Способ монтажа моста-эстакады железнодорожного ИМЖ-500 сборно-разборным железнодорожным консольным краном для установки опоры и пролётного строения за один технологический цикл
METHOD OF MOUNTING IMZH-500 RAILROAD BRIDGE WITH COLLAPSIBLE RAILWAY CANTILEVER CRANE FOR INSTALLATION OF SUPPORT AND SPANS IN ONE PROCESS CYCLE

Заявленное изобретение относится к области военного мостостроения и может быть использовано при конструировании и изготовлении технических средств для монтажа железнодорожных металлических эстакад, а также сборке и эксплуатации мостов и путепроводов из инвентарного имущества сборно-разборных металлических эстакад.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в оптимизации конструктивных решений монтажной техники и специального оборудования, а также технологии строительства и монтажа краткосрочных и временных железнодорожных мостов из имущества сборно-разборных металлических эстакад на основе повышения возможностей технических средств по совмещению производственных процессов в одном технологическом цикле.
В настоящее время в зависимости от длины моста-эстакады, заданного темпа сборки, наличия сил и средств, рельефа местности, характера и параметров водотока, сезона монтажа, состояния автомобильных дорог, подъездов к монтируемой эстакаде и других условий эстакадный мост из инвентарного имущества ИМЖ-500 может собираться одним из следующих способов: автомобильными кранами «на широком фронте»; сборно-разборным железнодорожным консольным краном СРК-50 «с головы»; комбинированным способом, сочетающим в себе способы «на широком фронте» и «с головы»; комплексным методом с использованием специального монтажного оборудования - аванбека, накаточных средств и обустройств. Наиболее эффективным с точки зрения высоких темпов и относительно низкой трудоемкости монтажных работ является способ «с головы» с использованием для строительства моста-эстакады сборно-разборного железнодорожного консольного крана.
Сборка моста-эстакады железнодорожного ИМЖ-500 осуществляется путем установки плоских пойменных или плоских русловых опор, максимальной высотой около 11,0 м и массой до 10 т, а также монтажа на опоры блоков пролетных строений, полной массой около 17 т. Длина пролетного строения - 12,5 м. Башенные и деформационные опоры фактически состоят из поставленных рядом плоских опор, соединенных связями. При этом плоские опоры в составе конструкций башенных и деформационных опор имеют ту же массу - до 10 т. Одновременная установка за один цикл работы сборно-разборного железнодорожного консольного крана опоры и пролетного строения ИМЖ-500 существующими техническими средствами невозможна ввиду разнотипности монтируемых конструкций и отсутствия соответствующей технологии, обусловленной прежде всего местными условиями и, как следствие, разной высотой опор. В итоге минимальная грузоподъемность консольного крана при раздельной установке опор и пролетных строений должная быть не менее 17 тс, а с учетом небольшого резерва - порядка 20-25 тс.
Имеющийся в настоящее время в монтажных подразделениях сборно-разборный железнодорожный консольный кран СРК-50, предназначенный для установки пролетных строений средних пролетов, массой до 85 т, имеет излишнюю грузоподъемность для монтажа моста-эстакады ИМЖ-500, превышающую требуемую практически в 4-5 раз. Этот факт свидетельствует о низкой эффективности применении консольного крана тяжелого типа при сборке металлических эстакад из имущества ИМЖ-500. Требуется более легкий консольный кран, грузоподъемностью 20-25 тс, с габаритами и массой, необходимыми для подъема, перемещения и установки конструктивных элементов ИМЖ-500.
В комплекте имущества железнодорожной металлической сборно-разборной эстакады предыдущего поколения РЭМ-500 имелись сборно-разборные железнодорожные консольные краны СРК-10 и СРК-20Л. Также для эстакады РЭМ-500 был создан и прошел испытания опытный образец консольного крана СРК-20НЛ, однако монтажные подразделения таким краном не оснащались. Числовой индекс в марке кранов означает их грузоподъемность в тс. В настоящее время все три указанных выше крана не выпускаются. Таким образом, в комплекте имущества моста-эстакады ИМЖ-500 отсутствует сборно-разборный железнодорожный консольный кран в максимальной степени соответствующий работам «с головы» по монтажу инвентарных опор и пролетных строений.
Задача решается путем разработки предложений по компоновочной схеме и основным структурным компонентам и узлам конструкции сборно-разборного железнодорожного консольного крана, обеспечивающего возможность установки плоской опоры или плоской русловой опоры и пролетного строения ИМЖ-500 за один технологический цикл работы крана.
