Рис. 197. Общий вид мачты 1 — мачта; 2 — подъемный полиспаст; 3 — ванты; 4 — отводной ролик; 5 — якоря

Устойчивость мачты обеспечивается путем предварительного натяжения в 1—2 тс вант с помощью рычажных лебедок или стяжных муфт. Угол заложения вант к горизонту не должен быть больше 45°.

Для того чтобы поднять груз, на некотором расстоянии от мачты, не касаясь ее, в оголовке мачты предусматривается выносная консоль для крепления подъемного полиспаста, сбегающая нитка которого через отводной ролик внизу мачты отводится к ручной или приводной лебедке.

Обычно применяют электрические лебедки, обеспечивающие большую скорость подъема груза и меньшую трудоемкость работы. Лебедка устанавливается вне рабочей зоны с учетом возможности .обслуживания мачты по мере ее перемещения при монтаже.

В процессе работы наклон мачты может изменяться, для чего в вантах, расположенных в плоскости наклона, должны быть предусмотрены полиспасты, регулирующие длину вант. Сбегающие нитки полиспастов должны направляться на лебедки. Для облегчения наклона и монтажа мачты в ее основании предусматривается шарнир.

Монтажные мачты выполняются деревянными и металлическими. Деревянные мачты в настоящее время применяют редко и главным образом как вспомогательные. Грузоподъемность их не превышает 10 т, а высота — 10—12 м.

Рис. 198. Деревянная мачта грузоподъемностью 3—10 т высотой 6—10 м
а — верхний узел; б — опорный узел и крепление отводного блока; в — стык мачты; г — опорная подушка

Мачты небольшой грузоподъемности (рис. 198) с высотой подъема 6—8 м выполняют из одного бревна. Мачты большой высоты и грузоподъемности изготовляют составными из двух-трех бревен, соединенных деревянными шпонками и болтами, стяжными хомутами, скрутками или скобами.

При привязке верхнего блока полиспаста к основным бревнам прирубают и крепят болтами поперечное бревно, чтобы устранить возможность сползания (опускания) подъемного полиспаста и отдалить его ось от мачты.

В основании мачты канатом крепят отводной блок для направления на лебедку сбегающей нитки подъемного полиспаста. Низ мачты расчаливается во избежание сдвига от усилия в канате, идущем на лебедку, и от усилия при наклоне мачты. Мачты обычно опираются на шпальные клетки, размеры которых определяют расчетом из условия давления на грунт.

Стыки мачты, выполненной из одного бревна, перекрывают накладками из бревен, стянутых с основными бревнами хомутами, скобами и болтами. При незначительных изгибающих моментах допускается стык вполдерева с разрезом в плоскости, параллельной направлению действия момента.

При составной мачте из нескольких бревен стыки их выполняют вразбежку без перекрытия накладками, но в этом случае одно из бревен исключается из работы. Для включения в работу всех бревен их стыки перекрывают накладками. Диаметр бревен для мачты определяется расчетом и зависит от ее высоты и грузоподъемности.

Металлические мачты применяются при монтаже строительных конструкций для подъема грузов весом до 100 т на высоту до 60 м. При монтаже технологического оборудования используются мачты для подъема грузов весом до 200 т на высоту 60 м.

Мачты высотой 20—25 м изготовляются обычно из труб, при большой высоте решетчатой конструкции — из труб или прокатных профилей.

Трубчатые мачты выполняются обычно со сварными стыками, что очень затрудняет их перевозку. Для удобства транспортирования в мачтах предусматривают монтажные стыки на болтах (фланцевые) или на накладках, перекрывающих ребра жесткости в месте стыка. Конструкция таких стыков сравнительно сложна. Узлы трубчатой мачты показаны на рис. 199.

Решетчатые мачты из прокатных профилей имеют обычно квадратное сечение. Они собираются из отдельных типовых секций, длина которых определяется условиями транспортирования (рис. 200). Стыки секций перекрывают уголковыми накладками на болтах повышенной точности. Изменение числа секций позволяет получить мачту переменной высоты.

