Рис. 8.15. Рама тележки крана средней грузоподъемности

Рис. 8.16. Рама тележки крана большой грузоподъемности

Рис. 8.17. Балка рамы тележки

Рис. 8.18. Сравнение параметров металлоконструкций

На рис. 8.18 приведены графики, характеризующие применение алюминиевых сплавов (сплошные линии — сплав АМг-6, штриховые линии — сплав Д16-Т) в металлоконструциях мостов: а — отношение массы металлоконструции GM к грузоподъемности Q при пролете L; б— снижение массы металлоконструкции при замене стали СтЗ; в — снижение давления на ходовые колеса; г – увеличение грузоподъемности крана. Графики построены на основе предположения, что толщина стенок главных балок из алюминиевых сплавов незначительно отличается от толщины стенок соответствующих стальных балок, и что для обеспечения местной устойчивости стенок алюминиевые балки снабжены дополнительными по сравнению со стальными балками диафрагмами и ребрами жесткости. Если же местная устойчивость стенок алюминиевых балок обеспечивается увеличением толщины стенок, то отношения масс алюминиевых и стальных конструкций соответственно увеличатся.

Применение сплава АМг-6 с точки зрения снижения массы мостов и технологичности изготовления выгоднее применения сплава Д16-Т, который может использоваться лишь в клепаных конструкциях.

Из алюминиевых сплавов изготовляют мостовые металлоконструкции следующих типов: двухбалочные закрытого типа с решетчатыми главной и вспомогательной фермами (рис. 8.19, а), двухбалочные с главными балками коробчатого сечения, двухбалочные с главными балками шпренгельного типа (рис. 8.19, б), однобалоч-ные (рис. 8.19, в). У крана грузоподъемностью 5 т первого типа (ГПИ «Проектстальконструкция») главные балки выполнены в виде трехплоскостной фермы, нижние пояса и распоясная решетка которых выполнены из труб, а верхний пояс — из широкополочного двутавра. В кране такой же грузоподъемности второго типа (ВНИИПТМАШ) главная балка состоит из балки жесткости и шпренгеля, включающего затяжку и вертикальные стойки. Балка жесткости, воспринимающая нагрузки от ходовых колес тележки, работает на поперечный изгиб и продольное усилие. Элементы шпренгеля — затяжка и стойки — испытывают лишь продольные (осевые) усилия.

Шпренгельные балки имеют массу, меньшую чем балок коробчатого сечения, и при применении гнутых профилей достаточно технологичны. Балка жесткости главной балки выполнена из листов толщиной 6 мм и имеет открытое П-образное сечение с отбортовкой кромок. Отбортовка увеличивает жесткость и устойчивость вертикальных стенок (что имеет особо важное значение для алюминиевых конструкций) и общую жесткость балки в горизонтальном направлении, а применение балок П-образного профиля дает возможность устранить все продольные швы, необходимые при сварке балок замкнутого коробчатого сечения, и значительно уменьшить трудоемкость изготовления балок. Затяжка выполнена из двух уголков 100×80x7 мм, а стойки — из четырех уголков, которые после сварки попарно образуют швеллерное сечение. Концевая балка имеет такое же сечение, как и балка жесткости, и отличается от нее только размерами.
Исходя из условия обеспечения необходимой жесткости, следует учитывать, что по сравнению со стальной алюминиевая балка коробчатого сечения должна иметь высоту, большую в 1,25 раза, что приводит к увеличению относительной массы на 20%. Поэтому общий переходной коэффициент массы, с учетом удельных масс стали и алюминиевого сплава, составляет не более 2,4.

В то же время, учитывая необходимость снижения расхода алюминиевого сплава, необходимо обеспечивать максимальную концентрацию материала. Наиболее полно это достигается в однобалоч-ных металлоконструкциях, где при достаточной ширине балки возможен отказ от устройства площадок. У крана, показанного на рис. 8.19,6, имеющего грузоподъемность 30 т и пролет 29,5 м, балка изготовлена из алюминиевого листа толщиной 10 мм. Масса моста составляет 8,3 т, а его расчетный прогиб 35 мм. Рельсы и стальные поясные накладки прикреплены к балке болтами.

Поскольку стоимость металлоконструкции из алюминиевого сплава значительно выше, чем стальной (для кранов грузоподъемностью 5 т—в 3,5—5 раз), главным образом за счет стоимости материала, этот фактор должен учитываться при оценки технико-экономической целесообразности использования алюминиевых сплавов.