КОНТРОЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ УСТРОЙСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НАЗЕМНЫХ ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Безопасность работы и нормальные условия эксплуатации грузоподъемных кранов на рельсовом ходу, долговечность и надежность подкрановых конструкций в значительной, мере зависят от соблюдения проектной геометрии подкрановых путей.

Контроль соблюдения проектных геометрических параметров подкрановых путей как в стадии их сооружения, так и в период эксплуатации выполняется, как правило, геодезическими методами. От геодезических измерений, выполняемых для достижения необходимой точности, зависит качество установки подкрановых путей и достоверность определения фактического положения элементов.

Специалист, выполняющий контроль геометрических параметров путей, должен четко знать требуемую точность измерений, параметры, подлежащие контролю, и их предельные, отклонения от проектных, методы измерения, и приборы, обеспечивающие необходимую точность.

Поскольку в строительстве используется большое количество грузоподъемных, кранов, различающихся по конструкции, назначении и способу перемещения грузов, то при выборе того или иного типа крана следует руководствоваться их характеристиками, приведенными в приложении.

ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ И КОНТРОЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИй КРАНОВЫХ ПУТЕЙ

В период строительства подкрановых путей строительная организация (генподрядчик, субподрядчик) должна выполнять разбивку основных осей и вынос отметки подкрановых путей от геодезической основы, созданной заказчиком [5, 7].

При выполнении работ субподрядной организацией генподрядчик, обязан до начала работ передать ей по акту геодезическую разбивку основных осей и отметок, закрепленных в натуре.

В процессе строительства генподрядная или субподрядная организация (каждая в соответствии с выполненными ими работами) должна осуществлять геодезический контроль, который заключается:

в инструментальной проверке фактического положения возводимых конструкций в плане и по высоте;

в исполнительной геодезической съемке фактического положения элементов конструкций, закрепленных постоянно по окончании монтажа;

в составлении и оформлении исполнительной схемы: планово-высотного положения подкранового пути.

Согласно СНиП III-2-75, в обязанности генподрядных организаций входит выборочный контроль выполненных субподрядными организациями работ в части соблюдения геометрических параметров проекта. Субподрядная организация обязана предоставлять генподрядной организации необходимые материалы и сведения по геодезическим работам.

Исполнительная геодезическая съемка геометрических параметров подкрановых путей перед сдачей их в эксплуатацию должна выполняться геодезической службой строительной организации. В процессе эксплуатации подкрановых путей периодические исполнительные съемки обязаны выполнять линейные ИТР, ответственные за безопасную эксплуатацию кранов и других грузоподъемных механизмов, эксплуатирующихся на подкрановых путях.

Линейные ИТР, занятые на исполнительной съемке подкрановых путей, должны пройти соответствующее обучение и сдать экзамены на право выполнения этих работ. Лица, не сдавшие экзамены, не допускаются к эксплуатации подкрановых путей. Знания линейных ИТР в области геодезического контроля подкрановых путей должны проверяться соответствующей комиссией в установленные сроки.

КОНТРОЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ УСТРОЙСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НАЗЕМНЫХ ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ

2.1. При сооружении рельсовых путей рекомендуется пользоваться сборными инвентарными секциями с деревянными полушпалами, из деревометаллических звеньев и с железобетонными балками. Их геометрические параметры даны на рис. 1.

Характеристики полушпал и рельсов подкранового пути должны соответствовать допустимому давлению на ходовые колеса крана (см. табл. 1). Для эксплуатации башенных кранов с восемью ходовыми колесами и нагрузкой от колеса на рельс до 30 тс следует использовать инвентарные секции с железобетонными балками.

