Руководство по ремонту кранового пути

Содержание

Руководство по восстановительному ремонту подкрановых конструкций
Способы доставки
Оглавление
Этот документ находится в:
Организации:
ВВЕДЕНИЕ
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Конструктивные решения
Особенности работы и режим нагружения
2. ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Общие положения
Характерные дефекты и повреждения элементов подкрановых конструкций

Руководство по восстановительному ремонту подкрановых конструкций

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
Курьерская доставка (7 дней)
Самовывоз из московского офиса
Почта РФ

Руководство предназначено для работников служб на предприятиях Минмета СССР и развивает основные положения ОРД 00 000-89 «Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий» в части, касающейся подкрановых конструкций.

Дата введения	27.11.1991
Добавлен в базу	01.09.2013
Актуализация	01.02.2020

Раздел Строительство
- Раздел Нормативные документы
  - Раздел Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы
    - Раздел Проектирование и строительство объектов других министерств

Организации:

21.11.1991	Принят	Отдел ремонтных служб Министерства металлургии СССР
27.11.1991	Утвержден	Министерство металлургии СССР
Разработан	Укрниипроектстальконструкция
Разработан	Ассоциация ЭРКОН
Разработан	Главное управление ремонтных служб Минмета СССР

СНиП 3.03.01-87Несущие и ограждающие конструкции
СНиП II-23-81*Стальные конструкции
СНиП III-18-75Металлические конструкции
ГОСТ 380-94Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. Заменен на ГОСТ 380-2005.
ГОСТ 5264-80Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 8713-79Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 9466-75Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия
ГОСТ 9467-75Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы
ГОСТ 19281-89Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия. Заменен на ГОСТ 19281-2014.
ГОСТ 27772-88Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. Заменен на ГОСТ 27772-2015.
ГОСТ 14771-76Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы. Конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 19282-73Сталь низколегированная толстолистовая и широкополосная универсальная. Технические условия
ОРД 00 000-89Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий
ГОСТ 3057-90Пружины тарельчатые. Общие технические условия
ГОСТ 380-88Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. Заменен на ГОСТ 380-94.
ГОСТ 24546-81Сваи. Методы полевых испытаний в вечномерзлых грунтах. Заменен на ГОСТ 5686-94.
Показать все

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

Министерства металлургии СССР

«___» _______________ 1991 г.

РУКОВОДСТВО
ПО ВОССТАНОВИТЕЛЬНОМУ РЕМОНТУ ПОДКРАНОВЫХ
КОНСТРУКЦИЙ

Министерство металлургии СССР

А.В. Перельмутер, докт. техн. наук (руководитель работы)

Ю.С. Борисенко, канд. техн. наук

С.Ю. Фиалко, канд. техн. наук

В.В. Бирюлев, докт. техн. наук

Б.Н. Васюта, канд. техн. наук

А.И. Конаков, канд. техн. наук

И.И. Крылов, канд. техн. наук

Б.Ю. Уваров, канд. техн. наук

Главное управление ремонтных служб Минмета СССР —

В разработке принимали участие Р.С. Зекцер (Ленпроектстальконструкция), канд. техн. наук В.А. Шевченко (Днепрпроектстальконструкция), а также работники Магнитогорского металлургического комбината.

1. Характеристика подкрановых конструкций. 2

Конструктивные решения. 2

Особенности работы и режим нагружения. 10

2. Дефекты и повреждения подкрановых конструкций. 12

Общие положения. 12

Характерные дефекты и повреждения элементов подкрановых конструкций. 14

3. Срочные мероприятия, проводимые при обнаружении серьезных повреждений. 27

4. Ремонт подкрановых конструкций. 28

Общие положения. 28

Правка деформированных элементов. 29

Особенности производства сварочных работ. 29

Заделка трещин. 32

Использование высокопрочных болтов. 35

5. Восстановление и усиление подкрановых конструкций. 37

Общие положения. 37

Отклонение конструкций от проектного положения. 38

Дефекты и повреждения сварных подкрановых балок. 40

Дефекты и повреждения тормозных конструкций. 47

Повреждения элементов узлов крепления. 48

Повреждения элементов связей и вспомогательных ферм.. 50

Дефекты и повреждения рельсов и их креплений. 51

6. Замена и общее усиление подкрановых конструкций. 51

Список литературы.. 65

Приложение 1 Режим работы подкрановых конструкций. 57

Приложение 2 Материал подкрановых конструкций и требования к материалам для ремонтно-восстановительных работ. 59

