Мостовые краны являются основными средствами механизации подъемно-транспортных операций на различных промышленных предприятиях. С их помощью поднимают, транспортируют и устанавливают тяжелые машины и детали.

Мостовой кран состоит из металлического моста на ходовых колесах, перемещающегося по подкрановым путям в виде железнодорожных или специальных рельсов. Подъем груза и перемещение его вдоль моста осуществляют при помощи грузовой тележки. Устройство такой тележки и способ перемещения грузов непосредственно не относится к задачам, решаемым методами инженерной геодезии. Крепление рельсов к подкрановым балкам делается, как правило, подвижным, что позволяет легко и быстро смещать рельсы при их укладке и в процессе эксплуатационных выверок.

Нормальная эксплуатация мостовых кранов в значительной мере зависит от соблюдения технических требований, предъявляемых к геометрии подкрановых путей. Перечислим основные из них. Каждая из ниток рельсов должна быть прямолинейной и горизонтальной. Обе нитки рельсов должны быть параллельны, лежать в одной горизонтальной плоскости и находиться на расстоянии друг от друга, соответствующем длине пролета мостового крана.

При укладке рельсовых путей мостового крана и их эксплуатации должны соблюдаться следующие основные требования:

отклонение рельса от прямой линии не должно превышать 15 мм при укладке и 20 мм при эксплуатации;

разность отметок головок рельсов в одном поперечном сечении на опорах не должна превышать 15 мм при укладке и 20 мм при эксплуатации;

разность отметок головок рельсов на соседних колоннах не должна превышать 10 мм при укладке и 15 мм при эксплуатации;

отклонение расстояния между рельсами не должно превышать 10 мм при укладке и 15 мм при эксплуатации.

Геодезическое обслуживание мостовых кранов не ограничивается только работами, связанными с монтажом подкрановых путей в процессе строительства. При эксплуатации кранов осуществляется систематический контроль за положением подкрановых путей. Это необходимо делать в связи с изменением геометрических параметров подкрановых путей вследствие воздействия силовых нагрузок крана, осадок фундаментов и несущих колонн, деформации подкрановых балок, износа рельса, деталей его крепления и др.

Расположение подкрановых путей сравнительно высоко над полом определяет особенности выполнения геодезических работ при их монтаже и выверке. При монтаже оси рельсов разбивают от основных осей сооружения, например от оси колонн или оси пролета (продольной оси симметрии подкрановых путей), и выносят на специальные кронштейны над балками или на боковую поверхность колонн.

В зависимости от ширины колеи подкрановых путей и условий производства работ возможны различные варианты разбивки осей рельсов и переноса их на горизонт монтажа рельсов.

Если ширина колеи не превышает длину мерного прибора, то ось одной из ниток рельсов разбивают внизу путем отложения от оси пролета по перпендикуляру к ней проектного расстояния 1/2 между осью рельса и осью пролета. Разбивку точек оси производят в начале и конце подкранового пути, а также равномерно вдоль него не реже, чем через 50...60 м. Осевые точки надежно закрепляют. Полученную таким образом ось (как и ось балки) выносят на монтажный горизонт и закрепляют точками на специальных кронштейнах над балкой или на колоннах. Если позволяет длина мерного прибора, то ось второй нитки рельсов разбивают, откладывая расстояние, соответствующее ширине колеи подкрановых путей, и закрепляют на втором ряду колонн. В вынужденных случаях (когда балка закрывает видимость) внизу разбивают и закрепляют линию, параллельную оси рельса и смещенную на 10... 15 см. Проектное положение оси рельса наверху находят с учетом принятой величины смещения.

Вынесение оси рельса с закрепленных внизу осевых точек наверх осуществляется отвесами, теодолитами, приборами оптического вертикального проектирования.

Иногда возможно проводить разбивку оси одной нитки рельсов прямо наверху, откладывая проектные размеры от осевых рисок колонн до оси рельса.

При ширине колеи, меньшей длины мерного прибора, положение разбивочных осей обеих ниток рельсов может быть определено непосредственно относительно оси пролета, обычно закрепляемой осевыми знаками при разбивке основных осей сооружения. Разбивку производят при помощи теодолита и рулетки. Теодолит устанавливают на одной из осевых точек, ориентируют вдоль оси и наводят на визирную марку, установленную на другой осевой точке.

Между двумя колоннами в пролете натягивают рулетку, на которой соответствующими отсчетами с учетом поправок за провес, компарирование и температуру фиксируют положение оси пролета и обеих осей рельсов. Кроме того, положение оси пролета обозначается маркой на рулетке. Натянутую рулетку передвигают До совмещения марки с коллимационной плоскостью теодолита. В момент совмещения по соответствующим отсчетам на концах рулетки отмечают точки осей рельсов на колоннах или кронштейнах. Разбивку выполняют при двух положениях вертикального круга теодолита и находят среднее положение оси. Для соблюдения условия прямолинейности рельсовых осей все поправки в ширину колеи откладывают с одной стороны пролета.

Если ширина колеи подкрановых путей превышает длину мерного прибора, то внизу разбивают оси обеих ниток рельсов и каждую переносят наверх описанными способами.

