автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Методика расчета высотного положения подкрановых путей и его влияние на перегрузки эксплуатируемого причала

•Ч ВВЕДЕНИЕ. л I. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ В РЕЧНЫХ

V* И МОРСКИХ ПОРТАХ РОССИИ.

1.1. Методы контроля основных характеристик рельсовых путей.

1.2. Методы оценки состояния подкрановых путей.

1.3. Нагрузки на причал от колес портальных кранов и транспортных средств 14 j 1.3.1. Определение нагрузок от кранового оборудования на свайное приi чальное сооружение.

1.3.2. Определение нагрузок от кранового оборудования на причалах гравитационного типа и типа больверк.

1.4. Постановка задач исследования.

И. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ О СОСТОЯНИИ ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ

2.1. Выбор методов анализа состояния подкрановых путей.

2.2. Разработка алгоритмов оценки математического ф ожидания высотного положения рельсов.

2.2.1. Обоснование применения статистических методов анализа состояния подкрановых путей.

2.2.2. Анализ существующих алгоритмов и методов оценки текущего среднего случайных процессов.

2.2.2.1 Регрессионные методы получения математического ожидания . 23 i*^ 2.2.2.2. Применение цифровых фильтров для ; v сглаживания случайных процессов.

У' . 2.2.3. Алгоритм оценки текущего среднего высотного положения рельсовых подкрановых путей.

2.3. Оценка статистических характеристик высотного положения рельсов.

2.4. Оценка общего состояния подкрановых путей.

2.4.1. Оценка состояния подкрановых путей на основе математического ожидания.

2.4.2. Оценка состояния подкрановых путей на основе статического фазового портрета.

2.5. Алгоритм оценки состояния подкрановых путей.

2.6. Определение нагрузок на опоры портала при неровностях подкрановых путей. ® 2.6.1. Алгоритм определения максимального давления на опору крана . 51 3. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОПОРНОЙ КРАНОВОЙ НАГРУЗКИ НА ПРИЧАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ.

3.1. Расчет причального сооружения типа больверк при действии нормативной крановой нагрузки.

3.1.1. Построение расчетной схемы.

3.1.2. Определение эквивалентной крановой нагрузки.

3.1.3. Построение многоугольника сил.

3.1.4. Определение реакции в анкере.

3.1.5. Определение изгибающего момента в пролете.

3.1.6. Определение глубины погружения шпунта.

3.2. Расчет причального сооружения типа больверк при увеличении крано

•—ф вой нагрузки.

3.3. Расчет причального сооружения свайного типа при действии нормативt ной крановой нагрузки.

3.3.1. Нагрузка на ригель от действия собственного веса верхнего строе

3.3.2. эксплуатационная распределенная нагрузка на ригель.

3.3.3. Нагрузка от действия портальных кранов.

3.3.4. Нагрузка от действия железнодорожных составов.

3.3.5. Швартовная нагрузка.

3.3.6. Нагрузка от навала судна.

3.3.7. Глубина защемления свай в грунте.

3.3.8. Расчет рамы.

3.4. Расчет причального сооружения свайного типа при увеличении крановой нагрузки.

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ

ПОДКРАНОВЫХ ПУТЕЙ.

Большинство существующих перегрузочных комплексов России достигает нормативного срока службы и имеет значительную степень износа, в связи с чем возникает проблема оценки остаточного ресурса этих сооружений. Адекватная оценка невозможна без учета множества факторов, влияющих на работу перегрузочных комплексов в процессе эксплуатации,. в том числе - уточнения нагрузок, действующих на систему. В настоящее время морских и речных портах России большую часть парка перегрузочной техники составляют краны на рельсовом ходу. Поэтому при оценке остаточного ресурса перегрузочного комплекса необходим комплексный подход, при котором необходимо рассматривать систему «перегрузочное оборудование — крановые рельсовые пути — причальное сооружение». Немаловажную роль при оценке технического состояния перегрузочных комплексов играет состояние подкрановых путей. Диагностика состояния подкрановых путей является довольно трудоемкой задачей, так как предполагает обработку довольно больших массивов данных измерений. Поэтому необходимы методы, позволяющие автоматизировать этот процесс, а также представить данные измерений в наиболее доступной и наглядной форме, позволяющей быстро оценить и вынести решение о состоянии подкранового пути.