Приложение 3 Периодичность осмотров и обследований подкрановых конструкций. 61

Приложение 4 Рекомендуемый ток для ручной сварки различными электродами. 62

Приложение 5 Варианты реконструкции узлов крепления подкрановых балок к колоннам.. 62

ВВЕДЕНИЕ

Руководство предназначено для работников служб эксплуатации и ремонтных служб на предприятиях Минмета СССР и развивает основные положения ОРД 00 000-89 «Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий» в части, касающейся подкрановых конструкций.

Руководство основано на результатах исследований, опыте проектирования и реализации мероприятий по продлению сроков эксплуатации, ремонту и увеличению ресурса подкрановых конструкций институтов Укрниипроектстальконструкция, Сибпроектстальконструкция, Ленпроектстальконструкция, Днепрпроектстальконструкция, МИСИ им. Куйбышева, НИСИ, ЧПИ, ДИСИ и ряда других организаций. Рекомендации апробированы на практике в условиях ряда металлургических комбинатов.

Все ссылки на нормативные документы и государственные стандарты приведены по состоянию на 01.01.91 г.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Конструктивные решения

1.1. Подкрановые конструкции предназначены для обеспечения передвижения мостовых кранов, восприятия и передачи на каркас здания крановых нагрузок. Кроме того, являясь элементами каркаса, подкрановые конструкции выполняют также ряд дополнительных функций: горизонтальную развязку колонн из плоскости рамы, передачу на вертикальные связи между колоннами продольных усилий (от тормозных сил, ветровых нагрузок на торцы здания, температурных и сейсмических воздействий), распределение между поперечными рамами, локально действующих крановых нагрузок и обеспечение пространственной работы каркаса.

В отдельных случаях подкрановые конструкции воспринимают также нагрузки от опирающихся на них строительных и технологических конструкций (стропильные конструкции, стойки фахверка, технологические и ремонтные площадки, промышленные проводки и т.д.).

Такая передача нагрузки допустима только в тех случаях, когда это предусмотрено проектом и подкрановые конструкции рассчитаны на дополнительную нагрузку от подвешенного или установленного на них оборудования.

1.2. Подкрановые конструкции под мостовые опорные краны состоят: из подкрановых балок или ферм, воспринимающих вертикальные крановые нагрузки D; тормозных конструкций, воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия T; связей, обеспечивающих жесткость и неизменяемость подкрановых конструкций; узлов, передающих крановые воздействия на колонны; крановых рельсов с элементами крепления и упоров (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схема нагрузок (а) и состав подкрановых конструкций (б):

1 — подкрановая балка; 2 — тормозная конструкция; 3 — связи; 4 — рельс с креплениями

1.3. По статической схеме подкрановые балки подразделяются на:

— однопролетные разрезные балки (рис. 1.2, а);

— неразрезные балки (рис. 1.2, б);

— подкрановые фермы (рис. 1.2, в).

Если в качестве подкрановой конструкции используется подкраново-подстропильная ферма, то подкрановая балка работает как неразрезная на упруго-проседающих опорах (рис. 1.2, г).

1.4. Основным типом сечения подкрановых балок является составной (сварной) двутавр (рис. 1.3, а).

При кранах малой грузоподъемности и небольшом пролете балок (до 6 — 7 м) могут применяться прокатные двутавры (рис. 1.3, б).

В зданиях, построенных до 50-х годов, а также при кранах весьма тяжелого режима работы нередко используются клепаные балки (рис. 1.3, в).

При пролетах 12 м и более для подкрановых конструкций могут использоваться решетчатые балки с жестким верхним поясом.

В отдельных случаях для подкрановых конструкций применяют также двухстенчатые балки (рис. 1.3, г), балки на высокопрочных болтах (аналогичные клепаным) и балки с усиленным верхним поясом (рис. 1.3, д).

