7.2 Основные правила строповки
1) Строповку монтируемого оборудования следует производить по схеме, указанной в паспорте завода-изготовителя этого оборудования или по схеме, разработанной в документации на планово-предупредительный ремонт (ППР).
2) Строповку нужно производить за заводские петли или проушины. При отсутствии таковых в ППР необходимо разработать петли для приварки к оборудованию.
Наиболее простым приспособлением для строповки являются петли из арматурной стали, привариваемые фланговыми швами к монтируемой конструкции (рисунок 7.8).
Рисунок 7.8. Схема монтажной петли
Диаметр стержня петли d (мм) определяются по таблице 7.4.
Таблица 7.4 - Диаметр стержня петли d в зависимости от
усилия от веса конструкции, приходящегося на одну петлю
d, мм |
Усилие от веса конструкции, приходящееся на одну петлю, Н |
6 |
1000 |
8 |
3000 |
10 |
7000 |
12 |
1100 |
14 |
1500 |
16 |
2000 |
18 |
2500 |
20 |
3100 |
Усилие, воспринимающееся одной петлёй
P=Q∙Kд/n, (7.2)
где Q - вес поднимаемой конструкции, Н; n - количество петель; Kд - коэффициент динамичности, принимаемый 1,5.
Длину сварного шва Lш определяют из условий работы шва на восприятие нагрузки Р, приходящейся на одну петлю. Катет шва принимают равный диаметру стержня.
3) Для обеспечения прочности и устойчивости поднимаемой конструкции строповка должна осуществляться не менее чем за две точки.
4) Для уменьшения усилия на канат стропа необходимо принимать угол раскрытия стропа 2α не более 90° (а - угол между ветвью стропа и осью крюка).
5) Крюк подъёмного механизма нужно располагать на одной вертикале с центром тяжести поднимаемой конструкции.
6) Уровень строповки должен быть выше центра тяжести поднимаемой конструкции.
7.3. Определение оптимальных мест строповки звеньев трубопроводов или других длинномерных конструкций при их монтаже двумя грузоподъёмными механизмами
Исходя из технологических соображений, при монтаже газовых или тепловых сетей трубы свариваются в звенья (плети) длиной 40 м, а затем опускаются в траншею или канал, либо поднимаются на опоры при наземной прокладке двумя грузоподъёмными механизмами. Собственный вес трубы распределяется равномерно по всей длине (рисунок 7.9). Усилия в стропах направлены вертикально к трубопроводу. Задача состоит в том, чтобы определить оптимальные места строповки, расстояние между местами строповки (расстояние между грузоподъёмными механизмами) и допустимые размеры консолей. Напряжение в опасных сечениях (в местах строповки и в пролёте) не должно превышать расчётное сопротивление материала труб.
А и B- места строповки; q - вес 1 метра длины трубопровода; L - длина звена (плети трубопровода); х - длина консоли; l=L-2·х - расстояние между местами строповки (расстояние между осями крюков подъёмных механизмов); YA и YB - нагрузка на строп; Мстр - величина изгибающего момента в местах строповки; Мпр - величина максимального изгибающего момента в пролёте; G - вес трубы.
Рисунок 7.9. Схема строповки длинномерных конструкций и эпюра моментов
Нагрузка на строп: YА = YВ = q·L/2 = 0,5·G;
Величина изгибающего момента в местах строповки
Мстр=qx2/2; (7.3)
Величина максимального изгибающего момента в пролёте
.
(7.4)
Так как максимальные моменты будут в местах строповки и в пролёте, необходимо, чтобы нормальные напряжения в этих местах были меньше расчётных сопротивлений материала труб R. Поскольку σ=Мизг∙D/2lz≤R, то
Мизг<2R∙ lz /D(1),
где D - наружный диаметр трубы, м; lz - момент инерции трубы: lz =π∙(D4 -d4 )/64; d - внутренний диаметр трубы, м; R- для стали принимается 200∙ 106 Па.
Мпр=- g∙x2/2=Mстр= g∙x2/2(2)
Приравнивая правые части выражений 1 и 2, получим:
2R∙ lz /D g∙x2/2; х2=4∙R∙ lz /g∙D;
х= 
.
(7.5)
Подставляя значения lz и численные значения R для стали, получим
(7.6)
Из условия равенства нормальных напряжений в местах строповки и в середине пролёта, вытекает равенство изгибающих моментов для тех же сечений.
(.77)
Пример
Из условий прочности трубопровода определить максимальную длину плети при условии строповки плети в двух местах, допустимую величину консоли и расстояние между местами строповки. Труба электросварная с наружным диаметром DH=1120 мм, толщина стенки трубы 10 мм; вес 1 м трубы.
g=2737 Н, dBH=1100мм.
Решение: допустимая величина консоли х:
х=
Расстояние между местами строповки
L=х
=16
=45м.
Допустимая величина плети
L=l+2∙х=45+2∙16=77 м.
Для трубопровода диаметром 76 мм с толщиной стенки σ=3 мм, g=54 Н/м
х=
L=х =26,8 м. Н=26,8+2∙9,48=45,8 м.
Произведя расчёты для всего ряда электросварных труб, мы можем убедиться, что допустимая длина плети по прочностным соображениям не будет превышать принятую длину плети 40 м и вышеприведённые расчёты необходимо производить в неординарных случаях, когда длинномерная конструкция превышает 40 м.
Задавшись длиной длинномерной конструкции, что с точки зрения практики монтажа наиболее вероятно, можно определить места строповки исходя из следующих соображений.
Поскольку Мпр=Мстр, то Мпр+Мстр =0.
Подставляя значения М„Р и МстР, получим
g∙х2 /2 +g∙L 2 /8-g∙L/2 (L/2-х) =0;
g∙х2 /2 +g∙L 2 /8- g∙L2 /4+g∙L∙х/2=0;
х2/2+L∙х/2-g∙L2/8=0
х2+L
х-L2/4=0.
Решая это полное приведённое квадратное уравнение, получаем
Х= -L/2±
=-L/2±
.
Решение этого уравнения даёт два корня:
Х1=-L/2+
=-L/2+L/1,414=0,586
∙ L/2,828;
Х1=0,207L;
Х2=-L/2- =-L/2-L/1,414=-3,414 ∙ L/2,828; Х2=-1,207L.
Х2 лежит за пределами конструкции.
Для 40-метрового звена трубопровода
Х=0,207∙L=0,207∙40=8,28 м.
Оптимальное расстояние между местами строповки, т.е. между грузоподъёмными механизмами, будет:
ℓ=L-2∙х=40-2∙8,28=23,44м.