Такие плашкоуты собирают сплошными или двухрядными (в виде катамарана), объединенными подмостями из инвентарных стальных конструкций типа УИКМ. Образованные ими плавучие системы имеют небольшой крен и дифферент при весьма значительной остойчивости.

Для сооружения высоких мостовых опор и навесного монтажа пролетных строений применяют деррик-краны грузоподъемностью 45-60 т, устанавливаемые на высоких башенных подмостях из элементов УИКМ, монтируемых на плашкоутах. Высота башен достигает 30 м, а высота подъема крюков кранов — 40-50 м.

1. Установка гусеничных кранов на плавучие средства

Для установки на плавучие средства могут быть использованы краны грузоподъемностью не менее 10 т при полезном вылете стрелы от борта или торца плашкоута не менее 5 ж и высоте крюка над горизонтом воды не ниже 15 м. Этим требованиям отвечают пневмоколесные краны типов К-255, К-401 и К-631, гусеничные краны и краны-экскаваторы типов СКБ-25, Э-1254 и Э-2058.

В качестве примера на рис. 1 приведена схема установки 20-т крана-экскаватора типа Э-2508 со стрелой длиной 30 м на плашкоуте, состоящий из десяти понтонов типа КС-3. Таким краном можно погружать железобетонные оболочки диаметром 1,6 м, длиной 8- 12 м и одиночные железобетонные тавровые и плоские шпунты, благодаря чему он с успехом может применяться при возведении опор мостов и речных портовых сооружений.

Монтаж и демонтаж крана весьма несложны. Для обеспечения работы крана требуется всего 3 чел. в смену.

Геометрические размеры крана допускают его транспортировку без демонтажа по внутренним водным путям от IV класса и выше.

Подмости собираются из элементов типа УИКМ и опираются на два ряда плашкоутов из шести понтонов типа КС-3 каждый.

Расположение крана на верху портала позволяет ему на вылете 2 м от кромки подмостей погружать оболочки под мостовую опору, что было бы невозможно с обычного плашкоута из-за недостаточного вылета и высоты подъема крюка крана, которая при расположении крана на портале увеличивается на 8 м.

Кран на портальных подмостях удобен для сооружения мостовых опор, а также для погружения шпунтов и свай причалов с применением плавучих и стационарных направляющих.

овально установить деррик-кран типа ГМК-12/20 грузоподъемностью 20 т при вылете стрелы 13 м; этот кран имеет одинаковые с краном ДГ-2 геометрические размеры. При опущенной стреле высота крана ДГ-2 от воды 13,5 м, поэтому он может транспортироваться на плаву без демонтажа в межень по внутренним водным путям от II класса и выше.

Установка деррик-крана типа ГМК-12/20 на плавучих портальных подмостях из элементов УИКМ (рис. 2) позволяет рационально использовать этот кран для постройки мостовых опор и причалов. Им можно погружать железобетонные оболочки диаметром 1,6 м, длиной до 12 м, а также тавровый и плоский железобетонный шпунт. Высота крана (21 м) ограничивает транспортирование его по рекам.

Для прохода под мостами кран необходимо демонтировать. Сам демонтаж не вызывает особых затруднений, так как вес элементов не превышает 2 т.

Высота плавучих подмостей без крана (9 м от воды) позволяет их транспортировать по внутренним водным путям от IV класса и выше при ширине шлюзов не менее 22 ж в свету.

Установка деррик-крана типа ДК-45/60 на башенных подмостях из элементов УИКМ. На рис. 70 приведена схема установки крана максимальной грузоподъемностью 45 т при длине стрелы 32 м.

Плашкоут крана площадью 854 м2 состоит из 33 понтонов типа КС-3. Шесть средних понтонов для выравнивания дифферента заполнены водным балластом.

Для распределения давления башни на плашкоут на уровне палубы уложены распределительные двутавровые балки, а основание башни связано продольными и поперечными обвязками из элементов УИКМ, выходящими за пределы башни на 4 м во все стороны.

Кран оборудован дизель-генераторной установкой мощностью “200 кет для питания лебедок крана, квартовые лебедки ручные.

Большая ширина (28,8 м) и высота (36 м) крана в собранном виде делают его нетранспортабельным по внутренним водным путям.

Кран предназначен для возведения высоких мостовых опор и монтажа пролетных строений моста. Достоинством крана является большой полезный вылет стрелы от торца понтона, а к недостаткам его относится малая высота «сухого борта» плашкоута (36 см), из-за которой даже при небольшом волнении палуба плашкоута может захлестываться волнами.

