Семейство модулей Кагановского для быстрого монтажного соединения и разъединения крупногабаритных конструкций

Для монтажного соединения крупногабаритных конструкций в настоящее время используют болты или сварку. Недостаток этих соединений, особенно в экстремальных условиях или на высоте, связан с большой трудоемкостью и продолжительностью монтажа, предопределенной неизбежными и большими затратами ручного труда, а также повышенной опасностью монтажных работ. Автором статьи разработаны соединения крупногабаритных конструкций через однотипные модули, которые являются новым прогрессивным методом монтажа, и при котором в значительной степени снижается трудоемкость, в том числе ручного труда, продолжительность монтажа, а также снижается опасность монтажных работ, особенно в экстремальных условиях или на высоте.

Для монтажного соединения крупногабаритных конструкций в настоящее время используют болты или сварку. Недостаток этих соединений, особенно в экстремальных условиях или на высоте, связан с большой трудоемкостью и продолжительностью монтажа, предопределенной неизбежными и большими затратами ручного труда, а также повышенной опасностью монтажных работ.

В 70 – 80 годах прошлого столетия в СССР для телевидения, радиорелейной и других видов связи возводилось большое количество высотных сооружений (башен и мачт), которые монтировались мобильными и самоподъемными кранами, а также вертолетами. Решетчатые высотные сооружения собирались из отдельных секций, соединение которых на высоте выполнялись болтами через фланцы. В процессе монтажа у каждого узла соединяемых секций находились монтажники, которые, не имея достаточно прочной опоры, должны вручную навести фланец подвешенной верхней секции на соответствующий фланец нижней секции, затем оправкой совместить отверстия под болт, установить все болты совмещенных фланцев и закрутить гайки (Рис.1).

Министерство строительства Украины обратилось в институт “Укрниипроектстальконструкция” г. Киев с предложением разработать монтажное соединение конструкций, аналогичное, например, соединению вагонов железнодорожного транспорта, взамен фланцевого болтового соединения. Автором статьи было разработано “Автоматическое монтажное соединение конструкций” [1], которое является пионерным изобретением, запатентованным в России и Украине. Это соединение осуществляется при помощи модуля, состоящего из двух частей: соединительного стержня, приваренного к торцу пояса нижней секции и замыкающей части, приваренной к торцу пояса верхней секции и подвижными клиньями, размещенными в просветах между этими частями. Для соединения секций ствола мачты в институте “Промстальконструкция” г. Москва были разработаны ловители грубой наводки, а точная наводка в автоматическом соединении происходит путем скольжения кромки центрального отверстия замыкающей части по верхней конусной поверхности соединительного стержня. Монтажное соединение секций происходит без участия монтажников. Оно полностью обеспечивает восприятие действующих знакопеременных усилий в поясах ствола мачты. При этом устраняется необходимость установки большого количества болтов. В 1991 году в институте “Укрниипроектстальконструкция” были изготовлены и исследованы образцы модуля автоматического монтажного соединения конструкций. Эти результаты были рассмотрены и одобрены на технических советах ведущих организаций в области разработки и монтажа          строительных металлоконструкций:

г.             Москва, г.                Москва, г. Киев и разработку автоматического и другие изобретения я был

“Цниипроектстальконструкция” “Промстальконструкция”

“Укрниипроектстальконструкция” “Минмонтажспецстрой” СССР. За монтажного соединения конструкций награжден значком “Отличный изобретатель” и “Лучший изобретатель Минмонтажспецстроя СССР”.

В дальнейшем мною в содружестве с инженером – механиком Л. М. Раскиным было разработано “ Быстрозамыкаемое монтажное соединение конструкций” [2], в котором в отличие от автоматического клиновидные подвижные упоры подвешиваются временными болтами к верхней части замыкающей части модуля таким образом, чтобы не мешать вхождению соединительного стержня в отверстие замыкающей части. После соприкосновения верхней и нижней частей модуля монтажники убирают временные болты. Освободившиеся клиновидные подвижные упоры под действием силы тяжести опускаются, скользя по наклонным пазам, и расклиниваются между этими пазами и нижней конусной поверхностью соединительного стержня. Причем клиновидные упоры перевозятся с завода изготовителя с секцией мачты, при этом не требуется перед подъемом вставлять их в отверстие замыкаемой части модуля. Ручной труд монтажников необходим только для вывинчивания небольших монтажных болтов после отключения кранов или вертолетов, что обеспечивает безопасность монтажа.

