Выбирая высоту сечения моста, следует иметь в виду, что при определенной зависимости между высотой сечения и массой моста отступление от наивыгоднейшей высоты изменяет массу балки незначительно. Например, при увеличении или уменьшении высоты на 20% масса коробчатой балки повышается на 6 … 10%.

Мосты длиной более 25 м для облегчения транспортирования обычно изготовляют из секций, соединяемых сваркой или болтами. Если длина моста или его секций превышает 24 м, требуется проверить расчетную негабаритность груза при прохождении криволинейного участка пути. Расчленение моста на секции должно обеспечить возможность сборки крана с одним из меньших нормализованных пролетов; кроме этого, для мостов решетчатых конструкций по технологическим соображениям целесообразно обеспечить во всех секциях одинаковый шаг панелей.

Строительный подъем обеспечивают, как правило, соответствующим устройством монтажных или заводских соединений моста. Однако на кранах с монорельсовыми тележками более целесообразным может быть создание необходимого профиля направляющих путем придания соответствующего очертания монорельсовым балкам или изменения размеров элементов соединения с несущей балкой.

Строительный подъем приводит к определенному усложнению металлоконструкции моста; необходимость в нем устанавливается в результате расчета механизма передвижения тележки. Введение его часто бывает необходимым в кранах с электроталями, лишенными тормозов на механизме передвижения. В ряде случаев ограничиваются только строительным подъемом консолей.

В качестве направляющих для ходовых колес тележек в перегрузочных козловых кранах используют железнодорожные узкоколейные рельсы типов Р15 … Р25, а также квадраты или полосы из стали повышенной прочности (обычно из сталей Ст5, Стб) или, что еще лучше, из марганцовистых сталей типа 20Г, ЗОГ (ГОСТ 4543—71).

Применение конструкций, в которых ходовые колеса грузовой тележки перекатываются непосредственно по полкам двутавровых балок, уголков и других профилей, изготовленных из обычных сталей с относительно низкой износостойкостью, рекомендуется только в кранах облегченного исполнения.

В кранах нормального исполнения должна быть предусмотрена возможность замены ездовых монорельсовых балок или подтеле-жечных направляющих. При этом у кранов среднего режима работы допускается приваривать указанные элементы. Здесь конструкция моста должна быть выполнена так, чтобы при удалении ездового элемента для замены при ремонте была бы сохранена ее форма. Этому требованию удовлетворяют, например, трубчатые мосты с тавровыми направляющими.

Однобалочные мосты. Различают две основные схемы мостов — однобалочные и двухбалочные. Наибольшим распространением пользуются однобалочные мосты.

Для широко распространенных кранов с электроталями грузоподъемностью до 5 тосновным требованием часто бывает требование минимальной трудоемкости изготовления. Для кранов грузоподъемностью 1 … 3,2 т и пролетами 8 … 12,5 м это требование удовлетворяется применением сечений из двутавровой балки с усилием верхнего пояса листом или швеллером; более совершенно сечение, показанное на рис. 19, б, где верхний пояс образован гнутым листом корытного профиля, а нижний пояс образован половиной разрезанной вдоль двутавровой балки, приваренной к полосе.

Сложны в изготовлении имеющие значительно более высокую пространственную жесткость коробчатые мосты трапециевидного (рис. 19, а) и треугольного (рис. 19, в) сечений. Первое сечение используют в кранах пролетом 10 … 12,5 м, где из-за относительно небольших ширины и высоты листов еще отсутствует необходимость в подкреплении их ребрами жесткости. Сечение, показанное на рис. 19, в, использовано заводом Баумеханик Барлебен (ГДР) для козловых кранов грузоподъемностью до 8 т и пролетом до 35 м. Это сечение образовано гнутым двухскатным верхним поясным листом, боковыми листами и двутавровой балкой. Пространственная жесткость сечения обеспечивается поперечными и продольными ребрами.

