9. POMIARY TORÓW SUWNICOWYCH

9.1. Rodzaje suwnic

Suwnica jest to maszyna transportowa złożona z przejezdnego ustroju nośnego i poruszającego się po nim wózka lub wciągnika. Przemieszcza ona ładunek w przestrzeni ograniczonej wysokością podnoszenia, skrajnymi położeniami wciągnika lub wózka i skrajnymi położeniami suwnicy. Suwnice zaliczane są do grupy maszyn roboczych, zwanych dźwignicami, które są środkiem transportowym o ograniczonym zasięgu i ruchu przerywanym, stosowanym w transporcie wewnętrznym do przemieszczania ładunków w pionie lub w poziomie. Do dźwignic oprócz suwnic zalicza się dźwigniki, ciągniki, wspornice, dźwignice linowo-torowe, przesuwnice, obrotnice, wywrotnice i żurawie

(Wytyczne 1973).

Istnieje kilka odmian suwnic różniących się pod względem konstrukcyjnym i wzajemnego położenia szyn toru suwnicowego. Do najczęściej stosowanych należą:

• suwnice pomostowe ogólnego przeznaczenia: hakowe, chwytakowe i z wyposażeniem specjalnym (rys.9.1a),

• suwnice pomostowe specjalne do podnoszenia lokomotyw i wagonów, odlewnicze, kuzienne i wsadowe,

• suwnice pomostowe podwieszone: hakowe, chwytakowe i z wyposażeniem specjalnym (rys. 9.1b),

• suwnice półbramowe: hakowe, chwytakowe i z wyposażeniem specjalnym (rys. 9.1c),

• suwnice bramowe proste i z wysięgnicami, mające różne wyposażenie (rys. 9.1d),

• suwnice wspornikowe: hakowe, chwytakowe i z wyposażeniem specjalnym (rys.9.1e).

Z wymienionych suwnic najbardziej rozpowszechnione są suwnice pomostowe, stosowane na wolno stojących estakadach (rys. 9.1a ) lub w halach (rys. 9.1f ).

Rys. 9.1.

9.2. Jezdnie suwnicowe

Jezdnia suwnicowa jest to zespół elementów konstrukcyjnych, składający się z szyn, podkładek, złączy, stężeń, słupów, fundamentów i belek podsuwnicowych, na których ułożony jest tor suwnicowy. W zależności od położenia toru suwnicowego i rodzaju konstrukcji, niektóre z wymienionych części składowych jezdni mogą być pominięte lub dodatkowo rozbudowane.

W zależności od położenia toru i liczby szyn rozróżniamy:

• jezdnie terenowe, np. do suwnic bramowych,

• jezdnie dwupoziomowe dla suwnic półbramowych,

• jezdnie wysokie dla suwnic pomostowych, wspornikowych i wiszących,

• jezdnie jednoszynowe i wieloszynowe,

• jezdnie jednotorowe i wielotorowe (jeden słup stanowi podporę dla kilku belek podsuwnicowych).

W zależności od przeznaczenia i natężenia ruchu rozróżniamy:

• jezdnie w halach lejniczych i halach pieców,

• jezdnie na składowiskach materiałów,

• jezdnie w halach montażowych (suwnice o ruchu ciągłym),

• jezdnie w halach maszyn itp.

W zależności od rodzaju konstrukcji rozróżniamy:

• jezdnie stalowe,

• jezdnie żelbetowe,

• jezdnie o konstrukcji mieszanej.

W zależności od sposobu zamocowania szyn rozróżniamy:

• jezdnie z możliwością regulacji położenia szyn,

• jezdnie z torem połączonym na stałe z konstrukcją.

Zasadniczym elementem każdej jezdni jest tor suwnicowy. Jest to szyna lub zespół szyn ułożonych zgodnie z określonym kierunkiem i pochyleniem, po którym toczą się koła suwnicy. W przypadku torów wieloszynowych, szyny powinny być ułożone w stałej odległości od siebie. Dla większości suwnic tor powinien być ułożony w linii prostej i w poziomie. Do zapewnienia prawidłowej pracy suwnicy oraz zachowania warunków bezpieczeństwa w czasie jej pracy, niezbędne jest przestrzeganie skrajni toru suwnicowego. Skrajnia toru suwnicowego jest to przestrzeń ograniczona zamkniętą linią łamaną, wewnątrz której nie powinny znajdować się jakiekolwiek obiekty mogące stanowić przeszkodę w ruchu suwnicy przy wciągniętym urządzeniu dźwigowym (Wytyczne 1973).

