क्रेन पर आकस्मिक भार: जीबी/टी 3811-2008 में 5 डिजाइन मामले

क्रेन पर आकस्मिक भार वे भार होते हैं जो सामान्य क्रेन संचालन के दौरान अक्सर नहीं लगते, लेकिन कभी-कभार उत्पन्न हो सकते हैं। इनमें सेवा के दौरान चलने वाली हवा, बर्फ, पाला, तापमान परिवर्तन और क्रेन के तिरछे होने के कारण उत्पन्न भार शामिल हैं। थकान विफलता की गणना में आमतौर पर इन भारों को ध्यान में नहीं रखा जाता है।

यह लेख क्रेन पर लगने वाले पांच प्रकार के आकस्मिक भार और उनकी गणना विधियों का सारांश प्रस्तुत करता है: तिरछापन के दौरान क्षैतिज पार्श्व भार Ps, ढलान भार, पवन भार, बर्फ और हिम भार, और तापमान परिवर्तन के कारण लगने वाला भार।

1. क्रेन के तिरछे होने से आकस्मिक भार: पीएस

क्रेन के तिरछे होने के दौरान उत्पन्न होने वाला क्षैतिज पार्श्व भार एक आकस्मिक भार होता है जो किसी मार्गदर्शक उपकरण, जैसे कि गाइड रोलर या व्हील फ्लेंज, की प्रतिक्रिया के कारण होता है, जब एक पहिएदार क्रेन या ट्रॉली स्थिर अवस्था में अनुदैर्ध्य या अनुप्रस्थ रूप से चलती है।

कहाँ:

• ∑P — अधिकतम पहिया भारों का योग: पार्श्व भार के अधीन पक्ष में अंतिम गाड़ी पर प्रभावी व्हीलबेस से जुड़े पहियों पर बार-बार होने वाले अधिकतम पहिया भारों का योग।
• λ — क्षैतिज पार्श्व भार गुणांक। यह S/B (या S/a) के अनुपात पर निर्भर करता है, जहाँ S क्रेन की लंबाई है, B क्रेन का व्हीलबेस है और a प्रभावी व्हीलबेस है। नीचे दिए गए चित्र से λ ज्ञात कीजिए।

बहुपहिया क्रेन के लिए, क्रेन के व्हीलबेस B के स्थान पर प्रभावी व्हीलबेस a का उपयोग क्षैतिज पार्श्व बल की गणना के लिए अधिक तर्कसंगत आधार प्रदान करता है। प्रभावी व्हीलबेस निर्धारित करने के सिद्धांत GB/T 3811-2008 के खंड D.2, पृष्ठ 134-135 में दिए गए हैं।

Ps क्षैतिज पहिया असेंबली के डिज़ाइन की जाँच के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है। संबंधित परिचालन लक्षणों और कारणों के लिए, इस मार्गदर्शिका को देखें। ओवरहेड क्रेन के पहिए से होने वाली खरोंच और रेल का टेढ़ा होना.

2. क्रेन ग्रेडिएंट लोड

क्रेन ग्रेडिएंट लोड, क्रेन के स्व-भार और रेटेड लिफ्टिंग लोड का वह घटक है, जो किसी ढलान, सड़क या रेल की झुकी हुई सतह के अनुदिश कार्य करता है।

1. मोबाइल क्रेन: जहां गणना की आवश्यकता हो, वहां सड़क या जमीन की वास्तविक स्थितियों पर विचार करें।
2. रेल पर लगे क्रेन, जिनमें रेलवे क्रेन भी शामिल हैं: जहां ट्रैक का ढलान 0.51° (0.29°) से अधिक नहीं होता, वहां ढलान भार पर विचार नहीं किया जाता है। अन्यथा, वास्तविक ढलान का उपयोग करके ढलान भार की गणना करें।
3. जीबी/टी 10183.1-2018 की तालिका 2 में क्रेन रेल के शीर्ष की सीधीपन सहनशीलता के अनुसार, क्रेन—पहिए और यात्रा तथा पारगमन पटरियों की सहनशीलता—भाग 1: सामान्यरेल-माउंटेड ओवरहेड या गैन्ट्री क्रेन ट्रैक का ढलान टॉलरेंस क्लास 2 के लिए 1/1000 से अधिक नहीं होना चाहिए, या टॉलरेंस क्लास 1 के लिए 0.5/1000 से अधिक नहीं होना चाहिए जब ओवरहेड क्रेन की यात्रा गति ≥112 मीटर/मिनट हो। ट्रॉली ट्रैक का ढलान टॉलरेंस क्लास 2 या 1 के लिए 0.5/1000 से अधिक नहीं होना चाहिए। यह एक समान निष्कर्ष है और मूल लेखक की व्यक्तिगत राय है; कोई स्पष्ट सामान्य ढलान आवश्यकता नहीं पाई गई है।
4. जहाज निर्माण गैन्ट्री क्रेन: वेल्डेड रेल का उपयोग किया जाना चाहिए, और यात्रा ट्रैक ढलान 1/1000 से अधिक नहीं होना चाहिए (GB/T 27997-2026)।
5. रीच स्टैकर: जमीन की ढलान 3% (GB/T 26474-2026) से अधिक नहीं होनी चाहिए।
6. रबर-टायर वाले कंटेनर गैन्ट्री क्रेन: यात्रा पथ का भू-ढलान 1% से अधिक नहीं होना चाहिए, और स्थानीय ढलान 3% से अधिक नहीं होना चाहिए (GB/T 14783-2009)।