Рис. 19. Поперечные сечения монорельсовых мостов из листовых и профильных элементов:
а — сечение моста открытого профиля крана грузоподъемностью 3,2 г пролетом 12-.5 м; б — трапециевидное сечение моста крана грузоподъемностью 3,2 т, фроле-гом 11 м; в — треугольное сечение моста крана грузоподъемностью 5 т, пролетом 30 и

Аналогичные сечения находят применение также и в ряде кранов грузоподъемностью до 12,5 т и пролетами 20 … 25 м, выпускаемых в ЧССР и ПНР.

В кранах, выпускаемых за рубежом, находят применение и другие типы мостов листовых конструкций с монорельсовыми направляющими; следует отметить четырехгранные мосты прямоугольного сечения в кранах с одностоечными опорами, у которых ездовая тавровая балка приварена к нижней кромке передней стенки.

В СССР распространены впервые предложенные в 1961 г. краны с трубчатой несущей балкой. При несомненной простоте изготовления в них отсутствует характерное для прямоугольных и трапециевидных сечений суммирование по углам контура напряжений от вертикальных и горизонтальных нагрузок.

Сечения, показанные на рис. 20, а, находят применение в крапах грузоподъемностью 3,2 … 5 т и пролетами 10…12,5 м. В частности, мост крана ККТ-5-12,5 изготовлен из трубы, к которой приварен стенкой по зигзагообразной линии тавровый профиль из разрезанного двутавра № 36М с усиливающей полосой. Для повышения горизонтальной жесткости стенку таврового профиля иногда укрепляют поперечными ребрами. Этого же достигают в конструкции, показанной на рис. 20, б, где участки стенки разведены в противоположные стороны.

Рис. 20. Поперечные сечения трубчатых мостов:
а — с тавровым монорельсом:; б — с тавровым монорельсом и отогнутыми участками стенки монорельса; в — е промежуточными планками; г — е креплением двутавровой балки через швеллер

В конструкции, показанной на рис. 20, в, тавр подвешен с помощью системы отогнутых планок. Сечение их плавно уменьшается по направлению к трубе, что снижает изгибающий момент в месте приварки к трубе. Достоинством такой конструкции является возможность варьировать в определенных пределах вертикальную изгибную жесткость сечения, изменяя размеры планок.

В настоящее время наибольшим распространением пользуются мосты, выполненные по схеме на рис. 20, г, где между двутавровой балкой и трубой расположен промежуточный швеллер. Такая конструкция наиболее проста в изготовлении; однако расположение относительно больших масс металла (верхней полки балки и швеллера) вблизи нейтральной оси сечения несколько снижает их экономичность. Сечение,показанное на рис. 20, г, применено в кране КС-5 грузоподъемностью 5 т пролетом 16 м (см. рис. 4,6) и ряде его модификаций. Здесь использована труба 429×8 в сочетании со швеллером № 10 и двутавром № 30М.

При увеличении пролета свыше 16 м приходится по условиям вертикальной жесткости применять трубы диаметром 800 мм и более, в результате чего увеличивается масса и повышаются местные кольцевые напряжения в стенках трубы. Этого можно избежать, применяя шпренгельные системы; при соответствующем конструктивном оформлении они без изменения сечения несущей оалки позволяют увеличить пролет до 25 м и более.

Секции трубчатых мостов соединяют с помощью сварных монтажных стыков (рис. 21). На заводском стенде к краям смежных секций приваривают соединенные распорными трубками бобышки. К краям одной из смежных труб приваривают центрирующие ребра. Затем мост разбирают и транспортируют на место установки крана. Здесь секци моста выставляют на подкладки и соединяют с помощью шпилек; зазоры между торцами секций заполняют шпатлевкой или заваривают. Устанавливают и приваривают фасонные полунакладки трубы и ромбовидные накладки стенки двутавровой балки. После этого с нижней полки двутавровой балки удаляют бобышки и перекрывают эту полку накладкой.