9.3. Podstawowe pojęcia i definicje dotyczące suwnic

Rozpiętość suwnicy jest to odległość pomiędzy osiami czołownic, określona w podłużnej osi konstrukcji nośnej suwnicy.

Rozpiętość kół jezdnych suwnicy jest to odległość pomiędzy środkami wieńców kół w osi ich obrotu. Może się ona zmieniać w granicach luzów pomiędzy kołem a czołownicą.

Rozpiętość eksploatacyjna suwnicy jest to średnia rozpiętość kół zawarta wewnątrz przedziału ograniczonego maksymalną ze wszystkich rozpiętości kół a minimalną ze wszystkich rozpiętości kół.

Rozstaw kół jest to odległość pomiędzy osiami kół zamontowanymi w jednej czołownicy.

Oś czołownicy jest to lina wyznaczająca teoretyczne położenia środków wieńców kół.

Przekątne suwnicy są to odległości pomiędzy osiami czołownic, mierzone w osiach obrotu naprzemianległych kół.

Zukosowanie jest to odchylenie położenia suwnicy na jezdni od położenia prostopadłego do osi toru suwnicowego.

Tor wózka /bieżnię/ stanowi zespół dwóch równoległych szyn ułożonych na suwnicy, z przeznaczeniem dla wózka /wciągnika/ przesuwającego ciężar w kierunku prostopadłym do ruch suwnicy (Wytyczne 1973).

9.4. Suwnice pomostowe

Suwnica pomostowa (rys .9.2) składa się z mostu wspartego na kołach, które są ustawione na dwóch szynach, bieżni ułożonej na dźwigarach mostu, wózka z urządzeniem podnośnikowym oraz urządzeń napędowych i sterujących. Most suwnicy składa się na ogół z dwóch dźwigarów połączonych dwoma czołownicami, do których przymocowane są oprawy kół biegowych. Koła biegowe napędzane są przez silnik lub silniki elektryczne. Oprócz kół napędzanych suwnica ma również koła pędzone o obrocie swobodnym. Suwnice o bardzo dużym udźwigu wsparte są na 8 lub 16 kołach. Koła nie są osadzone bezpośrednio w czołownicach, lecz w wózkach połączonych z czołownicami.
Wózek suwnicy z urządzeniem podnośnikowym porusza się na kołach wzdłuż dźwigarów suwnicy po ułożonej na nich bieżni. Napęd wózka i podnośnika stanowi silnik elektryczny. Pobór prądu odbywa się za pomocą przytwierdzonych do

suwnicy zbieraków, które ślizgają się po trolejach znajdujących się pod napięciem. Troleje umocowane są na izolatorach przytwierdzonych do belek konstrukcji nośnej podtorza.

Szyny suwnic pomostowych układane są na dwuteowych belkach stalowych lub żelbetowych, te zaś oparte są na słupach nośnych, wspornikach wystających ze słupów nośnych konstrukcji hali lub na pólkach wykonanych w ścianach hali (rys.9.3). Jako szyny stosowane są typowe szyny kolejowe lub specjalnie wykonane profile stalowe, które są łączone z belkami żelbetowymi za pomocą śrub lub przyspawane do belek stalowych (rys. 9.4) (Geodezja Inżynieryjna 1994) .

9.4.1. Warunki geometryczne i parametry dokładnościowe jezdni podsuwnicowej

Aby zapewnić prawidłową pracę suwnicy, niezbędne jest zachowanie określonych warunków geometrycznych jakie winna spełniać jezdnia podsuwnicowa. Osie szyn winny być:

• prostoliniowe i równoległe do siebie,

• oddalone od siebie w płaszczyźnie poziomej o wielkość ustaloną w projekcie,

• ułożone we właściwej odległości od elementów konstrukcji hali lub estakady,

• ułożone poziomo na jednej wysokości.