1.5. В зданиях, построенных до 50-х годов, подкрановые балки выполнены в основном из кипящей малоуглеродистой стали марки Ст3кп. В последующие годы для подкрановых балок использовали полуспокойную и спокойную сталь. С 70-х годов начали применять балки из низколегированных сталей марок 09Г2С, 14Г2, 10Г2С1, 15ХСНД и др., а также бистальные (пояса из низколегированной стенки из малоуглеродистой стали).

Рис. 1.2. Типы подкрановых конструкций:

а — разрезная; б — неразрезная; в — подкрановая ферма; г — подкраново-подстропильная ферма

Рис. 1.3. Типы сечений подкрановых балок:

а — сварной составной двутавр; б — прокатный двутавр, в — клепаный двутавр; г — двустенчатая балка; д — с усиленным верхним поясом

1.6. Тормозные конструкции служат для восприятия поперечных горизонтальных воздействий и выполняются в виде тормозного листа (рис. 1.4, а) или тормозной фермы (рис. 1.4, б).

При кранах малой грузоподъемности поперечные горизонтальные воздействия могут восприниматься верхним поясом. Для повышения горизонтальной жесткости подкрановых балок верхний пояс может быть усилен (рис. 1.4, в).

1.7. Связи по подкрановым конструкциям устраиваются, как правило, при пролете 12 м и более. Они служат для предотвращения колебаний нижних поясов балок или ферм.

По крайним рядам устанавливают подкосы (рис. 1.5, а) или горизонтальную связевую и вертикальную вспомогательную фермы (рис. 1.5, б).

По средним рядам нижние пояса балок соединяются горизонтальной фермой, а в третях пролета могут устанавливаться вертикальные связи (рис. 1.5, в).

1.8. Вертикальное давление подкрановых балок передается на колонны с помощью опорных ребер: торцевых (рис. 1.6, а) или врезанных (рис. 1.6, б, в).

Горизонтальные продольные усилия (торможение кранов, ветровая нагрузка, действующая на торец здания, и т.д.) в связевом блоке передаются через анкерные болты крепления балок к колоннам либо через листовые планки (рис. 1.6, а).

Горизонтальные поперечные воздействия передаются на колонны через диафрагмы (рис. 1.7) или стержневые элементы (рис. 1.8), либо через упорные планки (рис. 1.9).

В зданиях старой постройки с кирпичными стенами для передачи горизонтальных поперечных воздействий нередко использовались тяжи, соединяющие балки со стеной.

Рис. 1.4. Типы тормозных конструкций:

а — тормозной лист; б — тормозная ферма; в — усиление верхнего пояса

Рис. 1.5. Связи по подкрановым конструкциям:

1 — подкосы; 2 — 3 — связевые фермы; 4 — диафрагма

Рис. 1.6. Опирание балок на колонны (а, б, с — варианты)

Рис. 1.7. Узлы крепления балок к колоннам:

а — с диафрагмой; б — стержневое крепление; в — с упорными планками

Рис. 1.8. Типы креплений кранового рельса:

а — на крючьях; б — на планках; в — на сварке

Рис. 1.9. Дефекты конструктивной формы подкрановых балок:

1 — короткие ребра жесткости; 2 — пакет поясных листов; 3 — отсутствие вырезов в ребрах жесткости; 4 — прерывистый шов крепления тормозного листа; 5 — низкое качество сварки и неполное проплавление верхнего поясного шва; 6 — неравномерность контакта пояса и рельса

1.9. В качестве подкранового рельса применяются, как правило, специальные крановые рельсы типа Кр70, Кр80, Кр100, Кр120. Для кранов грузоподъемностью до 30 т могут применяться рельсы типа Р43. Крепление рельсов Р43 осуществляется с помощью крючьев. Для крепления рельсов типа КР используются в основном одно- и двухболтовые планки (рис. 1.10).

Стыки рельсов должны обеспечивать плавный переход колес на стыкуемых участках и могут быть выполнены на болтах или на сварке. Сварка рельсов производится ванным способом. При этом должна быть обеспечена свобода перемещений в температурном шве.