Рис. 21. Монтажный стык трубчатого моста

Решетчатые мосты с монорельсовыми тележками применяют преимущественно в более крупных кранах — грузоподъемностью 5 … 30 т и пролетами 20 … 40 м.

По весовым показателям оптимальной схемой является показанная на рис. 22, а схема трехгранного сечения моста с трубчатыми верхними поясами и раскосами и нижним поясом двутаврового или таврового сечения. Необходимо отметить, что центр кручения такой системы смещен в сторону верхней грани. Это обусловливает возникновение значительных крутящих моментов от действующей на тележку горизонтальной нагрузки,, что существенно сказывается на напряженном состоянии раскосов. Другой недостаток — затрудненность замены ездового профиля.

Ряд предприятий выпускает краны с мостами решетчатой конструкции, образованными взаимно перпендикулярными вертикальной и горизонтальной фермами (рис. 22, б). Вертикальная ферма состоит из ездовой двутавровой балки верхнего пояса и раскосно-стоечной решетки. К узловым косынкам последней приварены пластины, к которым на болтах или приваркой прикреплена двутавровая балка. Боковые нагрузки воспринимаются нижней горизонтальной фермой, пояса которой поддерживаются наклонными подкосами.

Раздельное восприятие нагрузок (вертикальные — только центральной фермой, боковые — только нижней) существенно упрощает расчет конструкции. Жесткость моста на кручение мала, что делает целесообразным применение их для кранов, которые могут перемещаться по неровным путям — взаимный поворот опор не вызывает перенапряжений в конструкции.

Рис. 22. Решетчатые мосты с ездовыми монорельсами:
а — трехгранная трубчатый кран грузоподъемностью 5 т пролетом 35,1 м; б — мост тавровой схемы; в – четырехгранный мост крана ККС-10, грузоподъемностью 10 т

Конструктивно стойки вертикальной и поперечной горизонтальной ферм совместно с подкосами образуют собираемые предварительно трехгранные рамки, к которым затем крепят верхний и боковые пояса. Размеры сечения мостов приведены ниже.

Четырехгранные мосты с монорельсовыми ездовыми балками еще применяют в ряде козловых кранов грузоподъемностью 10 и 20 ts ККС-10, КК-20/5 и т. п. Сечение таких мостов (рис. 22, в) образовано четырьмя поясами из расположенных в тавр уголков. 11ояса соединены раскосно-стоечными решетками из уголков. Двутавровая ездовая балка прикреплена на болтах к косынкам нижней грани и поддерживается размещенными в каждой панели фермы парными подкосамй. Нижние пояса часто снабжают продольными полосами для боковых упорных роликов тележек.

Эта конструкция хорошо приспособлена для изготовления из уголковых прокатных профилей. Однако наличие четырех граней, а также дополнительной подвески для монорельса усложняет ее изготовление и увеличивает металлоемкость. Тавровые составные стержни поясов и раскосов боковых решеток хорошо работают на продольный изгиб, но смежные внутренние поверхности их уголков не доступны для окраски. Ветровое сопротивление таких мостов велико. Здесь нужно отметить, что вне зависимости от принятого сортамента элементов фермы аэродинамическое сопротивление четырехгранных конструкций существенно (на 20 … 30 %) выше, чем у трехгранных конструкций одинаковой с последними теневой площадью.

Изложенные соображения не позволяют рекомендовать схему, показанную на рис. 25, в, для применения во вновь разрабатываемых конструкциях, в бсобенности предназначенных к серийному изготовлению.

Общим недостатком мостов рассматриваемого типа является низкая долговечность ездового профиля, полки которого при интенсивной эксплуатации зачастую изнашиваются в течение 2 … 6 лет. Это может быть устранено применением сниженных тавровых профилей, но отечественной промышленностью в настоящее время выпускаются преимущественно профили относительно малых размеров.

