Устойчивость свободностоящих башенных кранов при внезапном снятии нагрузки
А.А. Зарецкий, докт. техн. наук, профессор
М.В. Колобаев, генеральный директор
КТИ-155
В мировой практике испытания устойчивости кранов против опрокидывания при внезапном снятии нагрузки не проводятся из-за их опасности, а расчеты на устойчивость при внезапной разгрузке, выполняемые в России и за рубежом, весьма условны. В предлагаемой статье получены теоретические соотношения, выполнение которых обеспечивает устойчивость любого свободно стоящего крана стрелового типа при обрыве груза. Предложена практически удобная и безопасная методика экспериментальной оценки потенциальной энергии, накопленной в упругой системе «кран - основание» при подъеме груза, как критерия устойчивости и угла наклона крана при внезапной разгрузке.
Правила ПБ 10-382-00 [1] ст. 2.1.8 требуют обеспечения устойчивости кранов стрелового типа и кранов-перегружателей при внезапном снятии нагрузки. На практике же эти краны на такую устойчивость, как правило, не рассчитывают и, тем более, не испытывают. Ростехнадзор на это нарушение Правил обычно внимания не обращает.
Вместе с тем, аварии с кранами, связанные с внезапным снятием нагрузки на крюке, не так уж редки. Так, в работе [2] сообщается, что, по данным Калифорнийского подразделения Администрации Охраны Труда и Здоровья в США (OSHA) только в течение двух лет (1997-1999 г.г.) произошло 158 аварий с кранами, последствиями которых были либо смертельный исход, либо тяжелые травмы операторов и другого обслуживающего персонала. Из общего числа аварий более 80% произошло с кранами стрелового типа. Причиной 43 аварий было признано падение груза. 35 аварий было связано с потерей устойчивости. Парки кранов и их аварийность в России и США, как показывает анализ, имеют много общего. Поэтому можно ожидать, что в России имеет место похожая картина с частотой аварий, вызванных падением груза. Следовательно, Ростехнадзор должен неукоснительно требовать исполнения указанной статьи Правил, а изготовители кранов -проводить расчеты и испытания на устойчивость против опрокидывания при
внезапном снятии нагрузки.
В мировой практике испытания на устойчивость против опрокидывания при внезапном снятии нагрузки, не проводятся, по-видимому, из-за опасности, возникающей при проведении испытаний. Безопасную методику испытаний невозможно разработать без соответствующей теории.
Расчеты на устойчивость при внезапной разгрузке, выполняемые в России [3] и за рубежом [4, 5, 6,], весьма условны. Так, для стреловых кранов принимают расчетную нагрузку, равную 0,2 Q, направленную вверх и приложенную к концу стрелы [6], для башенных кранов принимают нагрузку 0,3 Q [3, 4, 5], где Q - грузоподъемность крана. Эта методика расчета теоретически не обоснована, и, как свидетельствуют опытные данные, приведенные выше, значения расчетных нагрузок в большом числе случаев не обеспечивают устойчивости. В предлагаемой статье получены теоретические соотношения, выполнение которых обеспечивает устойчивость любого свободно стоящего крана стрелового типа при обрыве груза.