Под влиянием различных причин технологического и природного характера, головки рельсов подкранового пути могут изменять свое положение в пространстве, что вызывает неравномерное распределение опорных давлений в ногах крана, перемещающегося по этому пути. Неравномерное распределение давлений, в свою очередь, может вызвать перегрузку несущих элементов причальных сооружений. В этой связи возникает задача оценить величину возможной перегрузки в таком случае.

Указанным выше вопросам посвящены исследования данных измерений высотного отклонения подкрановых рельсовых путей в портах Сочи, Туапсе, Московском Северном порту.

Целью работы является разработка методики определения состояния подкрановых путей для оценки влияния возникающих нагрузок от кранового оборудования на причальные сооружения.

Для достижения поставленной цели в диссертации:

1. Разработана процедура оценки математического ожидания нестационарных стохастических процессов, описывающих изменение высотного положения рельсовых подкрановых путей.

2. Разработан метод определения критических зон подкрановых путей, подлежащих ремонту.

3. Разработана методика оценки состояния и эксплуатационной надежности подкрановых путей на основе расчета критических зон.

4. Предложена процедура определения нагрузок на опоры портала крана с учетом состояния подкрановых путей.

5. Определена величина перегрузки основных несущих элементов сквозных свайных причальных сооружений и типа тонкой стенки с учетом нагрузок, возникающих из-за перекоса опор портала крана.

Научную новизну работы составляют следующие положения, разработанные в диссертации: алгоритм оценки математического ожидания нестационарных стохастических процессов, описывающих изменение высотного положения рельсовых подкрановых путей; метод оценки состояния подкрановых путей с помощью статических фазовых портретов; алгоритм определения критических зон подкрановых путей, подлежащих ремонту; процедура оценки состояния и эксплуатационной надежности подкрановых путей на основе расчета критических зон; методика определения нагрузок на опоры портала крана с учетом состояния подкрановых путей; методика определения величины перегрузки несущих элементов причальных сооружений типа тонкой стенки и свайных с учетом нагрузок, возникающих из-за перекоса опор портала крана; ► алгоритм построения сценариев в Microsoft Excel для определения состояния рельсовых путей и расчета нагрузки на опору крана.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений.

Выводы

1. Рассмотрены вопросы обработки данных измерений высотных положений подкрановых путей. Выяснено, что величины высотных отклонений головок рельсов от абсолютной отметки носят случайный характер.

2. Проведен анализ подходов и методов, применяемых для оценки текущего среднего высотного положения рельсов. Показано, что наиболее эффективным в данных условиях является применение сглаживающих фильтров с конечной импульсной характеристикой.

3. Разработан алгоритм оценки изменения среднего нестационарного случайного процесса (ОСНСП) и показана эффективность его применения для нахождения изменения высотного положения рельс причала в среднем. Результаты моделирования подтвердили эффективность предложенного алгоритма.

4. На основе алгоритма ОСНСП разработана вычислительная процедура получения статистических характеристик переменных /гп, hj. Предложен критерий оценки адекватности нестационарного математического ожидания.

5. На основе алгоритма ОСНСП предложен графический метод оценки общего состояния подкрановых путей в портах.

6. Разработана методика построения критических зон состояния подкрановых путей в портах.

7. Предложена методика определения перегрузки опоры портала крана при неровностях подкрановых путей.

3. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОПОРНОЙ КРАНОВОЙ НАГРУЗКИ НА ПРИЧАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

В третьей главе предложена методика проведения поверочных расчетов причальных сооружений типа больверк и свайного типа, учитывающая увеличение нагрузки на опору крана вследствие неровности подкрановых путей.

В настоящее время при расчете причальных сооружений в качестве одной из нагрузок принимается нормированное значение крановой нагрузки. В случае свайного сооружения нагрузка принимается в виде сосредоточенных сил от колес портала, а в случае причала типа больверк сосредоточенная нагрузка заменяется эквивалентной равномерно распределенной. При этом для оценки технического состояния существующих сооружений и определения напряженно-деформированного состояния конструкции необходимо учитывать в числе других факторов увеличение крановой нагрузки вследствие неровности укладки подкрановых путей.