1.10. По концам кранового пути для предотвращения перехода кранов за пределы пути устанавливаются крановые упоры. В целях смягчения возможных ударов к передней части упора должны быть прикреплены амортизирующие элементы (деревянный брус, пружинные буфера и т.д.).

1.11. Состояние подкрановых конструкций в значительной степени зависит от конструктивного решения и технических требований, предъявляемых при их проектировании.

В зданиях, запроектированных до 40-х годов, в основном применялись клепаные балки. При соблюдении технических требований, содержащихся в документах того времени, эти балки обладают повышенной долговечностью (сроки их эксплуатации зачастую достигают 50 — 60 лет). Вместе с тем для этих балок нередко применялась кипящая сталь без ограничения по содержанию серы, фосфора и других вредных примесей, что определяет их повышенную склонность к старению. Кроме того, при усилении таких балок с помощью сварки возможно возникновение трещин. В случае, если лист стенки клепаных балок не пристроган к верхнему поясу, заклепки крепления поясных уголков перенапрягаются и разрушаются (срез стержня, отрыв головки). Заклепки с потайной головкой, расположенные под рельсом, нередко выступают над поясом и под действием динамических нагрузок ослабляются.

Рис. 1.10. Улучшенные конструктивные формы подкрановых балок:

а, б — с полками из широкополочных тавров и двутавров; в — двустенчатые; г, д — с усиленным верхним поясом

Сварные подкрановые балки начали широко внедряться в 40-х годах. Их основным недостатком в тот период было недостаточно высокое качество сварки, как правило, ручной (наличие дефектов швов, неполное проплавление верхнего поясного шва, использование некачественных электродов и т.д.). Допускалось применение верхнего пояса в виде сварного пакета из двух листов: при неплотном прилегании листов друг к другу, соединяющие их швы воспринимают распорные воздействия и разрушаются. Под короткими ребрами, укрепляющими стенку от потери местной устойчивости, возникают трещины. Ребра жесткости в месте крепления к верхнему поясу не имели вырезов для пропуска поясных швов. В результате в этой зоне возникает повышенная концентрация напряжений, снижающая усталостную прочность балок (рис. 1.11).

Крепление разрезных балок к колоннам осуществлялось с помощью жестких диафрагм (рис. 1.7), препятствующих свободному повороту и обжатию опорных сечений. В результате под воздействием переменных нагрузок в узлах крепления балок к колоннам появляются усталостные разрушения.

Пониженной усталостной прочностью обладают также прерывистые сварные швы, нередко применявшиеся для крепления тормозного листа к верхнему поясу.

До 60-х годов при пролетах балки 12 м и более достаточно часто применялись решетчатые конструкции, верхний пояс которых работает на сжатие с изгибом и имеет знакопеременный цикл напряжений. В узлах крепления решетки, особенно при использовании сварных соединений, возникает повышенная концентрация напряжений. Все это снижает усталостную прочность решетчатых подкрановых конструкций.

Рис. 1.11. Дефекты мостового крана:

а — перекос колес; б — перекос моста крана

В последующих нормах проектирования стальных конструкций был внесены изменения, ужесточившие требования, предъявляемые к подкрановым конструкциям, и направленные на повышение их усталостной прочности. Основными из них являются:

— требования к качеству стали для подкрановых конструкций (не допускается применение кипящей стали);

— обеспечение полного проплавления поясных швов для балок под краны режима работы 7К и 8К;

— устройство вырезов в ребрах жесткости;

— недопустимость применения прерывистых швов;

— недопустимость применения пакета из двух листов для поясов балок;

— необходимость проверки усталостной прочности верхней зоны стенки балок под краны режима работы 7К и 8К.

Однако, как показывает практика, все эти требования не обеспечивают в должной мере повышения долговечности подкрановых балок и срок их службы в цехах с кранами режима работы 7К и 8К в зонах наиболее интенсивной работы порой не превышает 4 — 5 лет. Это объясняется тем, что сварная балка двутаврового сечения не полностью соответствует условиям работы подкрановых конструкций, а именно:

— низкая крутильная жесткость верхнего пояса не обеспечивает восприятия крутящего момента от внецентренного приложения крановой нагрузки;

— наличие неровностей контакта пояса и рельса приводят к повышенным местным напряжениям в стенке;

— влияние сварки и повышенная концентрация напряжений в наиболее напряженной зоне стенки снижают усталостную прочность металла.

