7.5 Траверсы

Траверсы применяют при монтаже длинномерных конструкций, когда не хватает высоты строповки для гибких стропов, либо когда монтируемая конструкция не может воспринимать сжимающие усилия, возникающие при наклонных гибких стропах.

Траверсы целесообразно применять на трубозаготовительных базах для укладки труб, для сварки или для погрузки плетей длиной до 36 м на плетевозы, а так же для монтажа крупных блоков воздуховодов длиной 20-30 м, которые не обладают достаточной жёсткостью. В качестве несущего элемента траверсы используются трубы, швеллера и двутавры.

На практике монтажа трубопроводов и воздуховодов используются две схемы работы траверсы. Схема 1 (рисунок 7.12). Траверса по этой схеме работает на изгиб.

Рисунок 7.12. Расчётная схема траверсы, работающей на изгиб

Порядок расчёта траверсы, работающей по схеме, показанной на рисунке 12:

1) Определяется максимальный изгибающий момент в траверсе, который всегда будет под точкой приложения груза в пролёте траверсы

М=Q/2∙е/2, Н∙cм; (7.10)

где Q - вес поднимаемой конструкции, Н; l-расстояние между точками прикрепления груза, см.

2) Определяем нормальное напряжение в траверсе при изгибе и сравниваем его с допустимым

σ=М/W≤σ_Доп, Н/см²; (7.11)

где W - момент сопротивления сечения траверсы.

Сечение траверсы удовлетворяет условиям прочности, если расчётное нормальное напряжение при изгибе будет не больше допустимого, т.е.< 16000 Н/см².

Пример

Рассчитать траверсу, закреплённую к крюку грузоподъёмного механизма, для подъёма воздуховода длиной 12000 мм, диаметром 1000 мм. Воздуховод изготовлен из стали толщиной 1,5 мм. Длина траверсы l= 700 см.

Решение:

Определяем вес воздуховода, Q, H:

Q=1,37·F∙р∙H;

где 1,37 - коэффициент, учитывающий вес фланцев, хомутов, подвесок и прокладок под стропы, F - площадь поверхности воздуховода, м²:

F=L∙π∙D;

где L - длина воздуховода, м; D - диаметр воздуховода, м; p -вес 1 м² поверхности воздуховода. Для стали толщиной 1,5 мм p=120 Н.

Q=12∙3,14∙1∙120∙1,37=6195 Н.

Максимальный изгибающий момент

M=Q/2∙l/2=6195/2∙ 700/2=1084165 Н∙cм.

Для траверсы выбираем швеллер № 14, для которого момент сопротивления W=70,2 см³.

Проверяем нормальное напряжение, возникающее в траверсе от изгиба.

σ=М/W=1084165/70,2 = 15444 Н∙cм <16000 Н∙cм.

Схема 2 (рисунок 7.13)

Порядок расчёта траверсы, работающей по схеме, показанной на рисунке 7.13:

1) Находим усилие N в канатах двухветвевого стропа:

N=Q/2∙1/соs α, Н, (7.12)

где Q- вес поднимаемого груза, Н; α - угол наклона ветви стропа к вертикали.

2) Находим сжимающее усилие N₁ в балке траверсы:

N₁=Q/2∙tg α, Н. (7.13)

1-траверса, 2-поднимаемая конструкция, 3-облегчённый строп,

4-двухветвевой строп

Рисунок 7.13. Расчётная схема траверсы, работающей на сжатие

3) Проверяем балку траверсы на устойчивость

σ=N₁/F∙φ≤σ_доп, Н/см² , (7.14)

где F-площадь сечения балки, см²; φ - коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости траверсы X, определяемой по таблице 7.6; λ - определяется отношением длины траверсы ℓ, в см к минимальному радиусу инерции, определяемому по сортаменту выбранной балки i_min, в см.

λ=ℓ/ i_min

Таблица 7.6 - Зависимость коэффициента γ от гибкости λ при расчётном сопротивлении стали R=200 МПа

Пример 2. Рассчитать траверсу подвешенную к крюку грузоподъёмного механизма с помощью двухветвевого стропа (схема 2, см. рисунок 13), для подъёма воздуховода из предшествующего примера длиной 12 м, диаметром 1000 мм и весом 6195 H. Длина траверсы 7 м, угол α между ветвью стропа и вертикалью равен 45⁰.

Решение:

Находим усилие в канатах двухветвевого стропа

N=Q/2∙сos α=6195/2∙0,7070=4381 H

Определяем расчётное усилие в канате

R=N∙K=4381∙ 6=26286 Н,

где К-коэффициент запаса для строп равен 6.

Подбираем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6x36+lос, диаметром 6,7 мм, σ=1960 Н/мм² с разрывным усилием 27600 H.

Сжимающее усилие в балке траверсы N₁:

N₁=Q/2∙tg α=6195∙1/2=3098 H

Проверяем принимаемый швеллер № 10 на устойчивость, для чего определяем гибкость

λ=l/ i_min =700/3,99=175,4>150,

Значение i_min определяем по сортаменту на швеллера i_min =3,99 см.

Следовательно, швеллер №10 не отвечает требованию.

Принимаем швеллер №12, имеющий i_min =4,78 см.

λ=700/4,78=146< 150.

Напряжение в балке

σ=N₁/F∙φ,

где F - определяем по сортаменту, для швеллера №12 F = 13,3см²; φ - определяем по таблитце 6 путём интерполяции для λ=146 и φ =0,347;

σ=3098/13,3∙0,347=671 Н/см² <16 000Н/см^г.

Не смотря на то, что напряжение много меньше допустимого, уменьшать размер швеллера нельзя из условий прогиба.