В некоторых конструкциях тавровый профиль крепят к стенке нижнего пояса болтами; применяют также направляющие с прикрепленными к полке двутавровой балки узкоколейными рельсами. Однако такие конструкции более металлоемки и в изготовлении трудоемки. Это относится также и к направляющим с ездовыми поверхностями, усиленными полосами из износостойкой стали.

Монорельсовые тележки неустойчивы в боковом направлении, что особенно неблагоприятно при креплении к тележке кабины управления.

К достоинствам мостов с двумя направляющими следует отнести снижение нагрузки на колеса ходовых тележек, обеспечение боковой устойчивости последних, а также возможность применения взамен тавровых профилей износостойких легкосъемных рельсов. Эти обстоятельства предопределили широкое использование разнообразных конструкций данного типа в кранах грузоподъемностью 3 т и выше.

Получили распространение мосты с двумя подвесными двутавровыми монорельсами, несущие конструкции которых имеют трех- и четырехгранное сечение. Здесь ездовые балки крепят на болтах или приваривают к поперечинам нижнего пояса; саму несущую конструкцию сваривают из труб или из уголковых профилей.

Интерес представляет мост (рис. 23), сваренный из алюминиевых элементов и примененный в кране грузоподъемностью 3 т пролетом 25 м, который предназначен для установки в приморском районе с повышенной влажностью. Пояса 1 выполнены из прессованных уголковых профилей, на концах полок которых предусмотрена разделка для сварки встык с листами обшивки. Диафрагмы, сваренные из двутавровых элементов, при сборке мостов совместно с поясами образовали его каркас. Листы крепят к диафрагмам заклепками через Дистанционные прокладки.

Рис. 23. Мост из легкого сплава:
а — поперечное сечение; б — ездовая балка; в — поясной профиль

К нижней грани моста на болтах прикреплены специальные алюминиевые двутавровые профили 4, каждый из которых несет два стальных узкоколейных рельса 5.

Применение легких сплавов в данном случае позволило снизить массу металлической конструкции на 50 % по сравнению со стальной.

В местах с двумя двутавровыми направляющими боковые грани свободны, что обеспечивает удобное прикрепление опорных стоек. Однако работающие на изгиб поперечины нижнего пояса и две ездовые балки, не участвующие в работе моста, увеличивают массу конструкции, а ходовая часть грузовой тележки существенно усложняется в результате увеличения числа ходовых колес, перекатывающихся по обеим полкам каждой из двутавровых балок; долговечность последних ограничена. Это делает целесообразным использование таких схем преимущественно при единичном или мелкосерийном изготовлении кранов, где выгодно применение монорельсовых тележек типовых электроталей.

Некоторые предприятия изготовляют краны, у которых ездовые двутавровые балки являются нижними поясами. Однако несущая способность двутавровых балок, прикрепленных только верхней полкой, на сжатых участках снижается в результате эксцентричного действия продольной нагрузки и возможной потери их устойчивости. Поэтому иногда горизонтальную решетку пристыковывают непосредственно к стенкам балок. Здесь, в свою очередь, приходится считаться с дополнительными крутящими моментами, действующими на нагруженные только с внешних сторон балки. Замена изношенных ездовых балок возможна только в заводских условиях.

Наибольшее распространение в последнее время получили мосты с подвесными грузовыми тележками, перемещающимися по коисольно расположенным направляющим. Здесь нужно выделить группу решетчатых трубчатых кранов, изготовляемых преимущественно с наиболее экономичными трехгранными мостами. На рис. 24 показано сечение моста крана КК-12,5-32. Верхний пояс выполнен из одиночной трубы; подтележечный рельс уложен на полку неравнобокого уголка (рис. 24, б).