Часто используемые крепления балок к колоннам не соответствуют принимаемому при расчете шарнирному опиранию и в результате испытывают значительные воздействия, обычно не учитываемые при проектировании. Особенно это проявляется при использовании объединенной горизонтальной опорной пластина вместо разрезной по рис. 1.7 или общей для смежных балок вертикальной опорной пластины.

Наиболее радикальным путем обеспечения необходимой надежности и долговечности подкрановых конструкций является использование новых конструктивных форм балок, таких как:

— балки с поясами из широкополочных двутавров и тавров (рис. 1.10, а);

— двустенчатые балки (рис. 1.10, б);

— балки с усиленным верхним поясом (рис. 1.10, в, г).

Значительное повышение срока службы подкрановых балок может быть достигнуто также при установке между рельсами и верхним поясом упругих резинометаллических просадок, о чем свидетельствует зарубежный опыт.

Для снижения динамических воздействий от кранов целесообразно применение бесстыковых рельсов с соединениями на ванной сварке.

Для узлов крепления балок к колоннам следует использовать гибкие элементы (рис. 1.3) или крепления, обеспечивающие свободу продольных перемещений (рис. 1.9).

Особенности работы и режим нагружения

1.12. Для работы подкрановых конструкций характерны: действие больших сосредоточенных подвижных нагрузок, достигающих 80 т на колесо и носящих динамический характер; переменный и знакопеременный многократно повторяющийся цикл напряжений, вызывающий усталость металла; сложный характер напряженного состояния.

1.13. Неблагоприятное воздействие на работу подкрановых конструкций оказывают несовершенства кранового пути: смещение рельса с оси подкрановой балки приводит к возникновению крутящего момента и появлению в стенке дополнительных напряжений; неравномерность контакта подошвы рельса и верхнего пояса повышает уровень местных напряжений в стенке; неровности головки рельса, смещение и перепады в стыках вызывают дополнительные динамические воздействия.

При продольных уклонах и не параллельности путей по двум сторонам крана за счет жесткости моста происходит перераспределение давления между колесами крана (отмечены случаи перемещения крана на трех колесах). Сужение и расширение путей, поперечные уклоны, перекосы колес приводят к возникновению дополнительных поперечных горизонтальных воздействий.

Значительные дополнительные усилия на подкрановые пути возникают вследствие отклонений в конструкции самих мостовых кранов. Наиболее часто встречается перекос колес моста крана (рис. 1.11, а), в результате чего при движении моста возникают дополнительные поперечные усилия Т_д. Перекос колес приводит также к интенсивному абразивному износу рельса.

Перекос моста крана в плане (рис. 1.11, б) приводит к тем же последствиям, что и перекос колес.

Разность диаметров колес крана вызывает «забегание» одной из концевых балок моста относительно другой, что в свою очередь за счет возникающего перекоса моста крана, приводит к дополнительным поперечным и продольным усилиям на подкрановые конструкции.

Все перечисленные дефекты конструкции мостовых кранов приводят к преждевременному износу рельса, узлов его крепления, повышенной динамичности и снижают долговечность подкрановых конструкций.

1.14. Большое влияние на долговечность подкрановых конструкций оказывают дефекты изготовления и монтажа: низкое качество сварных соединений, неполное проплавление верхнего пояса шва приводит к повышенной концентрации напряжений и снижает усталостную прочность подкрановых конструкций; отклонение балок от вертикальной плоскости и перекос опорных ребер приводит к дополнительным усилиям в элементах узлов крепления.

1.15. Неблагоприятные условия работы подкрановых конструкций усугубляются нарушениями правил технической эксплуатации: перегрузкой кранов; резкими ударами тележки об упоры; подвеской к конструкциям коммуникаций, не предусмотренных проектом; неправильной установкой на верхние пояса балок домкратов для подъема кранов при их ремонте (например, без распределительных плит).