इन आवश्यकताओं के आधार पर, यदि ऑन-साइट ट्रैक इंस्टॉलेशन लागू मानक के अनुरूप है, तो क्या रेल-माउंटेड क्रेन के लिए ग्रेडिएंट लोड की गणना करना अनावश्यक है? यदि ग्रेडिएंट लोड की गणना करना आवश्यक है, तो क्या यह दर्शाता है कि निर्दिष्ट इंस्टॉलेशन स्थिति मानक के अनुरूप नहीं है? ये प्रश्न मूल लेख में उठाए गए हैं।

3. क्रेन पवन भार पीडब्ल्यू

खुले में संचालित होने वाली क्रेनों के लिए पवन भार पर विचार किया जाना चाहिए। पवन भार को सबसे प्रतिकूल क्षैतिज दिशा में लगने वाला स्थिर भार माना जाता है। क्रेन के प्रकार और संचालन क्षेत्र के अनुसार परिकलित पवन दाब का चयन करें।

3.1 परिकलित पवन दाब

कहाँ:

• p — परिकलित पवन दाब, न्यूटन प्रति वर्ग मीटर (N/m²) में।
• Vs — परिकलित पवन गति, मीटर प्रति सेकंड (m/s) में।

परिकलित पवन गति खुले भूभाग से 10 मीटर की ऊंचाई पर लगने वाली हवा के झोंके की गति है, जिसे 3 सेकंड के अंतराल में औसत तात्कालिक पवन गति के रूप में व्यक्त किया जाता है।

सेवा में रहने की स्थिति में, हवा के झोंके की गति 10 मिनट के अंतराल में औसत हवा की गति से 1.5 गुना होती है।

सेवा से बाहर की स्थिति में, हवा के झोंके की गति 10 मिनट के अंतराल में औसत हवा की गति से 1.4 गुना होती है।

3.2 सेवाकालीन पवन भार PWⅡ

सेवाकालीन पवन भार वह अधिकतम पवन बल है जिसे संचालन के दौरान क्रेन सहन करने में सक्षम होनी चाहिए।

इस प्रक्रिया के दौरान हवा का दबाव क्रेन की पूरी ऊंचाई पर स्थिर माना जाता है, ऊंचाई के साथ होने वाले बदलावों पर विचार नहीं किया जाता है।

जहां हवा की गति मापने वाले उपकरण का उपयोग निर्धारित सीमा से अधिक हवा की गति पर संचालन को रोकने के लिए किया जाता है, वहां इसे आमतौर पर क्रेन के सबसे ऊंचे बिंदु पर स्थापित किया जाता है।

परिचालन के दौरान परिकलित पवन दाब को PⅠ और PⅡ में विभाजित किया गया है। संबंधित पवन दाब और पवन गति नीचे दर्शाई गई हैं। यदि कोई निर्माता सारणीबद्ध मानों से भिन्न पवन गति या पवन दाब का उपयोग करता है, तो इन मानों को क्रेन डिज़ाइन दस्तावेज़ और संचालन निर्देशों में बताया जाना चाहिए। व्यवहार में, परियोजना की तकनीकी विशिष्टता ही सर्वोपरि होती है।

• PⅠ सेवाकालीन स्थिति के लिए सामान्य परिकलित पवन दाब है। इसका उपयोग मोटर शक्ति चयन और तापीय सत्यापन के लिए प्रतिरोध की गणना में किया जाता है।
• PⅡ सेवाकालीन स्थिति के लिए अधिकतम परिकलित पवन दाब है। इसका उपयोग तंत्र घटकों और धातु संरचनाओं की मजबूती, संरचनात्मक कठोरता और स्थिरता, ड्राइव ओवरलोड क्षमता, पलटने के विरुद्ध क्रेन की समग्र स्थिरता और पवन-प्रतिरोधी फिसलन सुरक्षा की गणना के लिए किया जाता है।

3.3 क्रेन पर लगने वाला सेवाकालीन पवन भार

कहाँ:

• PWⅠ — क्रेन पर लगने वाला सामान्य सेवाकालीन पवन भार, न्यूटन (N) में।
• PWⅡ — क्रेन पर लगने वाला अधिकतम सेवाकालीन पवन भार, न्यूटन (N) में।
• C — पवन बल गुणांक।
• PⅠ और PⅡ — सेवा के दौरान परिकलित दो पवन दाब, N/m² में।
• A — क्रेन घटक का ठोस पवनमुखी क्षेत्रफल, जो पवन की दिशा के लंबवत है, वर्ग मीटर (m²) में। यह पवनमुखी सतह के ठोसता अनुपात Φ से गुणा किए गए रूपरेखा पवनमुखी क्षेत्रफल A0 के बराबर है: A=A0Φ।
• θ — हवा की दिशा और घटक या संरचना की सतह के अनुदैर्ध्य अक्ष के बीच का कोण (θ≤90°), डिग्री में।