Рис. 1 Инвентарные секции рельсовых путей: а - с деревянными полушпалами; б- из деревометаллических звеньев; в - с железобетонными балками

Таблица 1

Характеристики полушпал и рельсов, применяемых для устройства подкрановых путей, в зависимости от давления на ходовые колеса крана

Давление на ходовое колесо, тс	Полушпалы			Рельсы
	Тип	Длина, мм	Расстояние между осями полушпал, мм	Тип	ГОСТ
Секция (l = 12,5 м ) с деревянными полушпалами
До 15	IIIА,IIIБ	1375	600	Р-38	3542-47
От 15 до 20	IА, IБ	1375	550	Р-43	7173-54
От 20 до 23	IА, IБ	1375	550	Р-50	7174-75
От. 23 до 28	IА, IБ	1375	550	Р-65	8161-75
Секция деревометаллическая
До 15	IIIА, IIIБ	1375	570	Р-38	3542-47
От 15 до 21	IА, IБ	1375	570	Р-43	7173-54
От 21 до 28	IА, IБ	1375	570	Р-50	7174-75

2.2. При контрольных съемках определение геометрических осей рельсов выполняется с учетом геометрических параметров, приведенных в табл.2. Величина кривизны рельса в горизонтальной плоскости не должна быть более 1/500 его длины. Вертикальный, горизонтальный и приведенный износы рельсов не должны превышать величин, указанных в табл.3 (приведенный износ головки рельса равен сумме вертикального и половины горизонтального износа).

Расстояния между осями полушпал должны соответствовать величинам, указанным в табл.1., а предельные, отклонения этих расстоянии должны быть не более +80 мм.

Таблица 2

Геометрические параметры рельсов, учитываемые при геодезической съёмке

Профиль	Тип рельса	Размеры, мм			Масса 1 м длины (без отверстия), кг
		А	Б	В
	Р-38	68	135	114	38,4
	Р-43	70	140	114	44,6
	Р-50	72	152	132	51,6
	Р-65	75	180	150	64,64

Таблица 3

Величина предельного износа головки рельса (мм)

Вид износа	Тип рельса
	Р-65	Р-50	Р-43	Р-38
Вертикальный	10	9	8	4
Горизонтальный	13	11	10	10
Приведенный:
при приемке	11	9	8	8
при эксплуатации	15	12	12	9

2.3. При устройстве наземных подкрановых путей должны соблюдаться геометрические параметры, указанные на рис.2.

Требования к нижнему строению пути (земляное полотно и водосток) в период приемки его в эксплуатацию несколько отличаются от требований, предъявляемых во время эксплуатации.

Рис. 2. Строение наземного подкранового пути:

А - размер колеи, Б - минимальное расстояние от выступающей части здания, штабелей груза или других предметов, Д - ширина призмы полотна поверху;
1 - балластная призма, 2 - полушпала, 3 - рельсы, 4 - стена здания, n - откосы боковых сторон.

Площадка под подкрановый путь в период ее приемки должна иметь односкатный поперечный уклон в сторону водоотвода в пределах от: 0,008 до 0,01 (8-10 мм на 1 м) и продольный уклон не белее 0,003 (3 мм на 1 м).

Водоотвод должен иметь трапецеидальный поперечный профиль глубиной 0,35 м и шириной по дну 0,25 м с откосами 1:1 (для песчаных грунтов 1:1,5). Уклон для водоотводных канав должен быть 0,002-0,003 (2-3 мм на 1 м).

Требования, предъявляемые к верхнему строению пути (балластный слой, опорные элементы, рельсы, рельсовые крепления и др.) сводятся к следующему.

Расстояние от нижнего края балластной призмы подкранового пути до края дна котлована должно быть не менее 1,5 глубины котлована плюс 400 мм для песчаных и супесчаных грунтов и не менее глубины котлована плюс 400 мм для глинистых грунтов.

Откосы боковых сторон балластной призмы должны быть 1:1,5. Рекомендуется устраивать раздельные балластные призмы с шириной поверху 1750 мм. Минимальное расстояние от выступающей части здания до оси ближнего, рельса, как и другие контролируемые параметры, зависят от типа крана (см. табл. 4).

Взаимное смещение торцов стыкуемых рельсов в плане и по высоте, зазоры в стыках рельсов, отклонение рельсового пути от прямолинейности, разность отметок головок рельсов на длине пути 10 м не должны превышать величин, указанных в табл. 5.