На башенных подмостях может быть установлен деррик-кран этого же типа, но со стрелой 26 ж и максимальной грузоподъемностью 60 т (рис. 4). В этом случае высота подмостей, собираемых из элементов УИКМ, составляет 29 м. Плашкоут крана крестообразной формы площадью 1350 м2 собран из 52 понтонов типа КС-3.

Кран предназначен для монтажа пролетных строений мостов на большой высоте, что обеспечивается максимальным подъемом крюка над водой, равным 50 м. В то же время у крана ограниченный полезный вылет от торца понтона при предельной грузоподъемности, составляющий всего 2,4 м. Это обстоятельство затрудняет использование крана при постройке мостовых опор.

3. Установка козловых кранов на плавучие средства

Пример сдвоенного козлового крана из элементов типа УИКМ, собранного на двухрядном плашкоуте из десяти понтонов КС-3, приведен на рис. 5.

Этот комбинированный кран предназначен для приемки с железнодорожных платформ, подаваемых на пирс, и перевозки на плаву блоков железобетонного пролетного строения крупного моста, а также для перевозки целых железобетонных пролетных строений пролетом 31,6 м.

Грузоподъемность такого крана 120 т (2×60).

Башни, собранные из элементов УИКМ, опираются на палубу понтонов через систему распределительных балок. Расстояние между осями внутренних ферм башен портала 10 м. Общий вес элементов УИКМ составляет 66,6 т, а индивидуальных металлоконструкций — 16 т.

Балластировка крана не предусмотрена. Осадка при максимальной грузоподъемности не превышает 1,25 м, а при одном грузе весом 60 т — 1,41 м.

Все грузовые операции выполняются при помощи ручных 5-т лебедок типа Т-102 и восьминиточных полиспастов (подъем и опускание грузов производятся на величину 0,5-0,6 м).

Для точной установки крана предусмотрены четыре швартовые лебедки того же типа и два становых адмиралтейских якоря весом по 1500 кг каждый, подвешенных на якорных кранах.

Транспортируют кран с грузом двумя буксирами мощностью по 150 л. с. каждый, располагаемыми по бокам крана. Кран может проходить по внутренним водным путям I класса.

4. Основы проектирования крановых установок на плавучих средствах

Из рассмотренных выше примеров видно, что при установке на плавучие средства сухопутных кранов последние размещают непосредственно на плашкоутах, собранных из понтонов типа КС-3, или на надстройках (башни, порталы), собираемых из стандартных элементов типа УИКМ на таких же плашкоутах. Установка кранов на судах транспортного типа (баржи, плашкоуты и т. п.) нецелесообразна, так как потребует больших затрат по укреплению корпуса этих судов, не рассчитанных на сосредоточенные нагрузки.

Комбинированные краны по своим характеристикам могут успешно обслуживать работы по мостостроению и возведению речных портовых сооружений, тогда как в морских условиях их применение ограничивается грузоподъемностью и закрытыми акваториями, где высота волны не превышает 0,3-0,4 м.

Проекты крановых установок для речных условий должны соответствовать требованиям ГОСТ 5534-62 «Краны плавучие полноповоротные для внутренних водных путей» и правилам Речного Регистра РСФСР, а для морских условий — правилам Морского Регистра СССР. При проектировании установки предопределяются районы ее работы (плавания), которые по правилам Речного Регистра РСФСР подразделяются на следующие: – озера, водохранилища, низовья крупных рек, обозначаемые буквой О; – крупные реки, небольшие озера — Р; – все остальные реки, верховья крупных рек — Л. Конструирование. На основе анализа показателей построенных кранов могут быть сделаны следующие рекомендации, подлежащие учету при конструировании крановых установок.

Плашкоуты и обстройка должны обеспечивать работу крана с расчетным грузовым моментом на всех вылетах.

Вес балласта крана берется из расчета недопущения крена (при незначительном дифференте) в нерабочем состоянии крана, т.е. без груза и при поднятой и повернутой по диаметральной плоскости стреле. В качестве балласта могут быть использованы камень, бетонные блоки или вода, заливаемая в отдельные понтоны. Грунтовый балласт (песок, земля), вес которого при увлажнении значительно увеличивается, применять не разрешается. Балласт размещают внутри понтонов, а не на палубе.

Ось вращения крана при установке непосредственно на плашкоут располагают по диаметральной плоскости в 3-5 м от торца (транца) плашкоута.

