Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РИХТОВКИ ДВУТАВРОВЫХ БАЛОК, ПРИКРЕПЛЁННЫХ К КОЛОННЕ

Предлагаемое изобретение относится к транспортным конструкциям, а именно к вертикальной и поперечной рихтовке рельсовых путей в цехах, оснащенных мостовыми кранами.

В связи с монтажом нового турбогенератора на одной из ТЭЦ (г. Пенза) возникла необходимость восстановления проектного положения рельсовых путей и балок, являющихся подкрановыми в турбинном цехе. Рихтовку балок в турбинном цехе с использованием подъемного крана выполнить невозможно.

Известно устройство рихтовки рельсовых путей совместно с подкрановыми балками [1], содержащее двутавр, стенка которого является прокладкой между опорными ребрами балок, соединяется с верхней частью колонны болтами (каждый с тремя гайками). Опорные ребра соседних балок и стенка двутавра в нижней части соединяются болтами с пружинными шайбами, а в верхней - штифтами. Балки к опорным плитам колонн крепят болтами. Отверстия для болтов в плитах овальные. Ослабив болты, балки можно перемещать в горизонтальном направлении перпендикулярно их продольной оси.

Также известно устройство для рихтовки подкрановых балок, описанное в патенте России [2, 5]. Узел для крепления балок к колоннам содержит крепежные пластины, соединяющие балку с колонной, и элементы крепления, в которые входят анкерные болты, прикрепляющие балку к плите колонны. Устройство снабжено талрепами и жестко смонтированными на колонне направляющими пластинами с пазами. Крепежная пластина посредством пальцев соединена с вертикальными пазами направляющих пластин.

Рихтовка осуществляется следующим образом.

Анкерные болты балки ослабляются. Гайковертом, установленным на тележке, передвигающейся по рельсу или подвешенному к крану, талрепы вращают за их концы, один по часовой стрелке, а другой - против. Пальцы перемещаются по вертикальным пазам навстречу друг другу или в противоположные стороны. Одну крепежную пластину вращают вокруг пальца по часовой стрелке, а другую - в обратную сторону, вызывая горизонтальное поперечное перемещение концов балок на опорной плите колонны настолько, насколько это необходимо. После установки балок в требуемое положение анкерные болты затягиваются.

Недостаток этих способов - возможность осуществления только поперечной рихтовки, причем работы выполняются вручную.

Известно устройство, реализующее способ рихтовки и крепления балок к колонне [3, 5], - прототип.

В прототипе реализован способ рихтовки и крепления балок к колонне, являющихся подкрановыми. Балки установлены в цеху и соединены друг с другом болтами через торцевые опорные ребра, расположенные с зазором. Балки закреплены на плите консоли колонны посредством анкерных болтов.

Способ заключается в следующем.

При рихтовке удаляют верхние болты, соединяющие опорные ребра балок между собой и используют гидродомкрат, являющийся съемным устройством. Две балки поддомкрачивают совместно.

В процессе рихтовки удаляют верхние болты, соединяющие опорные ребра балок, удаляют прокладку между этими ребрами, вставляют в зазор между ребрами рычаг, имеющий отверстия и торцевой фланец.

Вставляют вместо одного из вынутых болтов палец, пропустив его также сквозь соответствующее отверстие в рычаге, который шарнирно соединяют с верхними концами двух опорных уголков, соединенных внизу друг с другом болтом.

Упомянутые уголки с отверстиями в полке упирают нижними торцами в плиту консоли колонны со стороны цеха. Заменяют анкерные болты крепления балок к плите консоли колонны более длинными, учитывая необходимую величину вертикального перемещения балок Δ.

Устанавливают на плите консоли колонны упор, ограничивающий поперечное перемещение опорных ребер балок, устанавливают на плиту консоли колонны между балкой и верхней частью колонны упомянутый гидродомкрат.

Поддомкрачивание двух балок осуществляют совместно, уперев поршень домкрата в рычаг, на проектную величину Δ. Балки поднимают до упора гаек анкерных болтов в плиту консоли колонны и, подкладывают под торцы опорных ребер, которыми балки опирались на плиту консоли колонны, подкладки, контрят анкерные болты, и крепят фланец рычага к колонне регулирующими шпильками для дальнейшей эксплуатации отрихтованного подкранового пути.

Возможно снижение трудоемкости рихтовки упрощением этого процесса.