Как показывает опыт, причальные сооружения, подвергающиеся воздействию увеличенной крановой нагрузки, продолжают эксплуатироваться, но с определенным риском. Чтобы точнее определить этот риск, требуется разработать соответствующие расчетные методы.

В связи с тем, что речь идет о реальном проектировании, в качестве методики поверочных расчетов используется метод предельных состояний. Поверочные расчеты выполняются по двум вариантам:

1) Вариант, включающий действие нормативного значения крановой нагрузки;

2) Вариант, включающий действие увеличенного значения крановой нагрузки.

В качестве исходных данных при расчете по первому варианту принимаются рабочий проект, исполнительная документация. Порядок расчета заключается в следующем:

• в соответствии с проектной документацией устанавливаются значения нагрузок на причал, в том числе и крановая нагрузка;

• производится расчет сооружения методами предельных состояний;

• проверяется прочность и устойчивость несущих элементов сооружения.

На основе сравнения поверочных расчетов принимается решение о способах реконструкции сооружения. Порядок проведения поверочных расчетов можно представить в виде схемы, показанной на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема проведения поверочных расчетов гидротехнических сооружений при действии различной величины крановой нагрузки

Для иллюстрации предложенной методики в диссертационной работе были проведены поверочные расчеты причального сооружения типа больверк и набережной на колоннах-оболочках.

Свайные причалы и больверки являются сооружениями, наиболее распространенными в портах. Статистика применения причальных сооружений различных конструкций показана в табл. 3.1 [28].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена разработке методики определения перегрузки несущих элементов причальных сооружений с учетом колебаний высотного состояния подкрановых путей, связанного с изменением условий эксплуатации. В работе получены следующие результаты.

1. Получены регрессионные математические модели, позволяющие прогнозировать изменение высотного положения рельсов по длине причала.

2. Разработана процедура оценки математического ожидания нестационарных стохастических процессов, описывающих изменение высотного положения рельсовых подкрановых путей.

3. Произведена оценка статистических характеристик процесса изменения высотного положения подкрановых путей.

4. Разработан метод оценки общего высотного состояния подкрановых путей на основе статического фазового портрета.

5. Предложен метод определения критических зон подкрановых путей, подлежащих ремонту.

6. Разработана методика оценки состояния и эксплуатационной надежности подкрановых путей на основе выделения критических зон по длине причала.

7. Предложена процедура определения нагрузок на опоры портала крана с учетом состояния подкрановых путей.

8. Определена величина перегрузки несущих элементов причальных сооружений типа тонкой стенки и свайных с учетом нагрузок, возникающих из-за перекоса опор портала крана.

9. Разработан комплекс программных средств для оценки состояния подкрановых путей.

1. Gopinath R.A., Burrus C.S. Wavelets and filter banks. Rice University, Houston, 1991.

2. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. M., Высшая школа, 1985.

3. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин Сопротивление материалов. М., Высшая школа, 2001.

4. Артемьев П.П., Брауде В.И., Гаранин Н.П. Грузоподъемные машины на речном транспорте: Учебник для ин-тов водн. трансп. / Под ред. Н.П. Гаранина. -М.: Транспорт, 1981.

5. Ахметзянов М.Х. Проблемы контактного взаимодействия колеса и рельса. Новосибирск, 2002.

6. Ахметзянов М.Х. Проблемы контактного взаимодействия колеса и рельса. Новосибирск, 2002.

7. Боровиков В. Статистика для профессионалов. СПб.: «Питер», 2001.

8. Будин А. Я. Эксплуатация и долговечность портовых гидротехнических сооружений. М.: Транспорт, 1974. -232 с.

9. Василевский Ю.И. Инженерные конструкции портовых сооружений. Киев, Темплан, 1993.

10. Ю.ВентцельЕ.С. Теория вероятностей-М.: Высшая школа, 1999.

11. П.Гарнаев A. Excel 2002: Разработка приложений. СПб, «БХВ-Петербург», 2004.

12. Гохберг М.А., Справочник по кранам. Т.1. Ленинград, Машиностроение. 1988. 559 С.

13. Гуревич В. Б., Даревский, В.Э. Самарин В.Ф., Федоров Ю.М. Портовые гидротехнические сооружения. М. «Транспорт», 1992.