Najważniejsze z tych wymagań przedstawiono na rysunku 9-5 (Kopiejewski 1992):

1. odchylenie w wymiarze prześwitu toru jezdnego w stosunku do projektu nie powinno różnić się więcej niż ±5 mm,

2. odchyłka osi szyny od jej osi teoretycznej nie powinna być większa niż ±2.5 mm,

3. wzajemna różnica poziomów główek szyn w jednym przekroju poprzecznym toru jezdnego nie powinna być większa niż:

- na podporach ±10 mm,

- w przęśle ±15 mm,

4. różnica poziomów główki szyny na słupach w tej samej osi podłużnej nie powinna przekraczać wartości
   / gdzie b - rozstaw słupów/ i jednocześnie nie może być większa od 10 mm,

5. wzajemne przesunięcie czoła szyn w styku, w poziomie lub w pionie, nie powinno

być większe niż ±1 mm.

9.4.2. Montaż torów suwnicy

Wytyczenie i ustawienie słupów podtorza oraz ułożenie belek podsuwnicowych winno być tak wykonane, aby zachowane były jednocześnie dopuszczalne odchyłki osi belek względem osi podstaw słupów, odchyłki osi belek względem projektowanych osi szyn toru podsuwnicowego oraz odchyłki górnej powierzchni belek od jednego poziomu.

Po wykonaniu montażu słupów i belek wykonuje się pomiar kontrolny, który obejmuje:

1. wyznaczenie odchyłek podstaw słupów od osi konstrukcyjnych równoległych do osi toru, a w przypadku hal, również od osi prostopadłych,

2. wyznaczenie odchyłek „dy” osi słupów od pionu i odchyłek „dp” (rys .9.6),

3. wyznaczenie poziomych odchyłek osi belek od projektowanych osi szyn toru,

4. wyznaczenie odchyłek górnego pasa belek od płaszczyzny poziomej.

Pomiar kontrolny dwóch pierwszych elementów najczęściej wykonuje się teodolitem i łatą z podziałem milimetrowym (rys. 9.7).

Wyznaczenie odchyłek osi belek od projektowanych osi szyn toru suwnicowego polega na wykonaniu takich pomiarów, które pozwolą obliczyć w jednolitym układzie współrzędne punktów oznaczonych na belkach. Dla suwnic krótkich i nie wysokich

Najkorzystniej jest wykonać te pomiary w sposób pokazany na rys. 9.8.

Na powierzchni terenu stabilizuje się punkty I, II, III i IV osnowy kontrolnej. Współrzędne tych punktów wyznacza się na podstawie pomierzonych długości i kątów, a następnie wyznacza się rzędne punktów oznaczonych na belkach od płaszczyzn pionowych I-II i III-IV. Do pomiaru stosuje się łatę układaną poziomo i prostopadle do belki, tak aby jej początek pokrywał się z oznaczonymi punktami jej osi (rys. 9.7).

Na podstawie danych uzyskanych z pomiaru określa się odchyłki osi belek od projektowanych osi szyn. Odchyłki te oblicza się w taki sposób, aby jednocześnie uzyskać dane do wyznaczenia wskaźników montażowych szyn toru suwnicowego. Wskaźniki te powinny leżeć na dwóch prostych równoległych do siebie i oddalonych o projektowany rozstaw osi szyn. W tym celu należy w zespół punktów wyznaczonych na osi belek wpasować dwie proste równoległe, odległe od siebie o projektowaną wielkość rozstawu szyn. Najczęściej stosuje się sposób wpasowania spełniający warunek minimum sumy kwadratów odchyłek osi belek od ich osi projektowanych.

9.4.3. Przykład wpasowania teoretycznych osi szyn toru suwnicowego w układ punktów wyznaczonych na belkach podsuwnicowych

Wykonano pomiar belek podsuwnicowych suwnicy pomostowej, stosując wyżej podane zasady. Rozmieszczenie badanych punktów przedstawiono na rys. 9.9. Opracowanie wykonano dwiema metodami: analityczno-graficzną i analityczną.