В зонах повышенных тепловыделений (над печами, холодильниками и т.д.) при выходе из строя или отсутствии тепловых экранов и нагреве свыше 100 °С балки испытывают дополнительные температурные воздействия, что может привести к их искривлению, короблению и разрушению узлов крепления. Достаточно сказать, что удлинение балки длиной, например, 12 м при нагреве на 200 °С составляет 30 мм.

При эксплуатации подкрановых конструкций при температуре ниже минус 25 °С (открытые крановые эстакады, неотапливаемые здания) вырастает опасность хрупких разрушений. Этому способствует ударный характер приложения нагрузки при расстройствах пути и неисправных концевых упорах, наличие трещин и трещиноподобных дефектов в сварных швах, низкое качество стали.

1.16. Изложенные особенности работы подкрановых конструкций определяют их более высокую, чем для других элементов каркаса здания, повреждаемость.

Характер и скорость накопления повреждений подкрановых конструкций определяются в первую очередь режимов работы кранового оборудования.

Согласно ГОСТ 24546-82 для всех видов грузоподъемных кранов установлены группы режима их работы IК-8К, которые назначают в зависимости от сочетания показателей — общего числа циклов работы крана за срок его службы и коэффициента нагруженности.

Правилами Госгортехнадзора предусмотрено четыре режима работы кранов: легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т) и весьма тяжелый (ВТ), которые используются во многих действующих нормативно-технических документах. Соответствие указанным режимам с определенной точностью может быть установлено по следующим данным:

Режим работы по правилам Госгортехнадзора

Группа режима работы по ГОСТ 24546-82

Дополнительные данные приведены в приложении 1.

Для организации правильной эксплуатации подкрановых конструкций необходимо составить их паспорта для каждого пролета.

Паспорт должен содержать чертежи конструкций (схемы) указанием марок стали, данные об обнаруженных дефектах и повреждениях, исполнительные чертежи по усилению и ремонту. Здесь же приводятся сведения о количестве циклов нагружений в течение года эксплуатации при данном технологическом процессе (за один цикл принимать проход крана с грузом, возвращение без груза, подъем и опускание груза, перемещение тележки).

Надо иметь в виду, что собственный вес моста крана и тележки без груза в некоторых случаях может вызывать напряжения в подкрановых конструкциях до 60 — 80 % расчетного значения по выносливости.

Подкрановые балки одного пролета отличаются по числу нагружения в несколько раз, а в связи с этим и внимание к ним должно быть различным.

2. ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Общие положения

2.1. Отклонения параметров конструкций, их элементов и узловых соединений от проектных размеров, формы и качества сверх допустимых пределов, определяемых стандартами, называются несовершенствами.

Несовершенства, появившиеся на стадии изготовления, транспортировки и монтажа называются дефектами. Дефекты характеризуют начальное состояние конструкций.

Несовершенства, возникшие в процессе эксплуатации, называются повреждениями. Очагами развития повреждений часто являются дефекты изготовления и монтажа. Повреждения возникают и развиваются во времени и зависят от срока эксплуатации, интенсивности воздействий и соблюдения правил технической эксплуатации конструкций.

2.2. Дефекты возникают в результате ошибок проектирования, низкого качества стали и металлопроката, нарушений технологии и неудовлетворительного контроля при изготовлении, нарушении правил транспортировки и низкого качества монтажных работ.

Дефекты проектирования: несоответствие конструктивного решения принятой расчетной схеме, (см. например, п.п. 1.8, 1.11) неправильное определение нагрузок и воздействий, ошибки в определении размеров сечений, сварных швов, количества заклепок и болтов, нарушений нормативных требований и т.д.

Дефекты изготовления: несоответствие фактических размеров проектным; искажение формы элементов, нарушение требований норм по обработке кромок, низкое качество сварных и клепанных соединений, несоответствие качества стали, электродов и метизов требованиям проектной документации и государственных стандартов. Следует заметить, что нарушение технологии сварки может привести к разрушению конструкций даже при отсутствии нагрузки.

Дефекты транспортировки: местные и общие искривления, разрывы элементов, расстройство соединений.

Дефекты монтажа: отклонение элементов от проектного положения, отсутствие элементов и соединений, низкое качество монтажной сварки и установки монтажных болтов.

2.3. Повреждения возникают в результате механических (силовых), температурных и химических (электромеханических) воздействий.