14. Дукельский А.И. Портовые грузоподъемные машины. М., Транспорт, 1979. 438 С.

15. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М., «Финансы и статистика», 2002.

16. Зарубин B.C., Крищенко А.П. Математическая статистика. М.: изд-во МГТУ им. Баумана, 2002.

17. Кажыгулов А.К. Исследование ударного взаимодействия колеса подвижного состава и рельсового пути: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук :01.02.04. Алматы, 2001.

18. Каппелини В., Константинидис А. Дж., Эмилиани П. Цифровые фильтры и их применение: Энергоатомиздат, 1983.

19. Карабутов Н.Н. Идентификация неопределенных систем //Автоматика и телемеханика № 8, 1999.

20. Карабутов Н.Н., Рыбин А.Н. Анализ состояния подкрановых путей в морских портах. /Наука и техника транспорта, 2004.

21. Карабутов Н.Н., Рыбин А.Н. О подходе к оценке опорных давлений портальных кранов при неровностях подкрановых путей. М.: МГАВТ. Материалы научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов, 2004.

22. Коган И.Я. Распределение давлений на колеса четырехопорных кранов. /Некоторые вопросы расчета крановых конструкций. М., ОНТИ. № 26. 1959, С. 54-70.

23. Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин. Москва, «ИСТЕК», 1997.

24. Костин И.В. Оценка эксплуатационной надежности причальных сооружений с учетом их физического износа. / Эксплуатационные, экономические и правовые проблемы морского транспорта России. Труды Союзморниипроекта. №3. Москва, 2002. с. 138-143.

25. Костин И.В. Проектирование морских и речных причальных сооружений. М., МГАВТ, 2000.

26. Костюков В.Д. Надежность морских причалов и их реконструкция. М., 1987.

27. Костюков В.Д. Современный опыт проектирования строительства морских портов и портовых гидротехнических сооружений. М.: Транспорт, 1986.

28. Костюков В.Д., Уваров Л.А. «Оценка надежности причальных сооружений». Москва, Транспорт, 1984.

29. Лобов Н.А. Динамика передвижения кранов по рельсовому пути. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.

30. Мазовер И.С., А.Г. Ланг, B.C. Майзель Портальные краны. М., Машгиз, 1962.

31. Макарова Н.В., Трофимец Статистика в Excel. М., Финансы и статистика, 2002.

32. Москвин В. М. Обследование состояния портов. Госстройиздат, 1949.

33. Муханов К.К. Металлические конструкции., М., Стройиздат, 1978.

34. Нормы технологического проектирования морских портов // Минмор-флот. М.: ЦРИА «Морфлот», 1980. -122 с.

35. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов: Пер. с англ./Под ред. С. Я. Шаца. -М.: Связь, 1979.

36. Паспорт надземного кранового пути. Москва, «ИСТЕК», 1997.

37. Понятовский В.В. Техническая эксплуатация основных элементов порта. М.: Россельхозакадемия, 2004.

38. Понятовский В.Я. Техническая эксплуатация береговых зданий и сооружений порта. М., Сельхозакадемия, 2004.

39. Правила технической эксплуатации портовых сооружений под ред. Нарбута P.M. Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций. Санкт-Петербург, 1999. 78 С.

40. Проектирование причальных набережных. Основные положения по расчету. Характеристики материалов и грунтов. Нагрузки и воздействия. Государственный институт проектирования на речном транспорте «Гипроречтранс», 1991.

41. Рабинер JI.P., Гоулд В. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978.

42. Резников В.Б. К расчету опорных давлений портального крана- Ленинград: //ЦНИИМФ, «Гидротехнические сооружения и морские пути, 1960.

43. Резников В.Б. Распределение нагрузки между опорами портального крана. Информац. сборник ЦНИИМФ, вып. 24, изд-во «Морской транспорт», Л., 1958.

44. Рекомендации по усилению и ремонту строительных конструкций крановых путей грузоподъемных машин. Москва, «ИСТЕК», 1997.

45. Салин В.Н., Чурилова Э.Ю. Практикум по курсу «Статистика»-М.: «Перспектива», 2002.

46. Самарин В. Ф. Портовые гидротехнические сооружения. М.: Транспорт, 1992.