Размер колеи должен проверяться на всем протяжении рельсового пути в средней его части и на стыках.

Таблица. 4

Контролируемые геометрические параметры

Тип крана	Нагрузка от колеса на рельс, тс	Размер колеи и предельное отклонение, мм	Разность отметок поперечных, мм		Минимальный радиус криволинейного участка пути, м	Мин. расстояние от выступающей части здания до оси рельса, мм	Ширина земляного полотна, мм	Глинистый (суглинистый) грунт
			при укладке	при эксплуатации				Расст. между осями полушпал, мм	Толщина балласта, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
МБТК-80	12	5000±5	20	50	6	2000	8450	600	100
МСТК-90	13,5	5000±-5	20	50	6	2000	8450	550	100
КБ-60	14	4000±4	16	40	6	1800	7250	500	100
МСК-5-20	16	4000±4	16	40	6	2300	7900	500	190
КБк-100.1	16,5	4500±5	18	45	7	1950	8100	500	190
МБСТК-80/100	16,8	5000±5	20	50	6	2000	8600	500	200
КБ-100	18,8	4500±5	18	45	7	1950	8150	500	230
МСК-8/20(МСК-7,5/20)	19	5000±5	20	50	6	2300	8950	500	240
КБ-100.100.0 решетч.	20	4500±5	18	45	7	1950	8250	500	250
КБ-100-0С, КБ-100.1	20	4500±5	18	45	7	1950	8250	500	250
МСК-3-5-20	21	4000±4	16	40	25	2000	7450	700	100
МСК-5-20А	21	4000±4	16	40	7	2300	8000	500	250
КБ-100-0М	21	4500±5	18	45	7	1950	8200	500	270
С-464	21,6	4000±4	16	40	7	2200	7900	500	260
КБ-100.2	21,8	4500±5	18	45	7	1950	8200	500	260
М3-5-10	22,8	6000±6	24	60	-	1300	9000	500	260
КБ-306 (С-981)	23,9	4500±4	18	45	7	2050	8150	500	250
С-981А	24	4500±4	18	45	8,5	2050	8250	500	250
МСК-10-20 (МСК-7-25)	24	6500±7	26	65	8	2000	10300	500	250
БКСМ-5-5А	24,2	4500±5	18	45	12	1300	7500	500	260
БКСМ-7-9	24,8	6000±6	24	60	25	1300	9000	500	240
МСК-250	25	7500±8	30	60	10	1450	10600	500	250
БКСМ-5-9	25,6	4500±5	18	45	12	1300	7450	500	250
КБ-160.2, КБ-160.4	26	6000±6	24	60	7	1700	9450	500	300
КБ-404 (КС-250)	26,2	6000±6	24	60	7	2000	9750	500	300
БКСМ-5-10 (Т-223)	27	6000±6	24	60	25	1400	9150	500	300
КБк-160.2	26,8	6000±6	24	60	7	1700	9450	500	300
БКСМ-7-5	27,6	4500±5	18	45	12	1300	7550	500	300
КБ-405	29,15	6000±6	24	60	7	1700	9700	500	450

Таблица. 5

Предельные отклонения осей рельсов крановых путей от проектного положения при укладке и в процессе эксплуатации (мм)