Технический результат изобретения - снижение трудоемкости рихтовки механизацией процесса.

Способ рихтовки двутавровых балок, являющихся подкрановыми, прикрепленных к колонне, причем между их опорных ребер установлены стальные прокладки, упомянутые ребра соединены друг с другом болтами, а балки закреплены к плите консоли колонны анкерными болтами, заключающийся в том, что при рихтовке используют съемный гидродомкрат, поддомкрачивая две балки совместно.

Заменяют анкерные болты, крепящие балки к плите консоли колонны, более длинными, с учетом необходимой величины вертикального перемещения балок.

Устанавливают на плите консоли колонны ограничитель горизонтального перемещения опор балок, устанавливают на плиту консоли колонны между балками и верхней частью колонны гидродомкрат.

Поддомкрачивают балки до упора гаек анкерных болтов в плиту консоли колонны снизу, подкладывают под торцы опорных ребер, которыми балки опирались на плиту консоли колонны, подкладки и контрят анкерные болты.

Отличие от прототипа состоит в том, что наращивают гидродомкрат удлиняющей стойкой, соединяя ее верхний торец с фланцем корпуса домкрата, один из анкерных болтов, соединяющих нижний пояс балки с плитой консоли колонны, демонтируют, а остальные ослабляют на величину поддомкрачивания. Вставляют пунсон в отверстие в нижнем поясе для анкерного болта до упора его в ограничительную плиту, закрывающую отверстие в плите консоли колонны.

Упирают плунжер домкрата в верхний пояс балки снизу, поддомкрачивают опоры двух балок, соединенных друг с другом, на проектную величину до упора анкерного болта в плиту консоли снизу.

Перемещают две балки в подвешенном состоянии в поперечном направлении силами гравитации на проектную величину до упора в ограничитель горизонтального перемещения.

Подкладывают под опорные ребра подкладки проектной толщины, опускают гидродомкратом балки на подкладки и крепят их к колонне и к плите ее консоли.

На фиг.1 показан узел опирания двух балок на консоль колонны (подкрановая балка уже поддомкрачена и произошло ее горизонтальное перемещение до упора в ограничитель); на фиг.2 показан узел опирания двух балок на консоль колонны (балки на проектную величину перемещены в горизонтальном направлении и подкладки подложены); на фиг.3 - вид А-А на фиг.2.

Подкрановые балки 1 имеют опорные ребра 2, а на верхнем поясе 3 рельс 4 закреплен соостно без эксцентриситета. Они осели на величину Δ вертикально и переместились на величину δ в горизонтальном направлении.

Нормальная эксплуатация рельсовых путей нарушилась. Опорные ребра 2 соединены друг с другом болтами.

Колонна 5 ступенчатая. Консоль 6 колонны 5 имеет опорную плиту 7, на которую опираются опорные ребра 2 балок 1, соединенных с консолью анкерными болтами 8. Отверстия в плите 7 колонны 5 овальные. Между опорных ребер имеется зазор 25…30 мм. В этот зазор плотно вставлены прокладки.

На плиту 7 консоли 6 под нижний пояс подкрановой балки укладывают упор ограничитель 9, предотвращающий провал пуансона 10 в овальное отверстие в плите 7. Пуансон 10 впрессован в отверстие в нижним фланце удлиняющей стойки 11 и выступает вниз не менее чем на Δ. Верхний фланец удлиняющей стойки 11 соединен с фланцем 12 гидродомкрата 13, плунжер 14 которого уперт снизу в верхний пояс подкрановой балки 1. Ограничитель горизонтального перемещения 15 прикреплен к плите 7 консоли 6 и ограничивает горизонтальное перемещение опорного ребра 2 подкрановой балки 1. Шейка правого рельса 4 соединена рихтующими шпильками, фиксирующими рельс на проектном расстоянии от колонны.

Рихтовка балок

Монтируют гидродомкрат на консоли данной колонны. Заменяют анкерные болты, крепящие балки к плите консоли, более длинными с учетом поддомкрачивания их на величину Δ по вертикали. Включают прямой ход гидродомкрата 13 и давят с силой снизу вверх на верхнюю полку балки. Две балки 1 совместно поддомкрачивают вверх на величину Δ до упора гаек анкерных болтов 8 в плиту 7 снизу.

При большой осадке фундамента вместе с колонной может быть совершено несколько циклов поддомкрачивания.

