Расчет ветровой нагрузки на мостовой кран: полное руководство по скорости ветра, ветровому давлению и расчетным пределам.

Дата: 15 июля 2026 г.

Оглавление

Расчет ветровой нагрузки на мостовой кран является одним из важнейших аспектов проектирования конструкции крана и обеспечения безопасной эксплуатации на открытом воздухе. Независимо от того, проектируете ли вы кран или нет, это может быть связано с другими аспектами. мостовые краны, козловые краныПри проектировании и эксплуатации кранов типа RTG, RMG или контейнерных кранов типа «судно-берег» инженеры должны точно определить расчетную скорость ветра, ветровое давление и предельные значения рабочей ветровой нагрузки, чтобы обеспечить прочность конструкции, устойчивость и защиту от опрокидывания. Неправильные расчеты ветровой нагрузки могут привести к чрезмерному напряжению в конструкции, сходу крана с рельсов, скольжению, опрокидыванию или серьезному повреждению оборудования во время сильного ветра или тайфуна.

Полное руководство по расчету ветровой нагрузки на мостовой кран: скорость ветра, ветровое давление и расчетные пределы.

В данном руководстве изложены инженерные принципы расчета ветровой нагрузки на краны на основе стандартов GB/T 3811-2008, GB/T 6067.1-2010, GB/T 28591-2012 и GB/T 43237-2023, включая формулы расчета ветрового давления, пересчет скорости ветра, классификацию ветровых нагрузок по шкале Бофорта, категории тайфунов и предельные значения рабочей скорости ветра для различных типов кранов.

*Таблица 1. Расчетные параметры скорости ветра для проектной спецификации крана.*

1. Требования к анемометру и сигнализации скорости ветра.

Для высотных кранов, эксплуатируемых на открытом воздухе, анемометр должен быть установлен на возвышенном месте с наветренной стороны крана. (GB/T 6067.1, пункт 9.6.1.1)
Высотные краны, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны быть оборудованы устройством сигнализации о скорости ветра, отображающим мгновенную скорость ветра, и должны подавать сигнал тревоги, когда сила ветра превышает расчетный порог скорости ветра в процессе эксплуатации. (Пункт 9.6.1.2)
Эксплуатация крана запрещена, если скорость ветра превышает максимальную рабочую скорость ветра, указанную производителем. (Пункт 17.1)

2. Расчетная скорость ветра и расчетное ветровое давление

Расчетное ветровое давление в процессе эксплуатации делится на два уровня:

pⅠ — расчетное давление воздуха в нормальных условиях эксплуатации, используется для выбора мощности двигателя (расчет сопротивления и проверка тепловых характеристик).
pⅡ — максимальное расчетное ветровое давление в процессе эксплуатации, используемое для проверки прочности, жесткости и устойчивости конструктивных элементов, проверки перегрузочной способности привода, а также для оценки противоопрокидывающей устойчивости и противоскользящей безопасности в процессе эксплуатации.

pⅠ = 0,6 × pⅡ

Расчетное ветровое давление pⅢ вне эксплуатации — это максимальное ветровое давление, которое кран должен выдерживать в нерабочем состоянии. Оно используется для проверки прочности крана вне эксплуатации, проверки устойчивости к опрокидыванию, а также для проектирования рельсовых зажимов, анкерных устройств и противоштормовых шпал.

Фундаментальная зависимость между давлением ветра и скоростью ветра (применимая как в условиях эксплуатации, так и вне её):

p = 0,625 × Vs²

Символ	Значение	Единица
п	Расчетное ветровое давление	Н/м²
Против	Расчетная скорость ветра (порывы в 3 секунды)	РС

Таблица 2. Расчетное ветровое давление и расчетная скорость ветра в процессе эксплуатации (Источник: GB/T 3811-2008, Таблица 15)

Ключевые отношения конверсииРасчетная скорость ветра Vs — это порыв ветра длительностью 3 секунды, измеренный на высоте 10 м на открытой местности. В условиях эксплуатации Vs = средняя скорость ветра за 10 минут × 1,5 (см. Таблицу 3). В условиях вывода оборудования из эксплуатации Vs = средняя скорость ветра за 10 минут × 1,4 (см. Таблицу 4). Средняя скорость ветра за 10 минут — это эталонное значение по метеорологической шкале силы ветра.

Таблица 3. Взаимосвязь между расчетным давлением ветра p, скоростью порывов ветра на 3 с и средней скоростью ветра за 10 мин Vp, а также шкалой силы ветра. — Таблица 3. Взаимосвязь между расчетным давлением ветра p, скоростью порывов ветра за 3 секунды Vs, средней скоростью ветра за 10 минут Vp и шкалой силы ветра (Источник: GB/T 3811-2008, таблица E.1).

