwagi zachowanie stateczności Stany przy analitycznym sprawdzaniu stateczności bada się dla: a) stanu roboczego (kojarzenie obciąŝeń wg. tabl. PN/M0 lub PNISO 0) b) stanu spoczynku (kojarzenie obciąŝeń wg. tabl. PN/M0 lub PNISO 0) c) stanu wyjątkowego przy nagłym zwolnieniu ładunku (wg tabl. ) Stan Stan roboczy Stan spoczynku Stan przy nagłym zwolnieniu ładunku Skojarzenie obciąŝeń I II III IV V VI Siły cięŝkości elementów nie zmieniający ch połoŝenia G s Siły cięŝkości elementów zmieniający ch połoŝenie G r Znak ( ) oznacza występowanie obciąŝenia przy danym skojarzeniu Znak ( ) oznacza, Ŝe obciąŝenie nie występuje przy danym skojarzeniu Siła udźwigu Rodzaje obciąŝeń Siła bezwładnośc i masy ładunku podnoszoneg o B F Siła bezwładnośc i masy lub jej części B G ObciąŜenie wiatrem stanu roboczego W F ObciąŜenie wiatrem stanu spoczynku W S Siła skierow ana do góry Z Warunek stateczności Ŝurawia (metoda momentów) Dźwignica jest stateczna, jeśli dla skojarzeń obciąŝeń I do VI spełniony jest warunek: gdzie: M us M M us moment ustalający wg definicji, kn m M moment wywracający wg definicji, wy kn m wy Moment ustalający, pochodzący od siły cięŝkości masy własnej, naleŝy obliczać przy najbardziej niekorzystnym połoŝeniu tych części, które zmieniają połoŝenie względem najbardziej niekorzystnej krawędzi wywrotu dla danego skojarzenia obciąŝeń z uwzględnieniem pochylenia. Momenty wywracające dla poszczególnych obciąŝeń stanu roboczego naleŝy obliczać względem najbardziej niekorzystnej krawędzi wywrotu dla danego skojarzenia obciąŝeń. W przypadku, gdy wymagana jest praca na pochyłym podłoŝu, to konieczne jest jednoznaczne zdefiniowanie warunków tej pracy i ich uwzględnienie w obliczeniach stateczności. Dla dźwignic zaprojektowanych do jazdy z ładunkiem, muszą być podane maksymalne, pionowe nierówności torów, a siły tym wywoływane naleŝy dodać do innych obciąŝeń podanych w stosownych tablicach normowych. Dla dźwignic zainstalowanych na stałe naleŝy uwzględnić wpływ trzęsienia ziemi, właściwy dla poszczególnych miejsc i stref, jako obciąŝenie dodatkowe dla I, II i III przypadk wg kryteriów normowych.

7 Warunek stateczności Ŝurawia wg. PN/M0 Rodzaje prób: W celu sprawdzenia stateczności naleŝy przeprowadzić próbę statyczną i próbę dynamiczną. Próba statyczna. Jeśli w normach przedmiotowych nie postanowiono inaczej, to próbę statyczną naleŝy przeprowadzić dla wszystkich charakterystycznych połoŝeń wysięgnika, wodzaka lub wciągarki przy których zmienia się udźwig i dla wszystkich krawędzi wywrotu. dźwignice typu A, B i D Qpr =.Q 0.G w dźwignice grupy C Qpr =.Q gdzie: G masa części Q wysięgnikowej Ŝurawia (wysięgnika, zblocza, haka, lin itp. zredukowana do w wierzchołka wysięgnika Q udźwig dla danego połoŝenia wysięgnika, wodzaka lub wciągarki Próba dynamiczna. Jeśli w warunkach przedmiotowych nie postanowiono inaczej, to próbę dynamiczną naleŝy przeprowadzić dla wszystkich charakterystycznych zakresów udźwigu, wysięgu i prędkości. Próbę naleŝy przeprowadzać przy równoczesnym wykonaniu trzech ruchów roboczych, w tym ruchu podnoszenia. w którym: Q Q =. Q pr udźwig dla danego połoŝenia wysięgnika, wodzaka lub wciągarki Dźwignicę naleŝy uznać za stateczną jeśli nie wystąpiły zjawiska określone w normach. W dźwignicach poruszających się po szynach dopuszcza się krótkotrwałą (okres nie dłuŝszy od okresu drgań własnych ) utratę styku między kołami i szyną. Warunek stateczności Ŝurawia krawędź wywrotu śurawie samojezdne na podwoziu kołowym, przy pracy na podporach a) Przy pracy wyłącznie na samych podporach b) Przy pracy na podporach i na kołach, przy sztywnym zawieszeniu kół lub włączeniu mechanizmu blokującego spręŝyste zawieszenie kół Warunek stateczności Ŝurawia krawędź wywrotu (PN/M0) śurawie samojezdne na podwoziu kołowym Rys. Z a) b) przypadki sztywnego zawieszenia kół lub przy włączeniu mechanizmu blokującego spręŝyste zawieszenie kół Rys Z a) b) przypadki spręŝystego zawieszenia kół Rys Z Rys Z śurawie samojezdne na podwoziu gąsienicowym Rys. Z a) b) przypadki sztywnego zawieszenia kół lub przy włączeniu mechanizmu blokującego spręŝyste zawieszenie kół Rys Z c) przypadki spręŝystego zawieszenia kół Rys. Z śurawie synowe Rys. Z a) Ŝuraw na podporach Rys Z b) Ŝuraw na podporach Rys. Z

8 Warunek stateczności Ŝurawia Metoda grawitacyjna PNISO 0 Metoda grawitacyjna: rzut środka cięŝkości nieruchomej w bezwietrznym powietrzu na płaszczyznę poziomą powinien znajdować się w połoŝeniu nie przekraczającym 0% odległości między przednim punktem podparcia, a tylna krawędzią wywrotu. Warunek stateczności Ŝurawia warunki pracy PNISO 0 Rys. Z Warunki pracy (rys. z) niedopuszczalne są takie ruchy podnoszenia, w których doprowadza się do nadmiernych wahań ładunku i niekontrolowanej trajektorii jego ruchu. Wymaga się, w przypadku gdy to jest konieczne i ładunek znajdzie w strefie podmuchów wiatru, aby przyjęta została graniczna pozycja wychylenia. W najnowszych konstrukcjach montowane sa systemy antywahaniowe!! Rys. Z Rys. Z Niedozwolone warunki pracy rys. Z boczne przeciąganie ładunku rys. Z jazda wzdłuŝ pochylenia z podwieszonym ładunkiem Wybrane urządzenia zabezpieczające podlegające procedurze badawczej (badania typu) w jednostce notyfikowanej (laboratorium akredytowane) Ŝurawie badaniu typu podlegają następujące urządzenia bezpieczeństwa : ograniczniki krańcowe mechanizmów podnoszenia i jazdy: ograniczniki krańcowe jazdy i wysokości podnoszenia/opuszczania, ograniczniki obciąŝenia (momentu), systemy antywahaniowe,, zderzaki i odboje z akumulacją energii oraz rozpraszające energię, układy i systemy antyskoszeniowe (ograniczniki zukosowania) zabezpieczenia przeciwwiatrowe podpory zabezpieczające i zgarniacze elektryczne urządzenia zabezpieczające w postaci łączników bezpieczeństwa, zawierające elementy elektroniczne.