47. Самойлович П.А., Скоморовский Р.В. Техническая эксплуатация и монтаж подъемно-транспортных машин. 2-е изд. М.: Транспорт, 1978. 335 С.

48. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. С-Пб, Питер, 2002. -603 С.

49. Словарь общих терминов и определений по подъемным сооружениям. ЗАО «уральский экспертный центр», 2003.

50. Смирнов Г. Н., Б. Ф. Горюнов, Е. В. Курлович и др. Порты и портовые сооружения. Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1993. -639 С.

51. Смирнов Г.Н., Горюнов Б.Ф. и др. Порты и портовые сооружения. -М.: Стройиздат, 1993.

52. Справочник по кранам. Под ред. Дукельского. Т. 1. Д., Машиностроение, 1971. 398 С. Т.2. Л., Машиностроение, 1973. 503 С.

53. Требования к устройству и безопасной эксплуатации рельсовых путей портальных кранов. Госгортехнадзор, 1995.

54. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере /Под ред. В.Э. Фигурнова. М.: Инфра-М, 1998.

55. ХеммингР.В. Цифровые фильтры. М.: Недра, 1987.

56. Цыкало В.А., Литвиненко Г.И., Кузнецов А.А. Паспортизация и техническая эксплуатация причального сооружения. ЦДМУ МГАВТ, 2001.

57. Шаламов А., Алгоритм оценки состояния подкранового пути. Сайт http://geod.nm.ru/

58. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. М., Изд-во АПМ, 2000.

59. Шерле З.П., Г.Г. Каракулин Справочник механизатора речного порта. М., Транспорт, 1985. 391 С.

60. Юрченко Ю., Петров М., Шатилов В. Цифровая фильтрация //Компоненты и технологии, № 7, 2002.

61. Данные измерений величин высотных отклонений рельсовых путей в портах Сочи, Туапсе и Московском1. Северном порту

62. Данные измерений величин высотных отклонений рельсовых путей некоторых причалов в портах Сочи, Туапсе и Московском Северном порту приведены в табл. ПЛ .1-П.1.3 и на рис. П. 1.1-П. 1.3.1. Табл. П.1.1.

63. Рис. П.1.1. График высотных отклонений рельсов В поргу Сочи, причал № 131. Табл. П. 1.2.

64. Рис. П. 1.2. График высотных отклонений рельсов в порту Туапсе, причал № 91. Табл. П.1.3.

65. Московский северный порт, причал № 1l, м

66. Рис. П.1.3. График высотных отклонений рельсов в Московском Северном порту,причал № 1

67. Вычисление ординат эпюр для схемы нагружения причала типа больверк нормативной крановой нагрузкой

68. П.2.1. Вычисление ординат эпюры активного давления грунта

69. При построении эпюры активного давления грунта можно принять угол трения о поверхность шпунта 8— 0 27. В этом случае угол наклона плоскости обрушения к вертикали равен Д. =45° -0.5ср;, коэффициент активного давления грунта Яы = tg2(45° -0.5^).

70. П.2.2. Вычисление ординат эпюры от воздействия эксплуатационной нагрузки

71. Перед началом расчета давления на лицевую стенку необходимо определить отметки выклинивания эксплуатационной нагрузки на плоскость шпунта 27.1. Крановая нагрузка q3:h 2.08 2.08 =36 3-tg^-tg(45-0.5.30)- ' M^V = 3-3.6=-0.6M

72. Эксплуатационная нагрузка q0:208 + 1.35 =5f9M> V = 3-5.9 = -2.9m ^(45-0.5-30)

73. Эксплуатационная нагрузка q.:r 2.08 + 1.35 + 11.83 „ „ ,h =-;-— = 26.4м -> V = 3 26.4 = -23.4mn #(45-0.5-30)

74. Выклинивание нагрузки qi не происходит.

75. Ординаты эпюры от воздействия эксплуатационной нагрузки определяются по формуле• (П.2.2)

76. V+3.0 +-0.6: сга1 = 19.6-tg2(45~30/2) = 6.53 кН/м2;

77. V-0.6 + -2.9: ^=78-^(45-30/2) = 26 кН/м2;

78. V-2.9 + -6.0: (ja3 = 39.2-#2(45 -30/2) = 13.1кН/м2;

79. V-6.0 + -12.0: о-д4 = 39.2 • tg2(45 27/2) = 14.7 кН/м2.

80. П.2.3. Вычисление ординат суммарной эпюры активного давления грунта

81. Суммарная эпюра строится, путем сложения ординат всех эпюр активного давления по всем характерным отметкам с учетом их знака.