При сборке эстакады из имущества ИМЖ-500 существующими модификациями сборно-разборного железнодорожного консольного крана СРК-50 доставка собранных, как плоских, так и плоских русловых опор, а также блоков пролетных строений осуществляется на подвеске к полиспастам. Конструкции пролетных строений размещаются в пределах габарита приближения строений, в то время как конструкции опор выходят за пределы габарита по ширине, что в пределах строительной площадки допускается. Если центральную часть предлагаемого консольного крана использовать для перевозки блока пролетного строения с закрепленными на нем сверху подвесными подмостями, то на подвеске полиспастов основной консоли одновременно может транспортироваться плоская или плоская русловая опора ИМЖ-500.
Для реализации такого варианта перевозки конструкций ИМЖ-500 центральная часть крана должна представлять собой платформу на железнодорожных тележках соответствующей грузоподъемности, длиной не менее полной длины пролетного строения (12,5 м), с боковыми стенками в виде фермы, высотой не менее высоты блока пролетного строения в транспортном положении со сложенными тротуарными консолями и закрепленными сверху подвесными подмостями. Длину центральной платформы консольного крана предлагается сделать несколько меньше полной длины пролетного строения за счет его частичного выдвижения вперед до крайних катков передней грузовой опорной тележки, т.е. на половину длины данной тележки. Кроме того, необходимо иметь запас высоты для выполнения строповки и расстроповки пролетного строения и размещаемых на нем подмостей. Задняя стенка центральной платформы имеет решетчатую рамную конструкцию и обеспечивает жесткость и неизменяемость несущих конструкций консольного крана. Передняя стенка отсутствует с целью обеспечения беспрепятственного перемещения пролетного строения и подвесных подмостей при погрузке и монтаже. От самопроизвольного перемещения во время движения консольного крана пролетные строения закрепляются к боковым и задней стенке центральной платформы.
К верху центральной платформы консольного крана крепится центральная секция стрелы крана, к которой присоединены основная и противовесные консоли. Для загрузки блока пролетного строения с прикрепленными к нему подвесными подмостями и подачи подмостей и пролетного строения на место монтажа стрела консольного крана оснащена подвижной грузовой тележкой с двумя полиспастами и крюковыми обоймами. Грузовая тележка перемещается внутри стрелы крана по направляющим с помощью лебедки. Тележка может фиксироваться в положениях для работы с пролетным строением и подвесными подмостями, как во время погрузки, так и монтажа, а также работы с опорой эстакады во время транспортировки и монтажа. На консоли центральной платформы со стороны противовеса размещается электроагрегат, питающий лебедки, систему освещения и другое электрооборудование. Противовесная консоль имеет полиспаст для подъема противовеса, т.е. включения его в работу, при выполнении краном погрузочных, транспортных и монтажных операций. Противовес в нерабочем состоянии транспортируется на специальной платформе, соединенной с центральной платформой крана. К задней части платформы противовеса через специальную сцепку присоединяется автомобиль на комбинированном ходу, осуществляющий буксировку консольного крана.
Вариант выполнения технологических операций по монтажу моста-эстакады из имущества ИМЖ-500 при помощи предлагаемого консольного крана вкратце описывается следующим образом.
Непосредственно на железнодорожном пути монтажного тупика по направлению от стрелочного перевода размещаются пролетное строение в транспортном положении с прикрепленными сверху подвесными подмостями и за ним собранная на полную высоту плоская или плоская русловая опора. Подошедший консольный кран загружает на свою центральную платформу блок пролетного строения и перемещается к опоре. Опора стропуется к основному полиспасту и переднему полиспасту грузовой тележки, поднимается и фиксируется на высоте, обеспечивающей ее безопасную транспортировку над обустройствами железной дороги, расположенными вблизи пути. Консольный кран подается задним ходом и после прохождения стрелочного перевода транспортируется вперед вместе с конструктивными элементами к месту монтажа, где устанавливается главным полиспастом над проектным местом опоры на оси моста.
Опора с помощью основного полиспаста и переднего полиспаста грузовой тележки опускается на поверхность грунта или на дно водотока в вертикальном положении на проектное место и поддерживается в таком положении главным полиспастом. Передний полиспаст грузовой тележки отстроповывается от опоры. Далее полиспастами грузовой тележки подаются в монтируемый пролет подвесные подмости и закрепляются к ранее установленной и монтируемой опорам. Если монтируемая опора не имеет фундамента на винтовых сваях, то на этом ее установка заканчивается. Для плоской русловой опоры выполняется погружение винтовых свай установкой завинчивания, стоящей на плашкоуте. После завершения работ на опоре грузовой тележкой подается в пролет и устанавливается в проектное положение пролетное строение. Выполняется расстроповка пролетного строения, консольный кран уходит в монтажный тупик за конструктивными элементами для следующего пролета моста-эстакады, а на установленном пролетном строении раскладываются тротуарные консоли, само пролетное строение выправляется в плане и профиле.
Сущность изобретения поясняется на фигурах 1-4.