क्रेन संरचना पर कुल पवन भार उसके अलग-अलग भागों पर लगने वाले पवन भारों का योग होता है।

1. पवन बल गुणांक C के लिए, GB/T 3811-2008 के खंड 4.2.2.3 का संदर्भ लें। इसमें व्यक्तिगत सदस्यों, एकल-तल ट्रस संरचनाओं और वर्गाकार जाली टावरों के लिए पवन बल गुणांक शामिल हैं।
2. पवनमुखी क्षेत्र A, परिरक्षण कमी कारक से संबंधित है। उदाहरण के लिए, डबल-गर्डर गैन्ट्री क्रेन के मुख्य गर्डरों के पवनमुखी क्षेत्र की गणना के लिए, GB/T 3811-2008 के खंड 4.2.2.3.6 का संदर्भ लें। इसमें दो सदस्यों के लिए परिरक्षण कमी, मूल मानक में सूचीबद्ध सदस्यों के लिए परिरक्षण कमी, रिक्ति अनुपात और अन्य कारकों को शामिल किया गया है।

डिजाइन लोड निर्धारित हो जाने के बाद व्यावहारिक उपकरण चयन के लिए, KSCRANE देखें। गैन्ट्री क्रेन पवन सुरक्षा प्रणाली चयन मार्गदर्शिका.

3.4 उठाए गए भार पर लगने वाला पवन भार

कहाँ:

• PWQⅠ — उठाए गए भार पर लगने वाला सामान्य सेवाकालीन पवन भार, न्यूटन (N) में।
• PWQⅡ — उठाए गए भार पर लगने वाला अधिकतम सेवाकालीन पवन भार, न्यूटन (N) में।
• AQ — उठाए गए भार का अधिकतम पवनमुखी क्षेत्रफल, वर्ग मीटर (m²) में।

जहां क्रेन विशिष्ट आयामों और आकृतियों के भार को संभालती है, वहां संबंधित आयामों और प्रोफाइल से पवन-प्रवण क्षेत्र का निर्धारण करें। यदि क्षेत्र ज्ञात न हो, तो जीबी/टी 3811-2008 के अनुलग्नक ई के खंड ई.5 के अनुसार पवन-प्रवण क्षेत्र का अनुमान लगाएं।

4. बर्फ और हिम भार

कुछ क्षेत्रों में बर्फ और हिम के भार पर विचार किया जाएगा। बर्फ और हिम के जमाव के कारण हवा की दिशा में बढ़े हुए क्षेत्र पर भी विचार किया जाएगा।

5. तापमान परिवर्तन के कारण उत्पन्न भार

यह खंड सैद्धांतिक है और संदर्भ के लिए दिया गया है। तापमान भार पर सामान्यतः विचार नहीं किया जाता है। हालांकि, कुछ क्षेत्रों में इस पर विचार किया जाना आवश्यक है जहां क्रेन की स्थापना के समय का तापमान उपयोग के समय के तापमान से काफी भिन्न होता है, या बड़े विस्तार वाली स्थैतिक रूप से अनिर्धारित संरचनाओं के मामले में। इसका एक उदाहरण दो कठोर पैरों वाली और 30 मीटर या उससे अधिक के विस्तार वाली गैन्ट्री क्रेन है। ऐसे मामलों में, तापमान परिवर्तन के कारण संरचनात्मक सदस्यों के सीमित विस्तार या संकुचन से भार उत्पन्न होता है। गणना उपयोगकर्ता द्वारा प्रदान की गई प्रासंगिक जानकारी के आधार पर की जा सकती है।

6. क्रेन पर पवन भार के आकलन हेतु जीबी/टी 45680-2025

जीबी/टी 45680-2025, क्रेनें—पवन भार आकलन(चीनी क्रेन मानकों के बारे में प्रश्न)यह क्रेन पर लगने वाले पवन भार की गणना के लिए एक नया विकसित प्रथम संस्करण मानक है। यह ISO 4302:2016 का संशोधित संस्करण (MOD) है। इसे 30 मई, 2025 को जारी किया गया था और यह 1 दिसंबर, 2025 से प्रभावी हुआ। यह सेवा में और सेवा से बाहर दोनों स्थितियों में क्रेनों पर लगने वाले पवन भार की गणना पर लागू होता है।

सेवाकाल के दौरान हवा की गति वह हवा की गति होगी जो क्रेन के सबसे ऊंचे बिंदु पर मापी जाती है।

हवा के भार के आकलन के बाद उपयोग किए जाने वाले उपलब्ध हार्डवेयर का अवलोकन करने के लिए, देखें गैन्ट्री क्रेन विंडप्रूफ डिवाइस एक्सेसरीज़.

क्रिस्टल

क्रेन OEM विशेषज्ञ

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