82. V +3.0: стаП =0 + 6.53 = 6.53 кН/м2;

83. V 0.0: о"а£2 =18 + 6.53 = 24.53кН/м2;

84. П.2.4. Вычисление ординат эпюры пассивного сопротивления грунта

85. Пассивное сопротивление грунта начинает действует на стенку с отметки дна до отметки погружения шпунта.

86. Угол трения грунта по расчетной плоскости в призме выпора принимается равным 8=(р, но не более 30°. Коэффициент пассивного сопротивления Хр принимается по 27.

87. Ординаты эпюры пассивного сопротивления грунта определяются по1. У-б.О: ар, = 0 кН/м2;

88. V-12.0: а , = 13 • 6• 4.55 = 354.9 кН/м2.р 2

89. П.2.5. Вычисление ординат общей суммарной эпюры

90. Вычисление ординат производится на отметках:

91. V -12.0: <7пУ =354.9-86.8 = 268.1 кН/м2.

92. Вычисление величины эксцентриситета г, а также горизонтальных действующих нагрузок на кран Альбрехт 10-32-10,5.

93. Схема для определения плеч х( показана на рис. П.3.1.

94. Рис. П.3.1. Схема для определения эксцентриситета веса поворотной части крана Альбрехт 10-32-10,5.

95. У125 • 2.19 + 260 -3.25 + 983.5 • 7.32 + 103.4 -19.32 + 49.7 • 34.5г = ' =-+2>, 1621100.42+ 49.7-34.5+ 100-42 „--3 м1621

96. Для расчета горизонтальных сил Нг по формуле (2.35), определим:

97. Касательную силу инерции поворотной части 4.:2

98. Тх =(G'Rmm + GC-lc +P-r)~ = (100-32+ 103.4-26.2 + 983.5-3)0.1572 oono rr--= 22,28 кН9.87t-n 3,14-1.5 .здесь со = = ■——— = 0,157 с угловая скорость вращения поворотнойчасти крана (п=1.5 об/мин 62.).

99. Горизонтальная сила Т, вызванная отклонением грузовых канатов от вертикали будет равна

100. Т =G-tgan = 100 • tg\2 = 21 кН

101. Здесь an ~ угол отклонения груза при воздействии на груз давления ветра, ац= 12 град 50.

102. Сила давления ветра на конструкцию крана:1. Pb=PB-SB> кН

103. Суммарная наветренная площадь конструкции крана, Sb необходимая для определения равнодействующей Н, горизонтальных сил и плеча и hj наветренная площадь может быть представлена как сумма площадей$с + + $от + $мо + Srp' м где sc ~ площадь стрелы, м2

104. Sc площадь хобота, м2 S0T ~ площадь оттяжки, м2 SM0 - площадь машинного отделения крана, м2 Srp - площадь груза, м2. Расчетная схема для определения наветренной площади, используемая при расчете равнодействующих сил, показана на рис. П.3.2.

105. Рис. П.3.2. Схема определения наветренных площадей крана

106. Наветренная площадь стрелы21. Sx=hx-bxhx = 4.1-1.52 = 6.25 м2bx = bc31. S =6.25-1.614 = 10.1 м2

107. Наветренная площадь оттяжки

108. Sot hot' bom h =6-1.52 = 9.14 мот1. Я =9.14-2.69 = 24.59 м'2

109. Наветренная площадь машинного отделения$мо~Ьмо' Ьмо h =4.1-1.52 = 6.25 м21. МО1. Ъ„ =4.5-1.52 = 6.86 м21. МО2

110. Параметры hM0, hc, hx, Ь0т находят графически для указанных выше расчетных случаев.где рш = 250 Па соответствует расчетному значению давления ветра при работе крана 33.;icCj коэффициент сплошности конструкции;

111. Kci = 1.0 для сложных конструкций (кабина, кран, машинное отделение, груз, противовес и т.д.)кС; = 0.2-0.6 для решетчатой конструкции элементов стрелового устройства.