На фигуре 1 показаны общие виды консольных сборочных кранов СРК-10 и СРК-20Л. Данные консольные краны предназначены для раздельной установки опор и пролетных строений эстакады РЭМ-500. Они могут собираться, как на железнодорожном ходу, так и для работы наплаву с установкой на плашкоуте из понтонов. При этом передвижение по железнодорожному пути обеспечивается мотовозом, либо автомобилем или трактором на комбинированном ходу. Передвижение по воде осуществляют буксирно-моторные катера или катера-толкачи. Использование данных кранов на воде оказалось неэффективным ввиду включения в процесс монтажа эстакады следующих дополнительных операций: устройства погрузочных причалов или пирсов; транспортировки собранных конструкций опор и пролетных строений с монтажных площадок к месту погрузки; привлечения дополнительных плавучих средств для перевозки конструкций по воде; погрузки конструкций на плавучие средства; транспортировки конструкций по воде к оси моста. Кроме того, применение эстакады РЭМ-500 весьма ограничено отсутствием в ее комплекте инвентарных конструкций подводных фундаментов на сваях. Основными позициями обозначены краны, части и элементы кранов:
поз. 1 - консольный кран СРК-10;
поз. 2 - консольный кран СРК-20Л;
поз. 3 - рама крана;
поз. 4 - стрела крана;
поз. 5 - полиспаст;
поз. 6 - тяга противовеса;
поз. 7 - лебедка;
поз. 8 - электростанция с электрооборудованием;
поз. 9 - противовес;
поз. 10 - грузовая опорная тележка;
поз. 11 - противовесная опорная тележка;
поз. 12 - базовое строение;
поз. 13 - анкерная балка;
поз. 14 - шпренгель;
поз. 15 - основная консоль;
поз. 16 - дополнительная консоль;
поз. 17 - противовесная консоль.
На фигуре 2 показаны технологические операции по монтажу моста-эстакады железнодорожного ИМЖ-500 с помощью сборно-разборного железнодорожного консольного крана СРК-50. Наиболее сложен монтаж в русле водотока. Поэтому на данной фигуре представлен монтаж эстакадного моста «с головы» на воде. Отражены следующие позиции:
поз. 9 - противовес;
поз. 15 - основная консоль;
поз. 17 - противовесная консоль;
поз. 18 - технологические операции работы консольного крана в составе: строповки, подъема и транспортировки подвесных подмостей к месту монтажа; строповки и поднятия плоской русловой опоры;
поз. 19 - технологические операции работы консольного крана в составе: опускания и закрепления подвесных подмостей за установленную ранее опору; опускания монтируемой опоры с опиранием ее на дно водотока и закреплением за подвесные подмости;
поз. 20 - технологические операции работы консольного крана в составе: удержания плоской русловой опоры в вертикальном положении в плоскости, перпендикулярной оси моста, во время погружения винтовых свай; погружения винтовых свай до проектной отметки и проектного отказа установкой завинчивания свай, стоящей на плашкоуте;
поз. 21 - технологические операции работы консольного крана в составе: возвращения консольного крана в монтажный тупик; строповки; подъема и транспортировки к месту монтажа блока пролетного строения; опускания пролетного строения в проектное положение и закрепления его на опорных частях;
поз. 22 - сборно-разборный железнодорожный консольный кран для установки пролетных строений СРК-50;
поз. 23 - основной полиспаст;
поз. 24 - вспомогательный полиспаст;
поз. 25 - автомобиль-тягач на комбинированном ходу;
поз. 26 - плоская русловая опора;
поз. 27 - винтовая свая;
поз. 28 - подвесные подмости;
поз. 29 - пролетное строение;
поз. 30 - установка завинчивания свай;
поз. 31 - плашкоут установки завинчивания свай;
поз. 32 - транспортный плашкоут.
