Тросовые домкраты

Что такое тросовый домкрат?

Тросовый домкрат – это тяговый механизм, действующий в вертикальном и горизонтальном направлении. Устройство похоже на лебедку, имеющую малую массу и большую грузоподъемность. Однако движение груза происходит не за счет вращения барабана, на который наматывается трос, а за счет гидравлического домкрата, тянущего группу тросов.

Принцип работы этого оборудования можно сравнить с действиями человека, который поднимает груз на веревке. Сначала верхняя рука удерживает веревку и тянет ее. Затем веревку сжимает нижняя рука, она принимает нагрузку на себя, а верхняя разжимается, опускается и перехватывает веревку ниже. Только в данном случае тросы попеременно удерживаются не руками, а верхним и нижним анкерами (цангами). Это позволяет домкрату возвращаться в исходную позицию, а затем делать следующий шаг.

В комплекте с тросовыми домкратами идет распределитель тросов (клеть, куда помещают барабан с металлическим канатом), так называемая «пальма», препятствующая сгибанию и перекручиванию троса, и катушка для его смотки. Груз крепится к тросам с помощью подъемного анкера.

Системой управляет оператор через специальное приложение на ноутбуке. Скорость движения груза – примерно 6 метров в час.

Для установки домкратов на объекте обычно требуются дополнительные опорные металлоконструкции.

Сферы применения тросовых домкратов весьма разнообразны. Они востребованы там, где необходимо выполнить подъем грузов на большую высоту или их опускание на глубину. Если этой задаче сопутствуют стесненные условия или другие причины, по которым невозможно применить кран, то тросовые домкраты становятся практически единственной подходящей технологией.

Установка оборудования на высоте

«100 ТОНН МОНТАЖ» активно использует тросовые домкраты для подъема тяжеловесного оборудования электростанций на высоту нескольких десятков метров. Компания реализовала несколько проектов с установкой барабанов котлов массой около 100 т на ТЭЦ и ГРЭС в разных регионах.

Во всех случаях выполнить работу с помощью имеющихся мостовых кранов было невозможно. Стреловым кранам на гусеничном ходу не хватало пространства и грузоподъемности. Теоретически можно было бы спроектировать громоздкую систему из лебедок и полиспастов, но в этом случае пришлось бы очищать весь фронт котлов от трубопроводов. А это лишние работы по демонтажу и монтажу, вероятность повреждения инженерных систем. Но главное – продолжительный простой генерирующих мощностей и крупные финансовые потери.

Применяя тросовые домкраты, можно подобрать такую схему подъема, которая не затронет имеющиеся коммуникации. В период подготовки к установке энергооборудования такелажники работают в действующем цехе. Собственно, подъем барабана происходит за одну смену.

Опорные конструкции для установки домкратов выбирают в зависимости от условий на конкретной площадке. На одном из проектов мы поднимали барабан снаружи цеха, а затем заводили его внутрь на высоте около 40 м. Для этой работы была спроектирована и изготовлена модульная башня высотой 41 м (сейчас мы задействуем это оборудование в других проектах с тросовыми домкратами в разных комбинациях).

На других электростанциях подъем можно было выполнить и внутри энергоцеха. Это упрощало задачу, но особенности все равно были. Например, на одной из ТЭЦ высота потолка не позволяла установить тросовые домкраты сверху опорных балок, лежащих на металлоконструкциях. Пришлось проектировать подвесную систему, которую разместили под балками.

И на суше, и на море, и под землей

Другая типовая задача для тросовых домкратов – опускание на глубину тоннелепроходческих комплексов tunnel boring machine (TBM), которые используются при прокладке тоннелей метрополитена. Под землей элементы проходческих щитов можно монтировать в проектное положение с помощью портальных систем.

Тросовые домкраты применяются при строительстве мостов. В судостроении их используют для установки двигателей и реакторов на ледоколах или вытягивания нефтяных платформ из дока. Это оборудование использовалось в проектах по подъему на поверхность затонувших судов и подводной лодки.