Рис. 24. Мост крана КК-12,5-32:
а — сечение моста; б — узел нижнего пояса; о — фланцевый стык поясов

В ФРГ фирма К. Кайенбург применила для нижних поясов моста кранов грузоподъемностью 10 т сечение, показанное на рис. 25, а, где выполненные из пластмассы безребордные ходовые колеса и горизонтальные направляющие ролики перекатываются непосредственно по полке и стенке швеллера. Это исключает необходимость применения подтележечных рельсов и устраняет шум при движении тележки.

В конструкции крана, предложенной также в ФРГ, к трубе прикреплен поддерживаемый ребрами тавровый профиль, что позволило устранить неблагоприятно действующую эксцентричную нагрузку (рис. 25, б) и вместе с тем существенно повысило вертикальную изгибную жесткость пояса и упростило размещение стыковых болтов.

На рис. 25, в показан узел нижнего пояса крана КК-32, где сплющенные концы раскосов примыкают непосредственно к вершине уголка. Такая конструкция хотя и относительно проста в изготовлении, но вследствие низкой прочности сварных соединений может быть рекомендована только при малой интенсивности использования крана.

На рис. 24, в показана конструкция монтажного стыка нижнего пояса крана КК-12,5-32. Во фланцах предусмотрены вырезы для пропуска подтележечных рельсов и имеются выточки для установки центрирующих втулок. Такое соединение, несколько трудоемкое в изготовлении, обеспечивает точное и надежное стыкование секций моста.

Рис. 25. Нижние пояса трехгранных трубчатых мостов:
a — для неметаллических ходовых колес; б — с промежуточным тавровым профилем; в — с примыканием плющевых раскосов к вершине уголка

Нижние пояса крана КК-32 соединяют с помощью вильчатого стыка с закладным пальцем. В таком соединении практически невозможно избежать взаимной подвижности соединяемых элементов, что делает его непригодным для интенсивно эксплуатируемых кранов. Стыки верхних поясов обычно фланцевые, болтовые.

Некоторые зарубежные фирмы для увеличения пространственной жесткости иногда применяют четырехгранные трубчатые решетчатые мосты. Однако соответствующие показатели могут быть обеспечены и у более простых в изготовлении и экономичных трехгранных конструкций.

Для интенсивно работающих и рассчитанных на длительный срок службы кранов предпочитают применять мосты листовой конструкции,

В СССР получили распространение краны с мостом трапециевидного сечения. Такой мост (рис. 26) имеет верхний утолщенный поясной лист, к которому примыкают наклонные боковые стенки. В местах скрепления стенок с уширенным листом нижнего пояса размещены коробки, несущие подтеле-Жечные рельсы. В стенках и нижнем поясе образованы проемы.

Пространственная жесткость обеспечена установленными в каждой панели рамными диафрагмами, а также продольными ребрами жесткости.

Проемы со скругленными углами, которые целесообразны при сечении моста высотой более 2 м, снижают на 5 … 10% металлоемкость конструкции, уменьшают на 15 … 20% ветровые нагрузки, обеспечивают возможность беспрепятственного доступа в полость моста, что позволяет размещать проходную галерею, Электрооборудование и механизмы.

Рис. 26. Мост крана ККП-12,5 трапециевидного сечения:
а — в сечение моста; б — боковой вид панели моста

Значительная толщина верхнего пояса исключает необходимость подкрепления его ребрами жесткости, а более широкий нижний пояс хорошо воспринимает боковые нагрузки. Вместе с тем в результате значительного объема сварочных работ, в том числе выполняемых вручную, трудоемкость изготовления таких мостов довольно высока.

Следует также иметь в виду, что эксплуатация кранов в зимнее время может быть затруднена вследствие набивания снега и льда в карман между стенками и подтележечными направляющими. Поэтому грузовую тележку рекомендуется оборудовать отвалами и щетками; в стенках для стока воды следует также предусматривать отверстия диаметром не менее 20 мм.

Для кранов грузоподъемностью до 30 т и пролетом 20 … 40 м разработан мост замкнутого прямоугольного сечения, по нижнему поясу, которого пропущены проведенные через стенки поперечины. На консольные концы последних уложены двутавровые балки, несущие подтележечные рельсы.