Наибольшая грузоподъемность крана должна быть достигнута на вылете не менее 5-6 м от торца плашкоута. Если предусматривается приемка грузов с судов, то поворот стрелы от продольной оси плашкоута в обе стороны принимают не менее чем на 100°, а вылет от борта при наибольшей грузоподъемности — не менее 4 м.

При расположении крана на подмостях портального типа, опирающихся на два ряда понтонов, расстояние между ними назначают с запасом 1 м от ширины сооружаемой опоры или плавучего кондуктора (при сооружении причальных стенок). Запас по высоте под порталом также должен быть не менее 1 м с учетом колебания уровня воды. В этом случае предпочтительнее установка деррик-кранов типов ГМК-12/20 и ДК-45/60, так как монтаж и демонтаж гусеничных или пневмоколесных кранов на высоте затруднителен.

По условиям работы поворотного механизма наибольший статический крен и дифферент для универсальных кранов не должны превышать 3°, а при установке деррик-кранов — 1,5-2°; при этом надводный борт должен быть не менее 0,5 м.

Передача сосредоточенных давлений на плашкоут от кранов, стоек башен и т. п. должна быть распределена по шпангоутам понтона в соответствии с их несущей способностью, а сами краны укреплены анкерами и упорами.

У кранов, предназначенных для постройки причалов и оснований мостовых опор, необходимо запроектировать грейферное оборудование. На плашкоуте крана должны быть дежурные помещения для сменной команды, кладовая и санузел. При установке деррик-кранов следует предусмотреть помещения для лебедок и электростанции.

В соответствии с требованиями Речного (Морского) Регистра кран оснащают якорными, швартовыми и буксирными устройствами, спасательными средствами, осушительной и противопожарной системами, а также сигнальным освещением.

Расчет прочности. При установке кранов на плавучие средства расчету подлежат элементы прикрепления крана, металлические конструкции подмостей, корпус судна — плашкоут. Расчеты в краностроении и судостроении ввиду недостаточной изученности метода предельных состояний ведут по методу допускаемых напряжений. Режим работы крановых установок принимается средним.

При расчетах учитывают ветровую нагрузку (по ГОСТ 1451-42, а с 1 июля 1966 г.-ГОСТ 1451-65), нагрузки от сил инерции, опорных реакций, веса конструкций и др.

Качка плавучего крана на волне вызывает динамические усилия в надстройках и узлах прикрепления крана вследствие возникающих при этом инерционных сил. Эти усилия следует учитывать только при нерабочем состоянии крана, так как работа краном при волнении свыше 0,4 м не допускается. При определении этих усилий по правилам, изложенным в курсах по судостроению, расчетные параметры волн для отдельных районов плавания принимаются по табл. 24.

Нагрузки от сил инерции при работе крана возникают при повороте крана, качании стрелы и резком подъеме или обрыве груза. Их следует учитывать при расчете прикреплений кранов и подмостей. Эти данные обычно имеются в паспортах устанавливаемых кранов, а в случае их отсутствия они могут быть определены по формулам, изложенным в специальной литературе.

Опорные реакции крана, противодавление воды и собственный вес конструкций вызывают усилия в элементах прикрепления крана, подмостях и корпусе судна (плашкоуте), которые принимаются также по данным паспортов (причем для расчетов прикрепления и подмостей выбирают невыгодные сочетания опорных реакций), а вес груза — с коэффициентом 1,2. Вес металлоконструкций берут по спецификациям или ориентировочно по данным аналогично выполненных проектов.

При расчете плашкоута изгибающие моменты и перерезывающие силы определяют с учетом постановки судна на волну по методам, изложенным в нормах Речного Регистра при неработающем кране.

Кроме расчета обеспечения статической остойчивости, должна быть сделана проверка на динамическую остойчивость по двум наиболее невыгодным случаям:

кран в рабочем состоянии, волнение отсутствует, произошел обрыв предельного груза;

кран в нерабочем состоянии имеет крен на расчетной волне при давлении расчетного ветра.

По ГОСТ 5534-62 и правилам Регистра («Правила постройки стальных судов внутреннего плавания. Часть II. Корпус. 1965 г.») углы 0д и 1|>д в этом случае не должны превышать 6°, палуба плашкоута не должна уходить в воду, а днище — выходить из воды.

Остойчивость судов характеризуется метацентрическом высотой: чем больше последняя, тем остойчивое судно.