Контролируемый параметр	Мостовые краны		Башенные краны		Козловые краны		Портальные краны		Мостовые перегружатели
	При укладке	в процессе эксплуатации	при укладке	в процессе эксплуатации	при укладке	в процессе эксплуатации	при укладке	в процессе эксплуатации	при укладке	в процессе эксплуатации
1	2	5	4	5	6	7	8	9	10	11
Разность отметок головок рельсов в поперечном сечении:
на опорах	15	20	16-30*	45-65*	10	15	15	30	20	30
в пролете	20	25	-	-	-	-	-	-	-	-
Разность отметок рельсов на соседних колоннах (по длине рельса) при расстояниях между ними L
менее 10 м	10	15	-	-	-	-	-	-	-	-
более 10 м	1/1000L (но не более 15 мм)		-	-	-	-	-	-	-	-
Расстояние между осями крановых рельсов	10	15	4-8	4-8	8	12	5	10	30	40
Взаимное смещение торцов стыкуемых рельсов:
в плане	2	3	2	2	1	2	1	3	1	2
по высоте	2	3	3	3	1	2	2	3	1	2
Отклонение рельса от прямой линии (для мостовых кранов участке 40 м, для башенных - 10 м, остальных - 30 м)	15	20	20-25	20-25	15	20	15	20	15	20
Зазоры в стыках рельсов (при температуре 0°С и длине рельса 12,5 м)*	4	4	6	6	6	6	б	6	б	6
Разность отметок головок рельсов на длине пути 10 м	-	-	30	100	20	30	15	20	20	30

*При изменении температуры на каждые 100°С допуск изменяется на 1,5 мм

Примечание . В графах 6 и 7 приводятся значения для козловых кранов пролетом до 30 м. Для кранов с большим пролетом предельные отклонения принимаются по нормам для мостовых перегружателей (см. графы 10, 11)

Предельное отклонение от прямолинейности должно быть не более 20 мм на длине 10 м для кранов с жесткой ходовой рамой и не более 25 мм для кранов с балансирными ходовыми тележками.

Горизонтальность головок рельсов на всем протяжении пути проверяют в средней части каждого рельса и в зоне болтового стыка. Продольный уклон пути не должен быть более 0,003 (3 мм на 1 м), а поперечный - не более 0,004 (4 мм на 1 м). Должно предусматриваться одно звено длиной 12,5 м с поперечным и продольным уклонами не более 0,002 (2 мм на 1 м) для стоянки крана в нерабочее время.

2.4. Перед сдачей в эксплуатацию подкранового пути выполняется его исполнительная геодезическая съемка с обязательным составлением, исполнительной схемы горизонтальности рельсов и поперечного профиля пути, включая его нижнее и верхнее строения (рис. 3).

В дальнейшем, при эксплуатации контрольные съемки подкрановых путей выполняются через каждые 20-24 рабочие смены с записью результатов в сменном журнале крана [1]. Съемка выполняется прорабами или мастерами, ответственными за эксплуатацию путей. В эти же сроки проверяются размер колеи, параллельность рельсов в горизонтальной плоскости, величина упругой просадки, которая измеряется при подъеме максимального груза на крюке крана и при угле поворота стрелы в плане относительно оси его пути на 45°, без передвижения крана. Величина упругой просадки рельсовых путей под колесами крана не должна превышать 5 мм.

Проверка горизонтальности подкранового пути должна проводиться не реже одного раза в месяц и через 5-10 дней в период оттаивания грунта, а также каждый раз после ливневых дождей.

Рис. 3. Исполнительная схема планово-высотного положения наземного подкранового пути: стрелками показаны направления смещения оси рельса от проектного положения (отклонения отметок головок рельсов от горизонта показаны в мм) ;проектная отметка горизонта равна 160,000; проектная ширина колеи равна 6000 мм

2.5. В период эксплуатации подкранового пути происходят изменения геометрических размеров верхнего и нижнего его строения, которые не должны превышать следующих величин:

- для поперечного или продольного уклона пути 0,01 (1 см на 1 м);

- для взаимного смещения торцов стыкуемых рельсов в плане 2 мм и по высоте 3 мм;

- для упругой просадки рельсовых путей под колесами крана 5 мм.

Кроме того, проверяют износ головки рельсов, который не должен превышать величин, указанных в табл.3 для различных типов рельсов, а также размер колеи, предельные отклонения которой для различных типов кранов приведены в табл. 4 (гр. 3).

2.6. Геодезические измерения наземного подкранового пути выполняются следующим образом.

Геодезические измерения нижнего строения пути состоят из нивелирования площадки, выполняемого перед устройством земляного полотна, и нивелирования земляного полотна, выполняемого после его возведения. Для этого нивелируемую поверхность разбивают на квадраты со сторонами, равными ширине пути.