Стремление избавиться от выполнения сварочных работ в замкнутых полостях привело к созданию трубчато-балочного моста (рис. 27), в котором нижний поясной лист окаймлен двутавровыми балками, несущими подтележечные рельсы. Стенка имеет трубчатые верхний и нижний пояса, что обеспечивает пространственные жесткость и устойчивость конструкции. Боковые пояса поддерживаются поперечными ребрами. Такое сечение использовано в кранах ККЛ-12,5 и ККЛ-8. В последнем случае для снижения ветровой нагрузки в вертикальной стенке выполнены окна.

Примером использования трубчатых элементов заводского изготовления в кранах ограниченного пролета (16 … 20 м) может служить мост крана К-12,5 (рис. 28), где сваренные из уголковых профилей подтележечные балки подвешены к несущей трубе. Ходовые поверхности балок усилены полосой из износостойкой стали. Трудоемкость изготовления такого крана минимальна, что вполне оправдывает некоторый перерасход металла вследствие трубчатого сечения.

Рис. 27. Трубчато-балочный мост кранов типа ККЛ:
а — сечение моста; б — узел боковой балки

Рис. 28. Трубчатый мост крана К-12,5

У пролетных строений, выполненных по схемам, показанным на рис. 24—28, в общем небольшая масса. Однако использование нижних поясов в качестве подтележечных направляющих несколько усложняет конструкцию. Кроме этого, примыканию опорных стоек по всей высоте моста препятствует необходимость оставления проемов для проходов ходовых частей тележек, в особенности приводных. Поэтому приходится устраивать дополнительные кронштейны для крепления стоек или придавать верхним частям последних Г-образный вид.

Этот недостаток отсутствует в кранах с внутренним расположением подтележечных направляющих, которые изготовляют по Двум схемам — с замкнутым и открытьш сечениями моста.

В первой схеме подтележечные балки с помощью болтов кренят на консолях кронштейнов, прикрепленных к нижней поперечине замкнутой несущей фермы. Балки и кронштейны в работе сечения не участвуют, а лишь передают нагрузку от грузовой те-… 25 м), где абсолютная разница в металлоемкости не очень велика. Также весьма существенна возможность изготовления пролетных балок на технологически отработанных линиях производства балок мостовых кранов и применения типовых опорных грузовых тележек.

На рис. 31 показаны сечения балок, основные размеры которых даны в табл. 23. Сравнительно большая по сравнению с мостовыми

кранами ширина пролетных балок вызвана необходимостью увеличения горизонтальной жесткости балок. В особенности это относится к балкам кранов К-12,5М (рис. 31, б), мосты которых имеют только концевые поперечные связи.

В конструкции листовых мостов применяют монтажные болтовые стыки как с накладками, так и фланцевые. Как правило, листовые конструкции используют в кранах, предназначенных для длительного использования на одном объекте без перебазирования. Это делает целесообразным использование сварных монтажных стыков. Для кранов тяжелого режима работы такие стыки следует выполнять на стыковых швах с применением неразрушающих методов контроля. Для менее интенсивно эксплуатируемых кранов целесообразно использовать стыки на накладках с дополнительными фиксирующими приспособлениями.

Пример болтового фланцевого стыка крана ККТС-20 (грузоподъемностью 20 т пролетом 40 м) приведен на рис. 32. В нем по углам предусмотрены шпильки увеличенного сечения, изготовленные из высокопрочного материала и рассчитанные на передачу усилий, действующих по поясам. Фланцы подкреплены системой ребер жесткости, связывающих их с накладками, размещенными по периметру сечения.

Рис. 31. Балки мостов двухбалочных кранов:
а — грузоподъемностью 8… 20/5 т пролетом 32 м; б — грузоподъемностью 8,.. 12,5т пролетами 16.., … 25 м