«100 ТОНН МОНТАЖ» использовала тросовые домкраты при такелаже, необходимом для ремонта гребных винтов морской буровой платформы в Тихом океане. Задача заключалась в замене винторулевых колонок массой 58 т. В период эксплуатации эти узлы размещаются под понтоном платформы. Нам нужно было опустить тросы домкратов на глубину 10 м через канал, пронизывающий понтон, где водолазы выполняли строповку колонки. Затем мы опускали оборудование еще на 10 метров, и уже на глубине 20 метров водолазы отводили колонку к краю платформы, а после подъема мы перецепляли ее с тросов на крюк плавучего крана.

Диаметр канала, через который тросы шли на глубину, составлял всего 300 мм. Стандартный анкер, рассчитанный на 200-тонный груз, не проходил в это отверстие, поэтому нам пришлось спроектировать и изготовить новую оснастку – анкерный захват меньшего размера. Систему полиспастов при таком малом диаметре отверстия, в принципе, было невозможно применить.

Чтобы закрепить тросовые домкраты на морской платформе, мы также спроектировали и изготовили специальную раму, на которой весь механизм подъема был заблаговременно собран «на суше». Решение оказалось правильным: из-за качки крюк плавучего крана колеблется с амплитудой около полутора метров, в таких условиях состыковать элементы рамы на месте работ было бы невозможно.

Погода в бухте, где велись работы, менялась моментально. После прихода штормового предупреждения у персонала было всего 15 минут, чтобы укрыть оборудование и эвакуироваться, в противном случае человека могло смыть волной. Все это накладывало особые требования с точки зрения безопасной организации работ в дневное и ночное время.

Кантование прессов и колонн

Еще одна сфера применения тросовых домкратов – кантование супертяжелых производственных единиц. Обычно на объект крупногабаритное оборудование приходит в горизонтальном положении, и его необходимо вертикализировать. Такое вращение безопаснее всего выполнять без опоры на основание. Есть несколько способов подвесить, а потом повернуть груз, один из них – тросовые домкраты в сочетании с портальной системой. Этот метод выбирают в тех случаях, когда условия площадки и высота производственной установки не позволяют использовать кран или пару портальных систем.

Например, «100 ТОНН МОНТАЖ» применила портальную систему вместе с тросовыми домкратами для кантования двух рам пресса массой 210 т. Чтобы разместить тросовые домкраты, мы с каждой стороны установили по три секции модульной башни – той самой, которая впервые отработала на подъеме барабанов на ГРЭС. На эти металлоконструкции уложили опорные балки. Сооружение работало по тому же принципу, что и портальная система, но при этом обеспечивало высоту подъема 14 м (у самых крупных гидравлических порталов – 12 м) и имело еще большую устойчивость, чем портал, так как ширина опоры составляла 2,5 м вместо 1,2 м.

При кантовании операторы портальной системы и тросовых домкратов должны были обеспечить синхронное движение обоих грузоподъемных механизмов. Если бы нижняя часть рамы пресса пошла вперед быстрее, чем нужно, или тросовые домкраты потянули с опережением головную часть вверх, то появилась бы опрокидывающая горизонтальная нагрузка на элементы башни и портальной системы. Поэтому движение рамы, вертикальность тросов, строп, опор портала непрерывно контролировала бригада опытных сотрудников, которые давали сигналы операторам.

Аналогичным образом с помощью тросовых домкратов и гидравлических порталов проводят кантование колонн, реакторов и других вертикальных емкостей в нефтехимии.

Безопасность прежде всего

Тросовые домкраты – универсальное такелажное оборудование, но этот инструмент бесполезен без знания моделей его применения. Под конкретный проект всегда требуются те или иные доработки.

При проектировании важно учитывать особенности площадки, геологическую и климатическую специфику региона: ветровые нагрузки, сейсмическую активность, близость грунтовых вод и т.д. В идеале при строительстве нового промышленного объекта стоит учесть способ установки сверхтяжелого оборудования еще на этапе проектирования.

Результатом подготовительной работы, занимающей не один месяц, становится контролируемый и безопасный подъем, который обычно продолжается всего несколько часов.