Мачты большой грузоподъемности могут быть изготовлены также из нескольких труб (трех-четырех), соединенных между собой планками на сварке. Стыки в этом случае выполняются фланцевыми на болтах. В таких мачтах при постоянном направлении подъема груза тяги верхнего блока подъемного полиспаста крепят горизонтальным шарниром к листовым консолям оголовка мачты, что создает жесткое закрепление.

В мачтах небольшой грузоподъемности и при необходимости поворота мачты верхний блок подъемного (грузового) полиспаста крепят на гибком стропе, так же как в деревянных мачтах.

Расчалки крепятся к оголовку мачты наглухо или через так называемый паук — приспособление, позволяющее поворачивать мачту относительно вертикальной оси.

В первом случае к оголовку мачты приваривается лист, концы которого отгибают под углом, равным углу заложения расчалок; для крепления последних в листе имеются отверстия.

Во втором случае лист с отверстиями для крепления расчалок свободно надевается на вертикальную ось, заделанную в оголовке мачты. Это позволяет поворачивать мачту без переноса расчалок. Конструкции крепления расчалок показаны на рис. 199 и 200.

Рис. 199. Трубчатая мачта
а — верхний узел; б — опорный узел; в — крепление вант мачты к листу; г —шарнирная опора

Сбегающий канат грузового полиспаста отводится от мачты через блок, закрепленный у ее основания. Мачты небольшой высоты и грузоподъемности имеют в основании опорный лист толщиной 16—20 мм с загнутыми вверх краями, что удобно при передвижении.

Высокие мачты грузоподъемностью более 20 т имеют обычно шарнирные опоры. Это позволяет наклонять мачты при работе и облегчает их монтаж. Кроме того, такая опора обеспечивает центральную передачу нагрузки на основание (см. рис. 199). Размер опорной площади определяется допустимым давлением на основание.

Низ мачты расчаливается, чтобы предотвратить сдвиг ее от усилия в канате, идущем на лебедку, и от горизонтальной составляющей усилия в мачте при ее наклоне.

Рис. 200. Решетчатая мачта: 1— паук; 2 — грузовой полиспаст; 3 — отводной ролик

Наклон мачт при работе не превосходит 1/10—1/5 их высоты, если конструкция мачты не предусматривает большего наклона.

В настоящее время применяются поворотные мачты (рис. 201), допускающие при работе значительный наклон (угол более 45° к-вертикали) и поворот с грузом в плане на угол около 180°. Это достигается креплением низа мачты на горизонтальном шарнире в башмаке, который в свою очередь крепится вертикальным шарниром к фундаменту и может поворачиваться. Поворот такой мачты производится только в наклонном положении. Во всех расчалках мачты в этом случае имеются полиспасты, сбегающие нитки с которых направляются на лебедки. Это позволяет изменять длину расчалок при наклоне и повороте мачты.

Рис. 201. Монтажная поворотная мачта:1 — монтажная мачта; 2 — вспомогательная мачта для подъема монтажной мачты

Мачта испытывает напряжения от сжимающих сил и изгибающего момента (рис. 202). Определение сжимающей (осевой) силы в мачте производится в следующем порядке.

1. Определяется вес поднимаемого груза Р (с учетом коэффициента перегрузки 1,1).

При подъеме приводной лебедкой влияние динамичности подъема учитывается коэффициентом динамичности, который принимается равным 1,1, что соответствует легкому режиму работы. При подъеме ручной лебедкой коэффициент динамичности равен единице.

К осевому усилию в мачте от груза добавляется составляющая от усилия в работающей ванте (принимается, что наклон и подъем груза происходит в плоскости одной из вант). В этом случае усилие в мачте от груза может быть найдено из условия равновесия всей системы относительно точки Л.

Усилие в мачте от груза

Рис. 202. Расчетная схема усилий в мачте

Рис. 203. Расчетная схема мачты

Мачты небольшой высоты монтируются обычно вручную, без применения каких-либо приспособлений. Высокие и тяжелые мачты устанавливаются с помощью вспомогательных стрел (мачт). Поднимаемая мачта при этом собирается и оснащается на земле в горизонтальном положении, т. е. запасовывается подъемный полиспаст и крепятся ванты к ее оголовку.