Таблица 4. Расчетное ветровое давление и расчетная скорость ветра вне эксплуатации (Источник: GB/T 3811-2008, Таблица 18)

Основной вывод

Из таблиц 2 и 3, для кранов, работающих в нормальных ветровых условиях:

Максимальное расчетное ветровое давление: 250 Н/м²
Максимальная расчетная скорость ветра (порывы): 20 м/с
Соответствующая сила ветра: 6 баллов.

Именно поэтому сигнализация о скорости ветра должна срабатывать при силе порывов в 6 баллов — это предельная скорость порывов, на которую рассчитана конструкция крана и его устойчивость в нормальных условиях эксплуатации.

Из таблицы 4, для стационарных кранов, выведенных из эксплуатации:

Минимальное расчетное ветровое давление в нерабочем состоянии: 500 Н/м²
Минимальная расчетная скорость ветра (порывы) для вывода объекта из эксплуатации: 28,3 м/с
Соответствующая сила ветра: 8 баллов по шкале Бофорта.

Именно поэтому кран должен быть закреплен с силой 8 баллов по шкале Бофорта — это минимальное расчетное условие, при котором кран выходит из строя для речных кранов.

3. Классификация силы ветра по шкале

3.1 Терминология

скорость ветра: горизонтальное расстояние, пройденное по воздуху за единицу времени. Общепринятые единицы измерения: м/с, км/ч или узлы. (GB/T 28591-2012)
сила ветраИнтенсивность ветра, обычно выражаемая в единицах шкалы силы ветра. Шкала Бофорта используется на международном уровне. (GB/T 28591-2012)

3.2 Шкала силы ветра

Per GB/T 28591-2012 Шкала силы ветраСила ветра классифицируется по 18 уровням: от 0 до 17.

*Таблица 5. Классификация силы ветра по шкале (Источник: GB/T 28591-2012)*

3.3 Шкала силы ветра Бофорта

Шкала Бофорта была разработана Фрэнсисом Бофортом (1774–1857) в 1805 году и расширена в 1946 году. Она соотносит уровни силы ветра с наблюдаемыми особенностями поверхности земли.

Шкала силы ветра Бофорта 6able 6 с учетом особенностей местности — *Таблица 6. Шкала силы ветра Бофорта с учетом особенностей местности (Источник: GB/T 28591-2012)*

4. Классификация тайфунов

Тайфуны классифицируются по пяти уровням интенсивности: тропический шторм, сильный тропический шторм, тайфун, сильный тайфун и супертайфун. Максимальные средние скорости ветра вблизи центра и соответствующие характеристики поверхности суши подробно описаны в таблице 7.

Таблица 7. Категории тайфунов — максимальная средняя скорость ветра вблизи центра и особенностей местности (Источник: GB/T 43237-2023)

5. Ограничения скорости ветра при работе крана по типам.

#	Тип крана	Стандарт	Ограничение на время эксплуатации	Лимит неработоспособности
1	Универсальный козловой кран	GB/T 14406-2011	Внутренние районы ≤150 Па (F5), прибрежные районы ≤250 Па (F6)	—
2	Электрический подъемный козловой кран	JB/T 5663-2008	Внутренние районы ≤150 Па (F5), прибрежные районы ≤250 Па (F6)	≤800 Па (F10)
3	контейнерный кран RTG	GB/T 14783-2009	≤20 м/с (F6)	≤44 м/с (F11)
4	Контейнерный кран RMG	GB/T 19683-2005	≤20 м/с (F6)	—
5	Контейнерный кран типа «судно-берег»	GB/T 15361-2009	≤20 м/с (F6)	≤50 м/с (F12)
6	Портальный кран для судостроения	GB/T 27997-2011	≤250 Па (F6)	≤1000 Па (F11); прибрежная якорная стоянка ≥55 м/с (F13)
7	Разгрузчик грейферных судов мостового типа	GB/T 26475-2021	≤20 м/с (F6)	≤49 м/с (F12); прибрежная якорная стоянка ≥55 м/с (F13)
8	Портальный кран	GB/T 29560-2013	Per GB/T 3811 Таблица 15	Per GB/T 3811 Таблица 18
9	Машина для монтажа балок моста	GB/T 26470-2011	Преодоление давления ≥150 Па (F5), возведение конструкций с давлением ≥250 Па (F6)	≥1200 Па (F11)
10	Башенный кран	GB/T 5031-2019	≤20 м/с (F6); эрекция ≤12 м/с (F5)	См. Таблицу 8
11	Автокран	JB/T 9738-2015	≤14,1 м/с (F5); убрать стрелу со скоростью ≥15,5 м/с; убрать гик со скоростью ≥20 м/с (F6)	—
12	Козловой кран гидроэлектростанции	JB/T 6128-2008	См. Таблицу 9	См. Таблицу 9