Измерения выполняют нивелирами типа Н-3 или другими равноточными инструментами. До начала работ нивелир должен быть проверен и при необходимости исправлен. Отсчеты выполняют по двум сторонам (черной и красной) рейки типа РН-3 при одной установке нивелира или по одной стороне (черной) рейки при двух установках нивелира, с изменением его горизонта.

За исходный пункт принимают репер или другую "твердую" точку, абсолютная отметка которой известна в Балтийской системе высот. Допускается принимать отметку исходной точки в условной системе высот. Схема нивелирования показана на рис.4, а пример записи результатов приведен в табл. 6.

Таблица 6

Запись результатов нивелирования земляного полотна

Нивелируемая точка	Отсчеты по рейке			Отметка
	назад	вперед	превышение	точки
1	2	3	4	5
Рп	1000			100,000
I		1700	-700	99,300
2		1710	-710	99,290
3		1725	-725	99,275
4		1740	-740	99,260
5		1758	-758	99,242
6		1770	-770	99,230
7		1784	-784	99,216
8		1799	-799	99,201
9		1814	-814	99,186
10		1862	-862	99,138
11		1846	-846	99,154
12		1828	-828	99,172
13		1813	-813	99,187
14		1803	-803	99,197
15		1781	-781	99,219
16		1765	-765	99,235
17		1758	-758	99,242
18		1745	-745	99,255
19		2125	-1125	98,875
20		2129	-1129	98,871
21		2147	-1147	98,853
22		2166	-1166	98,834
23		2187	-1187	98,813
24		2197	-1197	98,803
25		2221	-1221	98,779
26		2219	-1219	98,781
27		2252	-1252	98,748
Рп	1001

На исполнительной схеме нижнего строения пути (рис. 5) показывают размеры земляного полотна, его поперечный и продольный уклоны, величину откосов полотна, размеры и уклоны водоотвода, профиль и размеры земляного полотна на криволинейных участках. Кроме того, составляется схема поперечного разреза земляного полотна (рис. 6).

Геодезические измерения верхнего строения пути включают исполнительную геодезическую съемку планово-высотного положения пути, выполняемую по полной и сокращенной схеме, или только съемку высотного положения.

Рис. 4. Схема нивелирования полотна (в условной системе высот):

□ - марка (Н = 100,000 м)

Ä - место установки нивелира

Рис. 5. Исполнительная схема земляного полотна

Рис. 6. Схема поперечного разреза земляного полотна

Исполнительная съемка по полной схеме выполняется перед сдачей подкранового пути в эксплуатацию. При этом в процессе съемки определяют следующие параметры:

1) расстояние от выступающих частей строящегося или существующего: здания или сооружения до оси ближайшего к зданию или сооружению рельса (при этом учитывается проектное положение выступающих частей возводимого здания, сооружения);

2) расстояние от края балластной призмы (нижнего) до края дна котлована;

3) поперечное: сечение, одной-двух шпал или полушпал, их длину и расстояние между ними (их осями), а также расстояние между металлическими стяжками;

4) тип рельса, вертикальный, горизонтальный и приведенный износ головок рельса;

5) расстояние между рельсовыми стыками и зазоры в стыках;

6) размер колеи через каждые 6,25 м на всем протяжении подкранового пути;

7) прямолинейность рельсов подкранового пути;

8) отметки головок рельсов подкранового пути через каждые 6,25 м;

9) величину упругой просадки головки рельсов.

Съемка пути по сокращенной схеме выполняется через каждые 20-24 рабочие, смены крана. В этом случае определяются геометрические параметры 6-8 (см. перечень выше) с записью результатов в сменном журнале крана. Особенное внимание следует обратить на состояние звена для стоянки башенного крана в нерабочее время.

Нивелирование подкранового пути (съемка только высотного положения) выполняется не реже одного раза в месяц, а в период оттаивания грунта - через 5-10 дней и каждый раз после ливневых дождей.

