Operation of pre-stressed span beams of bridge cranes taking into account load combinations

Abstract

В роботі розглядаються питання, пов’язані з підвищенням несучої здатності прольотних балок кранів мостового типу засобом попереднього напруження. Відомо, що робота прольотної будови крана с попередньо-напруженими балками проходить при таких самих умовах, режимах та вантажопідйомностях, як і звичайних кранів, де несуча здатність їх прольотних будов повинна бути забезпечена високою міцністю і жорсткістю у двох площинах – головній вертикальній площині та в горизонтальній. Але дослідження напружено-деформованого стану крану з попередньо-напруженим мостом, працюючим в горизонтальній площині, не проводились. Особливість цього питання складається в розробці нової математичної моделі попередньо напруженої головної балки, а також в отриманні рівняння кривої прогинів цієї балки при роботі її в горизонтальній площині. Був проведений аналіз її напружено-деформованого стану у площині підвісу вантажу, а також при одночасній дії вертикальних та горизонтальних сил. Вказаний аналіз дозволив встановити вплив горизонтальних інерційних навантажень на деформований стан попередньо напруженого моста. Встановлено, що при роботі мостового крану з вантажем у середині прольоту прогини прольотної балки не виходять за межі регламентуючих прогинів звичайного кранового моста, що позитивно впливає на деформований стан головної балки та полегшує роботу крана у цілому. Отримані у цій роботі результати надалі можуть бути використані для проектування кранів мостового типу з попередньо напруженими прольотними балками з метою підвищення їх вантажопідйомності, продовження терміну їхньої служби без демонтажу. А також для вдосконалення діючих конструкцій та інженерних засобів розрахунку, як на стадіях проектування, так і в умовах реальної експлуатації.

The paper considers issues related to increasing the bearing capacity of span beams of bridge cranes by means of pre-stressing. It is known that the work of the span structure of the crane with pre-stressed beams takes place under the same conditions, modes and capacities as conventional cranes. The load-bearing capacity of their span structures must be provided with high strength and rigidity in two planes – the main vertical plane and the horizontal one. However, studies of the stress-strain state of the crane with a pre-stress bridge operating in the horizontal plane were not performed. The peculiarity of this question is the development of a new mathematical model of the pre-stressed main beam, as well as obtaining the equation of the deflection curve of this beam when working in a horizontal plane. An analysis of its stress-strain state in the plane of the load suspension, as well as the simultaneous action of vertical and horizontal forces. This analysis allowed establishing the effect of horizontal inertial loads on the deformed state of the pre-stressed bridge. It is established that when operating a bridge crane with cargo in the middle of the span, the deflections of the span beam do not go beyond the regulatory deflections of a conventional crane bridge, which has a positive effect on the deformed condition of the main beam and facilitates the crane as a whole. The results obtained in this work can be further used for the design of bridge cranes with pre-stressed span beams in order to increase their load capacity, extend their service life without dismantling. Also for improvement of operating designs and engineering means of calculation, both at design stages, and in the conditions of real operation.