Плунжер 14 гидродомкрата 13 упирают снизу в верхний пояс 3 подкрановой балки 1. Ограничитель горизонтального перемещения 15 фиксирует опорные ребра в проектной точке в поперечном направлении. В данном случае, как показано на фиг.1, опорные ребра стремятся переместиться к колонне 3, но перемещение происходит до упора в ограничитель 15. Ограничитель горизонтального перемещения 15 закреплен на плите колонны с зазором δ. Подкрановые балки перемещаются в поперечном направлении на величину δ к колонне, вращая гайки на рихтующих шпильках гайковертом. Таким образом, осуществлена поперечная рихтовка рельсового пути.

Если необходимо переместить балки в сторону цеха, то в этом случае гайки на рихтующих шпильках вращают в другую сторону. Упор 9 в этом случае необходимо поставить со стороны цеха с необходимым зазором δ, лимитирующим перемещение опорных ребер балок 1 в сторону цеха.

Таким образом, рихтовку балок осуществляют механизировано, без специальных подъемных кранов и остановки цеха.

Пример конкретной реализации

Необходимо выполнить рихтовку рельсовых путей в турбинном цехе Пензенской ТЭЦ-1 с мостовыми кранами грузоподъемностью Q=50 т.

Длина пролета цеха равна 21 м. Балки стальные, разрезные длиной по 6 м. Имеются тормозные балки.

Производить рихтовку традиционным способом, посредством самоходных кранов с пола цеха, невозможно, так как этому препятствуют турбины, установленные на фундаментах на отметке 8 метров.

Так как масса балок около 5 т, то для поддомкрачивания применяем гидродомкрат грузоподъемностью 12 т. Высота сечения балок равна 1 м. Опорные ребра соединены друг с другом шестью болтами М24…М27, проходящими сквозь отверстия. Анкерные болты М24 проходят сквозь отверстия в нижнем поясе подкрановой балки. Опорные ребра шириной 300…400 мм.

Подкрановые балки на колоннах необходимо поддомкратить на величину Δ=50…100 мм и осуществлять горизонтальные перемещения на δ=25…50 мм. Горизонтальное перемещение балок по отношению к колонне ограничиваем упором 9, который ставим с соответствующим зазором δ с одной из сторон. Используем стальной термообработанный пуансон [3] (Ст35) диаметром меньше диаметра отверстия в нижнем поясе. Длина пуансона несколько больше максимальной величины поддомкрачивания и равна l_n=150 мм.

Используем гидродомкрат от автомобиля КАМАЗ грузоподъемностью 12 т.

Поддомкрачивание выполняем за 1-2 цикла. Используем стальные подкладки под опорные ребра толщиной по 10…40 мм, суммарной толщиной, равной величине поддомкрачивания.

После окончания рихтовки анкерные болты контрят и крепят тормозные балки. До рихтовки необходимо проверить достаточность зазора между верхом крана и низом фермы. Зазор должен быть не менее 100 мм.

Сопоставление с прототипом показывает существенные отличия нового способа рихтовки рельсовых путей совместно с подкрановыми балками в вертикальном и поперечном направлении. Отличия следующие:

- рихтовку осуществляют механизировано гидродомкратом;

- приспособления легкие и легко монтируются;

- рихтовка осуществляется при балках любой грузоподъемности;

- производственный процесс в цехе не останавливается;

- балки к колоннам закрепляют с возможностью рихтовки в поперечном направлении.

Экономический эффект возник из-за снижения трудоемкости рихтовки.

При рихтовке новым способом работы были выполнены без остановки турбин.

Литература

1. Нежданов К.К., Мишанин И.Н. Крепление стальных подкрановых балок к колоннам, допускающих рихтовку // Промышленное строительство. - 1972. №8.

2. Нежданов К.К. Устройство для рихтовки подкрановых балок. А. с. №99836, бюл. №7, 1983. Действует с 27.10.1993.

3. Нежданов К.К., Туманов В.А., Нежданов А.К., Кузьмишкин А.А. Способ рихтовки разрезных подкрановых балок. Патент России, RU 2235675 С2, бюл. №25, 10.09.2004.

4. СНиП II - 23-81^* Стальные конструкции / Госстрой СССР. - М: ЦИТП Госстроя СССР 1999. - 96 с.

5. ВЫНОСЛИВОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ТЯЖЕЛОМ РЕЖИМЕ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЖЕНИЙ. Кузьмишкин А.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Пенза, 2006.