Для дальнейшего усовершенствования технологии монтажа мною разработан “Модуль универсального монтажного соединения конструкций” [3] , в котором объединены возможности модулей автоматического и быстрозамыкаемого соединения конструкций, где универсальный модуль может быть использован по выбору для автоматического или быстрозамыкаемого монтажного соединения конструкций.

Существующие конструктивные решения универсальных контейнеров, способы их крепления и устойчивости при морских перевозках недостаточно надежны при знакопеременных нагрузках, вследствие чего происходит большое количество аварий. Наличие промежуточного звена (твистлоков) в соединениях фитингов контейнеров, при небольшой площади контактов и недостаточной их жесткости, не могут обеспечить надежное их закрепление (Рис. 2.1-2.4).

Для устранения недостатков и усовершенствования контейнеров мною разработаны “Новые конструктивные решения универсальных контейнеров” [4, 5]. Смежные фитинги выполнены в виде модуля соединения контейнеров, у которого нижний фитинг представляет собой куб, к верхней плоскости которого приварен соединительный стержень, а верхний фитинг представляет собой куб с центральным глухим отверстием в нижней плоскости (Рис. 2.1-2.5). Для надежной фиксации фитингов и восприятия различных силовых воздействий, в нижней части 48

Доклады независимых авторов 2018 выпуск 44 нижнего фитинга расположены четыре прижимных болта. Для реконструкции существующих универсальных контейнеров к нижнему фитингу приваривают соединительный стержень, а к верхнему существующему фитингу приваривают замыкаемую часть аналогичную фитингу новых контейнеров. В новых конструктивных решениях отсутствуют твистлоки, обеспечивается надежное соединение, устойчивость, самонаведение, а также четкое без смещения складирование, упрощается погрузка и разгрузка. Значительно повышается безопасность морских перевозок контейнеров.

В современном строительстве широко используют башенные краны многократного использования. Трудоемкость монтажно – демонтажных работ зависит от конструкции крана, в частности от монтажных соединений секций ствола крана (Рис. 3.1, 3.2).Число перемещений крана в год колеблется от 1 до 6. В настоящее время широко используются соединения поясов секций, когда вставляются относительно длинные нестандартные болты с множеством промежуточных деталей, а для удобства работы монтажников устанавливаются дополнительные сидения.

Для усовершенствования монтажных соединений секций ствола башенных кранов мною разработаны “ Новые конструктивные решения монтажных соединений секций ствола башенных кранов ” [6]. Монтажное соединение секций происходит посредством модулей , состоящих из соединительного стержня, приваренного к торцу пояса нижней секции, замыкающей части приваренной к торцу пояса верхней секции и прижимных болтов (Рис. 3). В новых конструктивных решениях обеспечивается восприятие знакопеременных усилий. Предлагаемое соединение самонаводящееся точной наводки. Прижимные болты стандартные и работают без промежуточных деталей. Они постоянно находятся в замыкаемой части модуля. Для работы монтажников с прижимными болтами не требуются дополнительные сидения. Все это обеспечивает значительное снижение трудозатрат, а также быстрый монтаж и демонтаж башенного крана.

Для усовершенствования монтажа крупногабаритных конструкций мною разработано “Новое монтажное строповочное устройство” [7]. Устройство состоит из отрезка трубы, замыкающей части быстрозамыкаемого соединения и клиновидных подвижных упоров, аналогичных упорам, расположенных в модулях автоматического и быстрозамыкаемого и универсального соединений конструкций (Рис. 4). Отрезок трубы и замыкаемая часть соединяются с зазором четырьмя уголками. Это позволяет свободно вставлять и вынимать клиновидные упоры. Устройство работает со всеми конструкциями имеющими вышеуказанные соединительные стержни. Крепление строповочного устройства к поднимаемой конструкции осуществляется путем его опускания на острие соединительного стержня, при этом происходит скольжение кромки центрального отверстия замыкаемой части по верхней конической поверхности соединительного стержня до обеспечения их соосности. Затем в зазоры вставляют клиновидные упоры, предварительно подвешенные к наружной верхней части устройства. С применением нового строповочного устройства снижается трудоемкость и повышается безопасность монтажа.

Предлагаемые соединения крупногабаритных конструкций через однотипные модули, являются новым прогрессивным методом монтажа, при котором в значительной степени снижается трудоемкость, в том числе ручного труда, продолжительность монтажа, а также снижается опасность монтажных работ, особенно в экстремальных условиях или на высоте.