2.4. Повреждения от механических (силовых) воздействий возникают в результате несоответствия расчетных предпосылок действительным условиям работы конструкций. Они вызываются:

— отклонением фактического напряженного состояния от расчетного вследствие упрощения и идеализации расчетной схемы конструкций, ее элементов, узлов и действующих нагрузок;

— пониженными прочностными характеристиками основного и наплавленного металла, наличием дефектов, ослабляющих поперечное сечение элементов, приводящих к концентрации напряжений;

— произвольным изменением сечений элементов, размеров сварных швов, количеству заклепок и болтов при изготовлении и монтаже по сравнению с проектными;

— недопустимой перегрузкой кранов;

— нарушениями в процессе монтажа и эксплуатации взаимного расположения элементов (смещение рельсов с оси подкрановой балки, перепады и зазоры в стыках рельса, продольные и поперечные уклоны, сужение и расширение путей, перекосы колес крана и т.д.), которые приводят к появлению дополнительных, не учитываемых расчетом, нагрузок и динамических воздействий;

— нарушениями правил технической эксплуатации: несанкционированное использование подкрановых конструкций для подвески блоков при ремонтных работах, вырезка отверстий для пропуска коммуникаций и т.д.

2.5. Повреждения от воздействия высоких температур возникают в местах расположения источников тепловыделений (над печами, холодильниками и т.д.).

В горячих цехах при нагреве конструкции появляются значительные температурные перемещения, приводящие к отклонению конструкций от проектного положения. При наличии связей, препятствующих свободным перемещениям, в элементах конструкций возникают дополнительные усилия, которые могут привести к повреждению элементов (разрыву при растяжении или искривлению и потере устойчивости при сжатии).

При нагреве конструкций выше 100 °С разрушаются защитные лакокрасочные покрытия, при 300 — 400 °С происходит коробление элементов, особенно тонкостенных.

В неотапливаемых зданиях и открытых крановых эстакадах в зимний период от воздействия низких температур в местах концентрации напряжений (сварные швы, места резкого изменения сечений, фасонки ферм и т.д.) возможно возникновение хрупких трещин за счет хладноломкости металла. Особенно подвержены хрупким разрушениям конструкции, выполненные из кипящей стали. Появлению хрупких трещин способствуют также динамические воздействия кранов.

2.6. Повреждения от химических воздействий появляются в виде разрушения защитных покрытий и коррозии металла.

Интенсивность коррозионных повреждений, измеряемая скоростью проникания коррозии по толщине элементов в мм/год и относительной площадью участков, пораженных коррозией. Она зависит от степени агрессивности эксплуатационной среды, материала конструкций (марки стали), конструктивной формы элементов, системы и качества нанесения противокоррозионной защиты, а также соблюдения правил технической эксплуатации (своевременная ликвидация протечек кровли, трубопроводов, контроль за герметичностью оборудования, уборка пыли и т.д.).

Дефекты и повреждения противокоррозионной защиты проявляются в виде шелушения, отслаивания, пор, трещин и других нарушений защитных свойств.

Повреждения металла возникают вследствие химической и электрохимической коррозии. Для стальных конструкций производственных зданий характерна электрохимическая коррозия.

Коррозионные повреждения металла подразделяются на общие (равномерные или неравномерные по площади поверхности) и местные в виде отдельных питингов, язв, сквозных поражений.

Местные коррозионные поражения возникают при локальных воздействиях, например, при протечках кровли, нарушении герметичности трубопроводов и т.д.

Если общая поверхностная коррозия приводит к уменьшению площади поперечного сечения элементов и повышению уровня напряжений, то местная коррозия не только ослабляет сечение, но и повышает концентрацию напряжений, что может привести к хрупкому разрушению конструкций.

2.7. В зависимости от степени опасности для дальнейшей эксплуатации конструкции дефекты и повреждения делятся на три категории: А, Б и В.

