Подъёмные сооружения в арочных и бескаркасных ангарах. Кран-балка или козловой кран в арочных и бескаркасных ангарах.

Комаров С.Ю. Директор ООО «ПК «СТС», Кандидат технических наук.

Арочные и бескаркасные ангары всё чаще используются в промышленности, сельском хозяйстве и логистике благодаря их экономичности, быстрому монтажу и эффективному использованию пространства. Однако при эксплуатации таких объектов возникает важная задача — организация подъёма и перемещения грузов. Для этого применяются различные подъёмные сооружения, выбор и установка которых требуют особого подхода из-за специфики конструкции ангаров. Арочные и бескаркасные ангары представляют собой сооружения с криволинейной формой, где основную нагрузку несёт оболочка здания. В бескаркасных вариантах отсутствуют традиционные колонны и балки, а вся конструкция работает как единое целое.

Ключевые особенности таких конструкций:

• отсутствие классического несущего каркаса;
• равномерное распределение нагрузок;
• ограниченная возможность локального крепления оборудования;
• высокая чувствительность к дополнительным нагрузкам.

Это накладывает серьезные ограничения на размещения кранов на каркасе ангара. Тем самым ограничивая  выбор  подъёмных механизмов и способы их установки.

В арочных и бескаркасных ангарах могут применяться следующие типы подъёмного оборудования:

1. Кран-балки (мостовой кран)

Кран-балка или кран мостовой, это наиболее распространённое решение для перемещения грузов внутри ангара. Такие краны могут быть опорными или подвесными.

Подвесной мостовой кран — это одно из решений для организации подъёмно-транспортных операций в арочных ангарах, где отсутствуют традиционные колонны и подкрановые пути. Однако её применение требует особенно тщательного инженерного подхода из-за специфики конструкции самого ангара.

Использование подвесной кран-балки в арочном ангаре возможно, но только при выполнении ряда условии усилении несущей конструкции арок.

Арка ангара должна быть дополнительно усилена:

• рёбрами жёсткости;
• дополнительными металлическими элементами;
• распределительными балками.

При проведении усиления необходимо учитывать:

• статические и динамические нагрузки;
• влияние вибраций;
• ветровые и снеговые нагрузки;
• усталость металла.

Такое усиление значительно удорожает конструкцию ангара, и может быть выполнена только на этапе первоначального строительства.  Обычно в таких ангарах применяются лёгкие и средние кран-балки (грузоподъемность не более 1 тонны), чтобы не перегружать конструкцию. Однако, что делать если необходимо поднимать грузы большей грузоподъемности.

Одним из наиболее надёжных и практичных решений данной задачи, является установка кран-балки на эстакаде — самостоятельной опорной системе, не зависящей от несущей оболочки ангара.

Эстакада — это пространственная металлическая конструкция, состоящая из колонн и подкрановых балок, на которые устанавливаются рельсовые пути для движения мостового крана (кран-балки).

Фактически, это отдельный «внутренний каркас», который:

• воспринимает все нагрузки от работы крана;
• передаёт их на фундамент;
• не нагружает арочную оболочку ангара.

Использование эстакады позволяет:

• полностью разгрузить оболочку ангара;
• обеспечить безопасную эксплуатацию кран-балки;
• применять оборудование с большей грузоподъёмностью;
• упростить расчёты и согласование проекта.

Эстакада включает следующие элементы:

• Вертикальные колонны — устанавливаются на отдельные фундаменты;
• Подкрановые балки — служат основой для рельсовых крановых путей;
• Крановые пути — обеспечивают движение кран-балки;
• Связующие элементы — придают жёсткость конструкции.

Применение эстакады имеет следующие преимущества:

• высокая надёжность и безопасность;
• независимость от конструкции ангара;
• возможность установки тяжёлых кран-балок;
• универсальность применения;
• долговечность конструкции.

Существенными недостатками эстакады является значительное увеличение стоимости проекта. Зачастую стоимость изготовления и монтажа эстакады в несколько раз превосходит стоимость самой кран-балки.  Также недостатком является уменьшение полезного пространства за счёт установки колонн, что может существенно ограничивать полезную площадь производственного помещения.

2. Козловой кран

В последнее время в арочных и бескаркасных ангарах получили распространение козловые краны. Использование козлового крана в таких типах ангаров — это практичное решение для перемещения тяжёлых и крупногабаритных грузов в условиях, где невозможно или нецелесообразно интегрировать крановое оборудование в конструкцию здания. В отличие от кран-балок, такие краны являются полностью автономными и не создают нагрузок на оболочку ангара.

Козловой кран:

• полностью независим от конструкции ангара;
• передаёт нагрузку непосредственно на фундамент или пол;
• не требует усиления оболочки здания;
• может использоваться даже в лёгких ангарах;
• может применяться в тентовых и надувных ангарах.

Козловой кран перемещается по рельсовым путям, расположенным на уровне пола, с помощью ходовых тележек. По мосту крана движется грузовая тележка с талью или тельфером, обеспечивая подъём и перемещение груза в трёх направлениях:

• вертикально (подъём/опускание);
• поперёк (движение тележки);
• вдоль ангара (перемещение всего крана).

Таким образом, обеспечивается полный охват рабочей зоны внутри ангара.

Нашим заводом совместно с производителем арочных ангаров специально разработан козловой кран, который учитывает специфику конструкции арочных и бескаркасных ангаров. Особенностью данного крана, является то, что крановые пути не мешают передвижению в цехе. Это обусловлено тем, что подкрановый путь устанавливается в металлический швеллер забетонированный вверх полками вровень с уровнем бетонного пола. Такая конструкция позволяет беспрепятственно использовать штабелеры и грузовые тележки при пересечении рельсового пути.

Применение специальной конструкции несущего моста козлового крана, позволяет увеличить строительную высоту подъема крана. Производимый нашей компанией козловой кран имеет разборную конструкцию, что позволяет его легко монтировать в уже построенных ангарах.

Несмотря на то, что цена козлового крана обычно на 25-30 процентов выше, чем цена опорной кран-балки, в целом такое подъемное сооружение обходится в значительно дешевле, чем подвесной или опорный кран на эстакаде. Это обусловлено более высокой стоимостью строительства подкрановых путей кран-балки по сравнению с наземными путями козлового крана.

На фото представлен козловой кран грузоподъемностью 5 т, размещенный в каркасном ангаре шириной 16 метров, высота крана составляет 6,5 метра а его пролет 9,5 метра, на кране используется таль с уменьшенной строительной высотой нашего производства, а также на привод крана и тали установлены частотные преобразователи, обеспечивающие плавны старт и передвижение крана. А также уменьшающие раскачку груза на мостовом кране.

 Козловой кран является одним из самых надёжных и универсальных решений для арочных и бескаркасных ангаров. Его ключевое преимущество — полная независимость от конструкции здания, что делает его безопасным и эффективным даже в лёгких сооружениях. Козловые краны также могут с успехом использоваться и в тентовых ангарах, а также в надувных ангарах.

При правильном проектировании рельсовых путей и учёте всех эксплуатационных факторов козловой кран обеспечивает высокую производительность и долгий срок службы, оставаясь при этом гибким инструментом для различных задач.