Положение рельсов по высоте конструктивно определяется установкой на проектную отметку подкрановой балки. Как было отмечено ранее, перед установкой подкрановых балок с обеих сторон нивелируют опорные поверхности консолей колонн, определяют наивысшую отметку, принимают ее за исходную и рассчитывают толщины подкладок, выравнивающих положение балок в одной горизонтальной плоскости. После монтажа балок выполняют контрольное нивелирование.

После укладки рельсов их предварительно закрепляют и выверяют, определяя фактическую ширину колеи, смещение оси рельса относительно оси балки, расстояние от оси рельса до внутренней грани колонн, а также продольный и поперечный уклоны. После многократной обкатки путей мостовым краном повторно производят их планово-высотную съемку и составляют исполнительные чертежи.

При эксплуатации мостовых кранов ведут постоянный геодезический контроль за сохранением планового и высотного положений подкрановых путей. В состав геодезических работ по определению фактического положения путей входят: измерение расстояния между рельсами, определение непрямолинейности, нивелирование подкрановых путей.

В зависимости от конструкции подкрановых путей и условий производства геодезических работ расстояние между рельсами определяют непосредственным измерением или косвенным способом.

Непосредственное измерение при помощи рулетки или другого мерного прибора выполняют в том случае, когда ширина колеи не превышает длины мерного прибора.

Мерный прибор натягивают между точками, фиксирующими ось симметрии головок рельсов. При необходимости учитывают поправки за компарирование, температуру и провес мерного прибора.

Так как ширина колеи на всем протяжении изменяется в небольших пределах, то в любом месте пути она может быть получена как сумма длины некоторого произвольно выбранного базиса и двух малых отрезков, измеренных от рельсов до концов базиса. Базис обозначают на раме мостового крана, на специальной облегченной балке, перемещающейся по рельсам или натянутой ленте, проволоке. Для измерения малых отрезков применяют различные приборы и приспособления. Простейшими из них являются приборы для контактного измерения длин: штангенциркули, индикаторы часового типа и т.п. Существуют приборы и для автоматического измерения малых отрезков.

Ширину колеи можно также определить способом бокового нивелирования относительно закрепленных на полу цеха параллельных осей, близких по положению к осям рельсов. В данном случае все измерения, включая базовое расстояние между осями, выполняют внизу. Наверху требуется лишь приставлять к рельсу горизонтально рейку.

В методе косвенного измерения ширину колеи определяют из линейно-угловых геодезических построений, вид которых зависит от условий производства измерений. Если позволяют условия, то в пролете на уровне пола вдоль цеха разбивают базис и с его концов определяют положение рельсов прямой угловой засечкой. При большой протяженности подкрановых путей создают опорную геодезическую сеть (полигонометрическую, триангуляционную), стороны которой служат базисами засечки. По полученным координатам осевых точек рельсов вычисляют ширину колеи, а также отклонение рельсов от прямолинейности.

Для определения непрямолинейности путей применяют различные способы створных измерений. За исходные створы, относительно которых определяют отклонения, принимают прямые линии, закрепленные вблизи рельсов. Наиболее удобно эти линии располагать так, чтобы они проходили через осевые точки рельсов в начале и конце пролета. При использовании струны расстояние между струной и рельсом измеряют линейкой с миллиметровыми делениями. В оптическом способе створ задают теодолитом, устанавливаемым на уровне рельсов или на полу (для бокового нивелирования).

Для проверки прямолинейности путей применяют различные лазерные приборы. Лазерным лучом задают створ, отклонения от которого измеряют визуально, фоторегистрирующим устройством или с использованием промышленной телевизионной установки. Для визуальной регистрации отклонений на головку рельса устанавливают экран с координатной сеткой, по которой фиксируют положение центра лазерного пятна относительно оси рельса. Применение телевизионной установки позволяет выполнять визуальные измерения дистанционно по телевизионному изображению.

Разработаны различные автоматические системы для съемки подкрановых путей. Основу этих систем составляют лазерные приборы и фотоэлектрические регистрирующие устройства. Как правило, автоматические системы устанавливают на мостовом кране и результаты измерений фиксируют при движении крана.

Для определения высотного положения рельсов применяют геометрическое, тригонометрическое и гидростатическое нивелирование. При геометрическом нивелировании нивелир устанавливают на кране (на специальных кронштейнах колонн или подкрановой балке, если позволяет ее ширина). Для безопасного ведения работ нивелир можно располагать на полу. При установке нивелира на полу измерения выполняются по подвешенной к мостовому крану рейке. Рейка связана с верхней гранью рельса при помощи горизонтально устанавливаемого по уровню бруска. Вместо рейки используют также рулетку с грузом на конце. В процессе нивелирования кран перемещают от одной определяемой точки к другой.

Метод тригонометрического нивелирования применяют в тех случаях, когда установить нивелир и рейки на путях затруднительно и когда плановое положение рельсов определяют прямой угловой засечкой. На станции (рис. 21.6, б) одновременно измеряют горизонтальные и вертикальные углаы.

При гидростатическом нивелировании применяют гидронивелиры различного вида. Для их установки на рельсовых путях используют мостовой кран.

Результаты съемки подкрановых путей отображают на специальных исполнительных чертежах.