Таблица 8. Расчетное ветровое давление и скорость ветра для козлового крана гидроэлектростанции в нерабочем состоянии (Источник: JB/T 6128-2008)

ПримечаниеУказанные в пунктах 1–12 скорости ветра являются расчетными скоростями ветра — то есть, скоростью порывов ветра за 3 секунды, что в 1,5 или 1,4 раза превышает эталонные значения метеорологической классификации силы ветра. Для типов кранов, не указанных в списке, обратитесь к соответствующему стандарту на продукцию.

6. Сводка по расчетам ветровой нагрузки на мостовой кран

Сила ветра	Пороговое значение (среднее значение за 10 минут)	3 с Порыв ветра против	Расчетное ветровое давление	Необходимые действия
Сила 6	10,8–13,8 м/с	20 м/с	250 Н/м²	Сигнал тревоги — кран работает на пределе своих проектных возможностей; оповестить оператора о необходимости следить за ситуацией и подготовиться.
Сила 7	13,9–17,1 м/с	~22–25 м/с	—	Остановка и блокировка — скорость ветра превысила расчетные пределы работы подавляющего большинства кранов; остановить всю работу, предотвратить ручное управление.
Сила 8	17,2–20,7 м/с	28,3 м/с	≥500 Н/м²	Закрепите якорь — при ветре силой тропического шторма; задействуйте все рельсовые зажимы, анкерные устройства и страховочные тросы.

В особых случаях, таких как ветроустойчивые портовые краны, военные краны и спасательные краны, могут действовать другие пороговые значения. Для всех стандартных мостовых и козловых кранов действует правило 6/7/8.

7. Расчет ветровой нагрузки на мостовой кран: ключевые инженерные выводы.

Точный расчет ветровой нагрузки на мостовой кран имеет основополагающее значение для безопасного проектирования, эксплуатации и технического обслуживания подъемного оборудования, используемого на открытом воздухе. Правильно определив расчетную скорость ветра, ветровое давление, комбинации нагрузок и предельные значения ветровой нагрузки, инженеры могут оптимизировать конструкцию, повысить устойчивость к опрокидыванию и выбрать соответствующие ветрозащитные устройства, такие как анемометры, рельсовые зажимы, анкерные системы и крепления к непогоде. Понимание взаимосвязи между метеорологическими данными о ветре, расчетным ветровым давлением и условиями эксплуатации крана не менее важно для предотвращения отказов, связанных с ветром, и обеспечения безопасных подъемных работ.

Следование методам расчета и требованиям к проектированию, указанным в GB/T 3811, а также положениям по технике безопасности GB/T 6067.1 и применимым стандартам на крановую продукцию, позволяет производителям, проектировщикам и группам технического обслуживания разработать надежные процедуры оценки ветровой нагрузки для мостовых кранов, козловых кранов, козловых кранов, кранов типа «судно-берег» и другого подъемного оборудования, используемого на открытом воздухе. Правильный расчет ветровой нагрузки не только повышает безопасность эксплуатации, но и продлевает срок службы оборудования и повышает долгосрочную надежность в суровых условиях окружающей среды.

Основные эталонные стандарты(Запрос по китайским стандартам кранов):

GB/T 6067.1-2010 Правила техники безопасности для подъемных устройств — Часть 1: Общие положения
GB/T 3811-2008 Правила проектирования кранов
GB/T 43237-2023 Руководство по предотвращению чрезвычайных метеорологических ситуаций — Тайфун
Шкала ветров GB/T 28591-2012

кристалл

OEM-эксперт по кранам

Имея 8-летний опыт настройки подъемного оборудования, помог более чем 10 000 клиентам решить вопросы и проблемы перед продажей. Если у вас есть какие-либо соответствующие потребности, пожалуйста, свяжитесь со мной!

Ватсап: +86 199 1373 9708

Электронная почта: krystalli@kscranegroup.com

ТЕГИ: Анемометр,Проектирование кранов,Безопасность кранов,Козловой кран,GB/T 3811,мостовой кран,Классификация тайфунов,Шкала силы ветра,Защита от ветра,Сигнализация скорости ветра