Metoda analityczno-graficzna

Wyniki pomiaru oraz kolejne etapy obliczeń przedstawiono w tabeli nr 9-1. W kolumnach 2 i 3 podano odczyty z łaty dla belki lewej i prawej. Na ich podstawie obliczono współrzędne y_L i y_P w układzie współrzędnych pokazanym na rys. 9.9 (kolumna 4 i 5). Kolumna 6 zawiera współrzędne środków odcinków między punktami wyznaczonymi na belkach w tych samych przekrojach, obliczone z wzoru:
y₀ = 0.5 ( y_L+ y_P )

W kolumnie 7 podano współrzędne środków odcinków zredukowane o średnią ich wartość obliczoną na podstawie wszystkich przekrojów.

Dysponując współrzędnymi z kolumn 6 i 14 wykonano wykres (rys. 9.10), na którym wypośrodkowano linie prostą, przyjętą za teoretyczną oś toru.

Korzystając z tego wykresu określono graficznie współrzędne Y₀ punktów leżących na teoretycznej osi toru w poszczególnych przekrojach poprzecznych (kolumna 8). W kolumnach 9 i 10 zestawiono współrzędne punktów na teoretycznych osiach belki lewej i prawej obliczone z wzorów:

Y_L= Y₀ - 0.5 s , Y_P = Y₀ - 0.5 s,

gdzie: s- projektowany rozstaw osi szyn /belek/.

W kolumnach 11 i 12 podano odchyłki osi belek w oznaczonych punktach od wypośrodkowanych osi teoretycznych, obliczone z wzorów:

v_YL = y_L -Y_L , v_YP = y_P - Y_P .

W kolumnie 13 zestawiono odchyłki rozstawu osi belek w poszczególnych przekrojach poprzecznych obliczone z wzoru:

v_{roz .} = v_YP - v_YL .

Metoda analityczna

Wyniki pomiarów oraz kolejne etapy obliczeń przedstawiono w tabeli nr 9-2.

Analityczne opracowanie różni się od analityczno-graficznego tym, że zamiast wypośrodkować na rysunku położenie teoretycznej osi toru, oblicza się współczynniki równia tej osi oraz współrzędne Y₀ przez podstawienie tych współczynników do odpowiednich równań poprawek.

W kolumnach 7, 8, i 9 zestawiono układ równań poprawek według wzoru:

a · i + b = y₀ - y_{ś r}+ v

gdzie:

a, b - współczynniki równania osi toru,

,

di - odległość rozpatrywanego punktu od początku trasy,

d - odległość między sąsiednimi punktami oznaczonymi na belce,

y₀ - y_śr - wyraz wolny równania,

v - poprawka.

W dolnej części kolumn 7, 8 i 9 podano kolejno układ równań normalnych, pierwiastek oraz wartości „a” i „b” równe: a = +1.23, b = -6.13.

Pozostałe obliczenia są identyczne jak w metodzie analityczno-graficznej.

Obliczone odchyłki punktów oznaczonych na osiach belek od wypośrodkowanych teoretycznych osi szyn wykorzystywane są w ten sposób, że odkłada się je od wspomnianych punktów z odwrotnym znakiem, uzyskując na belkach miejsca wskaźników do montażu szyn. Na rys. 9.11 przedstawiono szkic poprawek do trasowania osi szyn toru podsuwnicowego.

Przed przystąpieniem do montażu szyn należy wyznaczyć wysokościowe odchyłki górnego pasa belek od wspólnego poziomu, używając do tego celu niwelatora technicznego.

Po zmontowaniu na belkach szyn toru suwnicy według osi wyznaczonych przez wytrasowane wskaźniki, należy wykonać pomiar kontrolny. Wyniki pomiaru służą do obliczenia odchyłek zmontowanych szyn od osi teoretycznych i ewentualnego ponownego wpasowania osi teoretycznych szyn w układ punktów oznaczonych na szynach toru suwnicy ( Grala i in. 1988)

Szczegółowe informacje dotyczące pomiarów suwnic zawarte są m.in. w podręcznikach: (Geodezja Inżynieryjna 1994, Przewłocki 2000).

1. 1

---