На фигуре 3 показаны основные технологические операции одного цикла работы сборно-разборного железнодорожного консольного крана предлагаемой конструкции: транспортировка от места сборки и погрузки блока пролетного строения с прикрепленными к нему сверху подвесными подмостями и плоской русловой опоры; опускание в проектное положение плоской русловой опоры; установка на дно водотока плоской русловой опоры, подготовка к работе установки завинчивания свай, стоящей на плашкоуте. Цифрами обозначены следующие позиции:
поз. 8 - электростанция с электрооборудованием;
поз. 10 - грузовая опорная тележка;
поз. 15 - основная консоль;
поз. 17 - противовесная консоль;
поз. 23 - основной полиспаст;
поз. 25 - автомобиль-тягач на комбинированном ходу;
поз. 26 - плоская русловая опора;
поз. 27 - винтовая свая;
поз. 28 - подвесные подмости;
поз. 29 - пролетное строение;
поз. 30 - установка завинчивания свай;
поз. 31 - плашкоут установки завинчивания свай;
поз. 33 - технологические операции работы консольного крана в составе: строповки, подъема, загрузки в монтажном тупике блока пролетного строения с прикрепленными к нему сверху подвесными подмостями на кран, строповки, подъема под стрелу крана плоской русловой подъемной опоры; транспортировки указанных конструктивных элементов на место монтажа моста-эстакады;
поз. 34 - технологические операции работы консольного крана в составе: установки крана на место монтажа конструкций очередного пролета моста-эстакады; перевод плоской русловой опоры из горизонтального положения под стрелой крана в вертикальное положение под главным полиспастом, установленным над проектным местом опоры в линии моста;
поз. 35 - технологические операции работы консольного крана в составе: опускания плоской русловой опоры на дно водотока в проектное положение; размещения установки завинчивания свай, стоящей на плашкоуте, у плоской русловой опоры и подготовки к погружению сваи завинчиванием; подачи подвесных подмостей в проектное положение с целью соединения ранее смонтированной плоской русловой опоры с вновь устанавливаемой;
поз. 36 - центральная секция стрелы крана;
поз. 37 - противовес в рабочем положении - приподнят над платформой;
поз. 38 - платформа противовеса;
поз. 39 - центральная платформа консольного крана;
поз. 40 - консоль центральной платформы;
поз. 41 - ферма боковой стенки центральной платформы;
поз. 42 - грузовая тележка стрелы крана;
поз. 43 - передний полиспаст грузовой тележки;
поз. 44 - задний полиспаст грузовой тележки;
поз. 45 - сцепка автомобиля на комбинированном ходу с платформой противовеса;
поз. 46 - сцепка платформы противовеса с центральной платформой консольного крана;
поз. 47 - полиспаст противовеса.
На фигуре 4 показаны основные технологические операции одного цикла работы сборно-разборного железнодорожного консольного крана предлагаемой конструкции: погружение винтовых свай плоской русловой опоры, закрепленной за ранее смонтированную опору посредством подвесных подмостей; установка в проектное положение на плоские русловые опоры пролетного строения; возвращение консольного крана в монтажный тупик за конструктивными элементами для очередного пролета моста-эстакады. Показаны следующие позиции:
поз. 8 - электростанция с электрооборудованием;
поз. 10 - грузовая опорная тележка;
поз. 15 - основная консоль;
поз. 17 - противовесная консоль;
поз. 23 - основной полиспаст;
поз. 25 - автомобиль-тягач на комбинированном ходу;
поз. 26 - плоская русловая опора;
поз. 27 - винтовая свая;
поз. 28 - подвесные подмости;
поз. 29 - пролетное строение;
поз. 30 - установка завинчивания свай;
поз. 31 - плашкоут установки завинчивания свай;
поз. 36 - центральная секция стрелы крана;
поз. 37 - противовес в рабочем положении - приподнят над платформой;
поз. 38 - платформа противовеса;
поз. 39 - центральная платформа консольного крана;
поз. 40 - консоль центральной платформы;
поз. 41 - ферма боковой стенки центральной платформы;
поз. 42 - грузовая тележка стрелы крана;
поз. 43 - передний полиспаст грузовой тележки;
поз. 44 - задний полиспаст грузовой тележки;
поз. 45 - сцепка автомобиля на комбинированном ходу с платформой противовеса;
поз. 46 - сцепка платформы противовеса с центральной платформой консольного крана;
поз. 47 - полиспаст противовеса;
поз. 48 - технологическая операция работы консольного крана по погружению винтовых свай фундамента плоской русловой опоры, которая закреплена в проектном положении подвесными подмостями за предыдущую плоскую русловую опору;
поз. 49 - технологическая операция работы консольного крана по установке в проектное положение на плоские русловые опоры пролетного строения;
поз. 50 - технологическая операция работы консольного крана по его возвращению в монтажный тупик с целью загрузки и последующей транспортировки конструкций для следующего пролета моста-эстакады из имущества ИМЖ-500;
поз. 51 - противовес в транспортном положении - опущен на платформу.
Литература
1. Металлическая эстакада РЭМ-500. Техническое описание и инструкция по монтажу, перевозке, хранению и эксплуатации. - М.: Воениздат, 1976.
2. Сборно-разборный мост-эстакада для быстрого устройства мостовых переходов ИМЖ-500. Техническое описание, руководство по монтажу, перевозке, хранению и эксплуатации (электронная версия). - М.: МО РФ, ЖДВ, ООО «Институт «Моррисот», 2010.
3. Мост-эстакада железнодорожный ИМЖ-500. Руководство по эксплуатации опытного образца (электронная версия). - М.: ООО «Институт «Моррисот», 2013.