Измерения геометрических параметров 1-5 не вызывает затруднений. Несколько сложнее обстоит дело с измерением параметров 6-9. Для измерения размера колеи и прямолинейности рельсов применяют теодолит типа 2Т5 или 2Т2, а также другие теодолиты с точностью отсчета не менее 5''. Для этого на расстоянии β = 0,5÷1,0 м от оси рельса на одном конце пути забивают штырь в точке α (рис.7) и центрируют над ним теодолит. Наводят визирную ось трубы теодолита на штырь в точке α', установленный на таком же расстоянии от оси рельса на другом конце пути. Затем прикладывают рейку последовательно в точках 1,2…,n (см. рис.7,)перпендикулярно оси рельса в горизонтальной плоскости и берут по ней отсчеты γ₁, γ₂,…, γ_n. Отсчеты берут по вертикальной нити зрительной трубы теодолита с точностью до 1 мм. Далее, от данного направления теодолитом откладывают угол 90° (поочередно в точках α и α') и на расстоянии примерно 0,5-1 м от оси второго рельса забивают штыри в точках б и б'. При этом расстояния d между точками a, б и а', б', должны быть равны с точностью до 1 мм. Затем центрируют теодолит над точкой б и выполняют измерения в той последовательности, что и на точке а.

На исполнительной схеме показывают стрелками направление отклонений рельсов от прямой линии у стыков и посредине, а над стрелками отмечают его величину ∆(в мм). Если при отсчете по рейке получена величина γ меньше, расстояния β(0,5 м), то направление смещения рельса показывают внутрь пути со знаком минус, а если γ больше β, то смещение рельса показывают в противоположную сторону со знаком плюс.

Рис. 7. Схема измерения прямолинейности рельсов и ширины колеи.

Величина смещения вычисляется как разность между отсчетами по рейке и расстоянием от оси рельса до теодолита, т.е. ∆_n = γ_n-β_n- Например, в нашем случае для точки 2 будем иметь ∆₂ = 495-500 = -5 мм, а для точки 3 ∆₃ = 520-500 = +20 мм.

Измеренную ширину колеи D_n между двумя смещенными точками вычисляют как сумму двух измеренных по рейке расстояний γ₁ и γ_n+1 и постоянного расстояния d между направлениями a-a' и б-б':

D₁=d+γ ₁ +γ _n+1

D₂=d+γ ₂ +γ _n+2

………………………

D_n=d+γ _n +γ _n+n

где n - порядковый номер точки.

С учетом полученных результатов измерения будем иметь:

D₁ = 5000+495+500 = 5995 мм;

D₂ = 5000+515+495 = 6010 мм и т.д.

Контроль вычислений можно выполнить по формуле

D_n=Ш _k +∆_n+∆_n+n

где Ш_k - проектная ширина колеи.

При замере зазоров в стыках рельсов следует учитывать температуру рельсов. Все размеры должны быть приведены к температуре 0°С. На каждые ±10° отклонения температуры рельсов от 0°С следует вводить поправку в результаты измерений, равную ±1,5 мм. Исправленный натурный замер зазора (С) определяется по формуле:

С = q+0,15·t°C,

где q - действительный размер зазора, полученный в процессе измерения; t'- температура рельса в градусах по Цельсию в момент измерений.

Например, если измерения выполнялись при температуре +10°С и зазор в стыке рельсов в плане оказался равным 1 мм, то при 0°С стык будет иметь зазор 2,5 мм, т.е. С = 1+0,15·10 = 2,5 мм. Если измерения выполнялись при температуре -10°С и зазор в стыке рельсов в плане оказался 5 мм, то на схеме нужно указать величину зазора 3,5 мм, т.е. C = 5+0,15·(-10) = 3,5мм.

Отметки головок рельсов, определяемые через 6,25 м (в стыках и посредине при длине рельсов 12,5 м), измеряют аналогично нивелированию нижнего строения пути.

На исполнительной схеме подкранового пути, сдаваемого в эксплуатацию, необходимо показать устройство заземления. Эту работу должен выполнять специалист электротехнической службы.