112. Рт = 250 ■ (0,6 • 52.21 + 0,6 • 10.1 + 0,6 • 24.58 + 42.86 +10) = 28.5 кН Таким образом, Нг = Т+Т, + Р'в = 21+22,28+28.5 = 71,78 кНзависимости от грузоподъемности крана, Srp = 10 м'2

113. МгоР =нг Л =71.78-12 = 861.36 кНм Мх=Мгор -cosr/? = 861.36 -cos34.46 = 710 кНм Mv = Л/ • sinср = 432,72 • sin34.46 = 487 кНму zop1083 +1 3 710 4871272 кН22 + л/ю.52 + 10.52 J + 2 • 10.5 + 2 • 10.51272 , тт/ 2-= 103.4 кНУм20 7,35 -9,11

114. Суммарная эпюра, соответствующая случаю увеличенной крановой нагрузки, показана на рис. 3.4.

115. Производим вычисление ординат суммарной эпюры 27. У+3.0: craZl = 0 + 6.53 = 6.53 кН/м2;

116. V0.0: с7аХ1 =18 + 6.53 = 24.53 кН/м2;

117. Определим изгибающий момент в пролете:

118. Мопт2 = 2.6 • 200 = 520 кН/м2. Изменение пролетного момента от перегрузки опоры крана составляет:

119. АМопт = Мопт2 МоптJ = 520 - 340 = 180 кН/м2 Определим реакцию анкерной тяги по (3.2):

120. Ra = kaRAba = 1.25 • 262.5 -1.68 = 551.25 кН Определим диаметр анкерной тяги по (3.3):. 1<а /1.15-1- 0.95-1.25-551.25а„ =1.13-. -= 0.07 м1. V 219000-0.9-cos0°

121. Вычисление величины эксцентриситета г, а также горизонтальных действующих нагрузок на кран1. КПП 10-30-10,5

122. П.4.1. Расчет эксцентриситета г

123. Q сила тяжести портала 55. = 393 кН;

124. Схема для определения х( показана на рис. П.4.1.37.3

125. Рис. П.4.1. Схема для определения эксцентриситета веса поворотнойчасти крана КПП 10-30-10,5.

126. На рис. обозначено: Рпр сила тяжести противовеса, 190 кН; Рм - силатяжести машинного отделения, 1457 кН; Рс сила тяжести стрелы, 130 кН;

127. Рх сила тяжести хобота, 53 кН; Ргр- сила тяжести груза, 100 кН.

128. Для расчета горизонтальных сил Нг по формуле (2.33), определим:

129. Касательную силу инерции поворотной части:2

130. TX=(G-Rm,x+Gc-Ic +Р-г)- — = (100-30+ 130-22.6+ 1550-2.2)0.146"87 кНздесь со 9.8ж-п 3,14-1.40,146 с 1 угловая скорость вращения поворотной30 30 части крана (п=1.4 об/мин 55.).

131. Горизонтальная сила Т, вызванная отклонением грузовых канатов от вертикали будет равна

132. T = G- tgau = 100 • tg\2 = 21 кН

133. Здесь ап угол отклонения груза при воздействии на груз давления ветра, а/7=12 град 4.

134. Сила давления ветра на конструкцию крана:1. Рв=Рв -Sb,kR

135. Наветренная площадь машинного отделения Smo^mo ' вмо = 2,8 • 15,342 м

136. Величину наветренной площади Srp поднимаемого груза определяем в зависимости от массы груза, Srp = 10 м

137. При расчетах решетчатой конструкции стрелового устройства6С,=(0,14.0,26) -1С = 0,14-27 = 3,78 м вС2 определяется графическибсз=(0,06.0,16)-1с = 0,06-27 = 1,62 м Наветренная площадь хобота Sx=hx ex = hx - вСз = 6-1,62 = 10м

138. Наветренная часть оттяжки Sot ~ h0r • вот = 10,1 м, где вОТ = (О.Ю.0.20) -10Т= 0,1 -22,8 = 2,28м

139. Параметры hMo, he, hx, hoT находим графически для 2-х указанных выше расчетных случаев.

