Поднятие груза выше высоты стрелы крана — это комплекс инженерных задач, решаемых методами такелажных работ с использованием полиспастов, монтажных мачт, вспомогательных сооружений или путем наращивания/изменения геометрии самого грузоподъемного механизма, без нарушения его паспортной грузовой устойчивости.
Физические ограничения стреловых кранов
При работе с кранами стрелового типа (гусеничными, автомобильными, башенными с подъемной стрелой) высота подъема крюка ограничена длиной стрелы и углом ее наклона. Проблема возникает, когда монтажный горизонт (отметка, на которую нужно установить груз) превышает паспортную высоту подъема при требуемом вылете. Прямое нарушение ограничителя высоты (концевого выключателя) категорически запрещено и ведет к опрокидыванию.
Методы увеличения высоты подъема
1. Применение гуська (жёсткого удлинителя)
Гусек — это дополнительная легкая решетчатая конструкция, шарнирно или жестко закрепляемая на оголовке основной стрелы. Он позволяет значительно увеличить вертикальную зону обслуживания. Однако введение гуська снижает грузоподъемность из-за увеличения вылета и изгибающего момента на стрелу.
2. Использование удлиненных стрел и башенно-стрелового оборудования
Для кранов, конструкция которых позволяет наращивание, устанавливаются вставки секций стрелы. В башенно-стреловом исполнении (кран с маневренным гуськом) груз можно поднять выше, переводя основную стрелу в почти вертикальное положение.
3. Схема с двумя кранами (спаренная работа)
Подъем осуществляется двумя кранами одновременно с согласованным перемещением. Применяется для длинномерных или сверхтяжелых грузов, где высоты одного крана не хватает для переноса через препятствие. Требуется строжайший контроль горизонтальности груза и разработка ППРк (Проекта производства работ кранами), где коэффициент запаса по грузоподъемности каждого крана принимается не менее 1.25.
| Метод | Принцип увеличения высоты | Ограничения | Типичное увеличение высоты |
|---|---|---|---|
| Гусек | Добавление фиксированной или управляемой секции на вершину стрелы | Резкое падение грузоподъемности (до 70-80%), увеличение амплитуды ветровых нагрузок | 5–40 м |
| Полиспаст (запасовка) | Сокращение расстояния от оголовка до крюка за счет сбегающих нитей | Ограничено длиной каната и количеством перегибов; применимо, если не хватает 1–3 м | 1–5 м |
| Монтажная мачта | Создание промежуточной вертикальной опоры, которая держит груз, пока кран удерживает мачту | Высокая трудоемкость монтажа/демонтажа мачты, необходимость в расчаливании | 10–100 м и более |
| Подращивание крана на высоте | Установка груза как промежуточной опоры для самоподъемного механизма | Специфические краны (реже используются); конструктивная сложность узлов опирания | Потенциально без ограничений |
| Промежуточный портал | Строительство временной эстакады, на которую ставится кран | Капитальные затраты на металлоконструкции, ограничение по несущей способности грунта | Высота портала + высота крана |
Такелажные методы преодоления высоты
Изменение схемы строповки
Существенное значение имеет способ захвата груза. Нестандартный захват «в обхват» снизу или «за технологические приливы» позволяет подвесить груз на том же крюке, но перевернутым или со смещенным центром масс. Если конструктив позволяет стропить груз ниже его верхней точки (например, строповка колонны за верхнюю треть, а не за верхний торец), крюк может находиться ниже проектной отметки верха груза, что равносильно подъему выше высоты стрелы.
Работа с длинномерными грузами методом скольжения
Нижний конец груза не отрывается от земли или опорной поверхности («якорение»), в то время как кран поднимает только верхний конец. Такой способ («подъем со шлейфом») часто используется при установке вертикальных аппаратов, мачт и дымовых труб.
Монтажные мачты как основной инструмент
Это классический метод, когда кран не может подать груз на нужную отметку. Порядок действий включает:
- Установка монтажной мачты в проектное положение с помощью основного крана на доступной высоте.
- Расчаливание мачты вантами не менее чем в трех направлениях с талрепами для регулировки натяжения.
- Запасовка грузового полиспаста между оголовком мачты и поднимаемым элементом. Тяговое усилие создается лебедкой, установленной на земле, что исключает риск опрокидывания крана.
- Поэтапный подъем груза с периодическими остановками для проверки узлов.
Кран в этой схеме часто используется только как монтажный механизм для сборки самой мачты.
Использование порталов и временных опор
Если отметка монтажа превышает высотные характеристики любых мобильных кранов в регионе и невозможна установка мачты из-за стесненных условий, применяется метод «подроста». Строится стальная портальная конструкция (подмости), на вершину которой краном малой грузоподъемности подаются элементы для сборки финишного крана, либо непосредственно груз. Более экзотический метод — вывешивание груза на временных монтажных опорах, когда кран поднимает конструкцию на промежуточную высоту, крепит её там, перестраивает систему полиспастов и поднимает снова.
Полиспастное укорачивание подвески
Паспортная высота подъема замеряется от основания крана до зева крюка при минимальной длине строп. Если груз жесткий и позволяет крепление «за элементы ниже верха», можно убрать крюковую обойму вовсе и закрепить серьгу полиспаста непосредственно на траверсе. Это дает выигрыш в 1.5-2 метра за счет высоты крюковой обоймы.
Изменение положения груза в воздухе (кантовка)
Перевод аппарата из горизонтального положения в вертикальное с помощью кантователя и тормозной оттяжки (метод «падающей стрелы»). Груз лежит горизонтально на шарнире, кран тянет верхнюю часть. В процессе подъема проекция груза на вертикаль увеличивается медленнее, чем выбирается канат. В итоге, в вертикальном положении верхняя точка груза может оказаться выше максимальной точки крюка в любой момент подъема, если шарнир опущен ниже отметки земли или основания.