2.8. К категории А относятся дефекты и повреждения основных несущих элементов, их соединений и узлов, представляющие непосредственную опасность для дальнейшей эксплуатации конструкций: поперечные трещины в поясах балки, продольные трещины в стенке или в верхнем поясном шве длиной больше 200 мм, трещины в фасонках и стержнях решетчатых балок, массовое (свыше 30 %) ослабление заклепочных или болтовых соединений, значительные искривления сжатых элементов решетки, значительное (свыше 30 % по длине) разрушение соединений балки с тормозной конструкцией, разрушение элементов опорных узлов, значительные коррозионные повреждения металла (свыше 20 % по толщине элементов).

При обнаружении повреждений категории А следует немедленно остановить эксплуатацию конструкций на участке, где выявлены указанные повреждения, и провести усиление или замену конструкций.

2.9. Повреждения категории Б приводят к перераспределению усилий между элементами конструкций, но вызывают аварийных перегрузок. По мере развития эти повреждения могут привести к повреждениям категории А. К ним относятся смещения элементов конструкций относительно проектного положения, искривления элементов, небольшие продольные трещины в стенке и поясном шве балок, ослабление отдельных заклепок и болтов, повреждение рельсов и их креплений, коррозионные повреждения стали, не превышающие 20 % по толщине, и т.д.

2.10. К категории В относятся дефекты и повреждения, практически не снижающие несущую способность элементов, но превышающие допуски на изготовление и монтаж: местные повреждения тормозных листов, связей и тупиковых упоров, ослабление монтажных (нерабочих) болтов, разрушение защитных покрытий и т.д.

Отдельные повреждения категории В снижают долговечность конструкций, (например, повреждения защитных покрытий) и могут привести к повреждениям категории Б.

2.11. В зависимости от категории повреждений, их количества и места расположения на подкрановых конструкциях общее техническое состояние последних может быть классифицировано как исправное, работоспособное, ограниченно работоспособное и неработоспособное.

2.12. Исправными считаются элементы подкрановых конструкций, удовлетворяющие требованиям СНиП II-23-81* «Стальные конструкции Нормы проектирования» и СНиП III-18-75 «Металлические конструкции» Правила производства и приемки работ», СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», а также «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» Госгортехнадзора.

2.13. К работоспособным относятся элементы подкрановых конструкций, выполненные с отдельными отступлениями от конструктивных требований и качества материалов, указанных в СНиП II-23-81* (см. раздел 1). Допускаются незначительные повреждения категории Б и В, если по результатам расчетов несущая способность конструкций при действии расчетных нагрузок обеспечена и они не препятствуют нормальной эксплуатации кранов.

При этом отклонения в положении рельсового пути не должны превышать допуски, установленные «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» Госгортехнадзора.

Восстановление поврежденных элементов может быть отсрочено до ближайшего планового ремонта.

2.14. К ограниченно работоспособным относятся элементы конструкций, имеющие повреждения категории Б и В, несущая способность которых обеспечена лишь при снижении интенсивности работы, скорости передвижения, грузоподъемности и других ограничениях на работу крана. Повреждения конструкций должны быть устранены в ближайший текущий ремонт.

2.15. К неработоспособным относятся элементы с повреждениями категории А, несущая способность которых даже при возможных ограничениях на работу кранов не обеспечена. Эксплуатация конструкций возможна лишь после усиления по временной (до ближайшего текущего ремонта) либо постоянной схеме и восстановления работоспособности.

Характерные дефекты и повреждения элементов подкрановых конструкций

2.16. Наиболее распространенные дефекты и повреждения подкрановых конструкций представлены в таблице 2.1 и на рис. 2.1 (нумерация дефектов и повреждений на рисунке соответствует нумерации в таблице).

2.17. Отклонение конструкций от проектного положения (табл. 3.1 п.п. 1 — 7 * ) является, как правило, следствием ошибок изготовления и монтажа отсутствием надлежащего контроля за качеством и в случае воздействия сильных магнитных полей в цехах электролиза.

* Здесь и далее в скобках указаны ссылки на пункты табл. 2.1.

Рис. 2.1. Характерные повреждения:

а — балок; б — тормозных конструкций; в — узлов крепления (цифры соответствуют позициям таблицы 2.1)

Дефекты и повреждения — характерный параметр и его измеритель

Предельное значение при эксплуатации

Наиболее вероятные причины возникновения

Способы устранения и ремонта. Рекомендации по эксплуатации

Источник