140. Kci =1.0 для сложных конструкций (кабина, кран, машинное отделение, груз, противовес и т.д.)

141. Kci = 0.2-0.6 для решетчатой конструкции элементов стрелового устройства.

142. Рвх = 250 • (0,6 • 51 + 0,6 • 10 + 0,6 • 10,1 + 42 +10) = 250 -100,6 =25.26 кН Таким образом, Нг = T+Tj + P'e = 21+87+25.26 = 133 кН

143. Мгч,=Яг.А1=133-12 = 1599 кН

144. Мх=Мгор- cos<? = 1599-cos34.46 = 1318 кН М =Мго •sin<? = 1599 -sin34.46 = 904 кН

145. Исходный текст программы для определения критических зон подкрановых путей

146. Private Sub CriticalzonesClick()

147. Application.ScreenUpdating = False1. Dim i As Integer1. Dim a As Integer1. Dim b As Integer1. Dim с As Integer1. Dim d As Integer1. Dim c2 As Integer1. Dim d2 As Integera = 0с = 0c2 = 0

148. On Error Resume Next Range("B5:H155").Select

149. Selection.Borders(xlDiagonalDown).LineStyle = xlNone Selection.Borders(xlDiagonalUp).LineStyle = xlNone With Selection.Borders(xlEdgeLeft) .LineStyle = xlContinuous .Weight = xlThin .Colorlndex = xlAutomatic End With

150. With Selection.Borders(xlEdgeTop) .LineStyle = xlContinuous .Weight = xlThin .Colorlndex = xlAutomatic End With

151. With Selection.Borders(xlEdgeBottom) .LineStyle = xlContinuous .Weight = xlThin .Colorlndex = xlAutomatic End With

152. With Selection.Borders(xlEdgeRight) .LineStyle = xlContinuous .Weight = xlThin .Colorlndex = xlAutomatic End With

153. With Selection.Borders(xlInsideVertical) .LineStyle = xlContinuous .Weight = xlThin .Colorlndex = xlAutomatic End With

154. With Selection.Borders(xlInsideHorizontal) .LineStyle = xlContinuous

155. Weight = xlThin .Colorlndex = xlAutomatic End With1. With Selection.Font

156. Name = "Times New Roman" .Size = 14

157. Strikethrough = False .Superscript = False .Subscript = False .OutlineFont = False .Shadow = False

158. Underline = xlUnderlineStyleNone .Colorlndex = xlAutomatic End With With Selection

159. HorizontalAlignment = xlCenter .VerticalAlignment = xlTop .WrapText = True .Orientation = 0 .Addlndent = False .IndentLevel = 0 .ShrinlcToFit = False .ReadingOrder = xlContext .MergeCells = False End With Sheets("2").Select

160. For Each cell In ConstantCells1. cell.Value < Doplow Then cell.Interior.Color = RGB(0, 255, 0) Next cell

161. For Each cell In ConstantCells1. cell.Value = "" Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 255) Next cell

162. For Each cell In ConstantCells If cell.Value = DopHigh Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 0) Next cell

163. For Each cell In ConstantCells1. cell.Value = Doplow Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 0) Next cell

164. For Each cell In ConstantCells1. cell.Value = "" Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 255) Next cell

165. For Each cell In ConstantCells If cell.Interior.Color = RGB(0, 255, 0) Then b = a + 1 Next celli || If b > 0 Then Range("B 164").Value = "превышает допустимое значение и не

166. For Each cell In ConstantCells3

167. W If cell.Value = DopHigh3 Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 0)1. Next cell

168. For Each cell In ConstantCells31. cell.Value = Doplow3 Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 0) Next cell

169. For Each cell In ConstantCells3 * If cell.Value "" Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 255)1. Next cell

170. For Each cell In ConstantCellsP21. cell.Value = "" Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 255) Next cell For Each cell In ConstantCellsP21. cell.Value = DopHighP2 Then cell.Interior.Color = RGB(255, 255, 0) ' Щ Next cell

171. АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНОЙ РАБОТЫ

172. Использование комплекса .позволило снизить трудоемкость- обработки результатов и анализа измерений, повысить скорость и эффективность принятия решений.

173. Зав. лаб. «Перегрузочных средств»^^^^/:^^----------Барков АЛО.

174. Зам. зав. лаб. «Перегрузочных средств» лов A.M.