В настоящее время увеличивается количество эксплуатирующихся с большим сроком службы грузоподъемных кранов и зданий, сооружений, где они установлены, появляются факторы снижения безопасности эксплуатации, выполнить которые невозможно без всестороннего изучения процессов взаимодействия элементов системы «кран – крановый путь».

Результаты экспертизы опасных производственных объектов показывают, что техническое состояние грузоподъемных кранов зависит от технического состояния кранового пути (наземного и надземного).

Крановые пути во многих случаях выполнены с ошибками, допущенными при проектировании, изготовлении элементов и монтаже.

Изготовленные элементы кранового пути и выполненные строительно-монтажные работы часто не соответствуют требованиям нормативно-технических и проектно-конструкторских документов.

В процессе эксплуатации происходит неравномерная осадка опорных элементов и отклонение от вертикали продольных осей колонн, что приводит к смещению продольной оси направляющих от проектного положения в плане и по высоте.

Проектное планово – высотное положение направляющих восстанавливается за счет смещения в плане направляющей с продольной осью балки кранового пути (БКП) и установки подкладок под направляющие, что увеличивает эксцентриситет и местные нагрузки на БКП.

В связи с отклонениями параметров крановых путей превышающих допускаемые пределы происходит интенсивный износ ходовых колес крана и направляющих крановых путей, появляются трещины в балках крановых путей и в элементах рамы крана. Возникает необходимость замены ходовых колес крана и направляющих крановых путей, ремонта или замены балок крановых путей, что отражается на производственном процессе из-за остановок грузоподъемного крана. Ремонтные работы выполняются с большими затратами и низким качеством так как конструкция крановых путей не соответствует данным требованиям.

Конструктивные решения элементов крановых путей с использованием низкомодульных прокладок позволяют достигать максимальной эффективности при комплексном решении задачи снижения динамических нагрузок и затрат на ремонт кранового пути, грузоподъемных кранов и зданий, сооружений.

Нагрузки, действующие на элементы системы «кран – крановый путь» можно подразделить на детерминированные и имеющие случайный характер.

К детерминированным нагрузкам относятся воздействия, вызываемые весом крана и поднимаемого груза, торможением крана (нагрузки, действующие вдоль направляющей) и торможением грузовой тележки или стрелы башенного крана (нагрузки, действующие поперек направляющей).

К случайным нагрузкам относятся воздействия, связанные с:

  • вертикальными и горизонтальными боковыми давлениями колес крана на направляющие, вызываемые забегами пары колес (перекос крана) в режиме пуска или торможения крана;
  • внецентренным давлением колеса на направляющую (эксцентриситетом) определяемым смещением направляющей с продольной оси балки кранового пути и смещением пятна опирания колеса от оси симметрии направляющей;
  • нагрузкой, обусловленной неровностями (микро профиль) поверхностей контакта подошвы направляющей с верхним поясом балки кранового пути;
  • ударными нагрузками, возникающими в результате качания крана, резкой остановки крана и грузовой тележки при наезде на упоры, износа стыков направляющих;
  • распором или стягиванием ребордами колес крана направляющих имеющих отклонение от планового положения и несоответствия расстояния по осям симметрии направляющих кранового пути и ходовых колес крана.

Величина горизонтальных поперечных сил в большой степени зависит:

  • от установки ходовых колес крана;
  • от величины и характера отклонений направляющей от прямой линии;
  • от движения крана с перекосом.                            

В установившемся режиме движения крана на прямолинейном участке распорные силы превышают нормативную горизонтальную силу в 1,5 ¸ 2 раза, а на участке кранового пути, имеющем отклонения от прямой на 10 мм, распорная сила превышает нормативную в 5 – 6 раз.

Максимальная абсолютная величина распорной силы не зависит от направления движения крана, положения грузовой тележки, величины груза на крюке, а зависит от поперечной жесткости каркаса здания, жесткости конструкции рамы крана и величины отклонения в плане от проектного положения направляющей кранового пути.

Вертикальные и горизонтальные нагрузки, передаваемые колесом крана на направляющую, будут вызывать деформации и повреждения элементов кранового пути.

Для решения проблемы долговечности элементов системы «кран – крановый путь» необходимо обеспечить соответствующие условия эксплуатации системы «кран – крановый путь», чтобы планово – высотное положение направляющих имело минимальное отклонение от проектного и расстояние по осям симметрии направляющих кранового пути соответствовало расстоянию по осям симметрии ходовых колес крана, снизить влияние случайных нагрузок, передаваемых ходовыми колесами крана на направляющие, стыковые и промежуточные крепления, балки кранового пути и колонны, а также выравнивания микро профиля опорных плоскостей направляющих и балок кранового пути.

С целью снижения затрат и времени простоя крана в технологическом процессе при восстановлении проектного положения направляющих кранового пути и повышения качества ремонта и содержания системы «кран – крановый путь» разработаны элементы конструкции кранового пути с использованием низкомодульных прокладок и регулируемых креплений. Конструкция узлов крепления, обеспечивает упругое взаимодействие узлов кранового пути и позволяет с минимальными затратами регулировать плановое положение с высокой точностью совмещать оси симметрии направляющих и балок кранового пути, что снижает распорные силы и крутящий момент (минимальный эксцентриситет и горизонтальная сила).

Основной особенностью конструкции кранового пути с низкомодульными прокладками является его эластичность и способность гашения динамических воздействий жестких крановых мостов на строительные конструкции.