Подъем мачт в вертикальное положение производится следующими тремя способами.

1 Собранную мачту располагают на земле так, чтобы ее центр тяжести находился у места ее установки (рис. 204, а). Полиспаст вспомогательной стрелы /, поднимающий мачту, крепят к ней но 1-.1 5 м выше центра тяжести. При сокращении подъемного полиспаста мачта поднимается, причем нижний конец ее скользит по земле, по направлению к месту окончательной установки. Такой способ подъема называется «подъем скольжением».

Рис. 204. Схема подъема мачты
а—скольжением; б—поворотом; в—падающей стрелой

Вспомогательная стрела при этом способе должна быть выше половины высоты поднимаемой мачты примерно на 3—3,5 м.

2. Мачту 2 собирают в таком положении, при котором ее нижний

конец находится у места установки. Мачту поднимают путем ее поворота с помощью вспомогательной стрелы вокруг нижней опоры мачты (рис. 204, б). При этом мачта должна быть все время расчалена в плоскости, перпендикулярной плоскости подъема. Высота вспомогательной стрелы принимается равной V3 высоты мачты.

До угла 65—70° поворот мачты производят вспомогательной стрелой, а в дальнейшем — с помощью вант. Ванты, расположенные с противоположной от стрелы стороны, являются тормозными расчалками и должны в процессе подъема постепенно отпускаться. Такой способ монтажа называется «подъем поворотом».

Рис. 205. Расчетная схема усилий при подъеме мачты

3. Вспомогательную стрелу устанавливают в основании поднимаемой мачты 2. Мачту собирают в том же положении, как и при втором способе. Верх стрелы с одной стороны соединяют неподвижной тягой с поднимаемой мачтой, а с другой — крепят полиспастом к мощному якорю. При сокращении длины полиспаста стрела будет падать и поднимать мачту из горизонтального положения в вертикальное (рис. 204, в).

Высота стрелы принимается равной примерно V3 — V4 высоты мачты. Поворот мачты производят до угла 60° с помощью стрелы, в дальнейшем — вантами. При повороте мачты со стороны, обратной направлению подъема, все время должна быть натянута тормозная расчалка, чтобы не пере.тянуть и не уронить мачту. При подъеме мачта должна иметь поперечные расчалки.

Расчетные усилия в подъемных полиспастах определяются в зависимости от способа монтажа.

При первом способе на подъемный полиспаст передается весь вес монтажной мачты с оснасткой.

Рис. 206. Расчетная схема подъема мачты падающей стрелой (размеры даны для примера расчета)

Для данного случая консоль, вероятно, могла быть несколько увеличена.

Передвижку мачты в процессе работы производят с помощью подъемной или вспомогательной лебедки. При использовании подъемной лебедки применяют два способа.

Рис. 207. Схема передвижения мачт
1 — тормозной трос; 2 ~ ручная лебедка

По первому способу ходовую нитку полиспаста мачты крепят в основании мачты; при навивании каната на лебедку мачта передвигается в направлении лебедки. Во втором случае в основании мачты крепят отводной ролик, через который пропускают канат, соединенный с неподвижной точкой на местности, лежащей в направлении движения мачты . К концу каната крепят крюк грузового полиспаста, при сокращении которого мачта передвигается.

Передвижка мачты может быть также осуществлена отдельной лебедкой. Во всех случаях низ мачты должен быть расчален со стороны, противоположной движению, тормозной расчалкой.

Мачту передвигают в следующей последовательности. Удлиняют ванты, противоположные движению, и мачту наклоняют в сторону движения, затем начинают передвижение низа мачты с одновременным укорочением вант, расположенных в направлении движения (рис. 207). Наклон мачты во всех стадиях передвижения не должен быть больше 15—20°.

Тяжелые высокие мачты передвигают на салазках по рельсовому пути.