نصب جرثقیل برجی: چگونه جرثقیل ها کار می کنند، انواع و کاربردهای ساخت و ساز

از جرثقیل ها در ساخت و ساز چه استفاده می شود؟

جرثقیل ها ابزار اصلی حرکت عمودی و افقی مواد در سایت های ساختمانی هستند. آنها فولاد سازه‌ای، پانل‌های بتنی پیش‌ساخته، کارخانه‌های مکانیکی، قالب‌ها و مصالح را به ارتفاعات و موقعیت‌هایی می‌برند که هیچ تجهیزات دیگری نمی‌تواند از نظر اقتصادی به آن برسد. در یک سایت ساختمانی بلند، جرثقیل برجی یکی از چندین گزینه برای جابجایی بارها نیست، بلکه مرکز عملیاتی سایت است و هر تجارت دیگری بر اساس برنامه بالابر خود کار می کند.

وظایف خاصی که جرثقیل ها در ساخت و ساز انجام می دهند عبارتند از: قرار دادن تیرها و ستون های فولادی در هنگام نصب سازه. تعیین موقعیت دال های کف بتنی پیش ساخته، راه پله ها و عناصر نما؛ بالا بردن نیروگاه های مکانیکی و الکتریکی (چیلرها، واحدهای انتقال هوا، مجموعه ژنراتورها) تا سقف یا سطوح کارخانه. جابجایی قالب و کاذب با پیشرفت ساخت کف؛ و تامین بتن به صورت پرش به طبقات بدون دسترسی به پمپ. در پروژه‌های زیرساختی عمرانی بزرگ - پل‌ها، سدها، کارخانه‌های صنعتی - جرثقیل‌ها علاوه بر این، قطعات سنگینی را که ممکن است صدها یا هزاران تن وزن داشته باشند، انجام می‌دهند.

بهره وری یک جرثقیل برجی در چرخه های بالابر در هر شیفت اندازه گیری می شود. ممکن است یک جرثقیل برجی لوفینگ مدرن در یک سایت شهری تنگ تکمیل شود 60-100 بالابر مولد در روز ، هر کدام نشان دهنده موادی است که در غیر این صورت به چندین کارگر و ساعت برای جابجایی دستی نیاز دارند. هزینه از کار افتادن جرثقیل - معمولاً 1500 تا 5000 دلار در روز تنها در هزینه اجاره، قبل از تأثیر ضربه ای بر معاملات وابسته - توضیح می دهد که چرا برنامه ریزی و زمان بندی جرثقیل به عنوان آیتم های مسیر حیاتی در برنامه ریزی ساخت و ساز در نظر گرفته می شود.

جرثقیل ها چگونه کار می کنند: مهندسی پشت آسانسور

یک جرثقیل برجی با ترکیب سه سیستم مکانیکی - بالابر، چرخ دستی (یا مکانیزم لوفینگ) و کشنده - برای قرار دادن بار در فضای سه بعدی بالای سایت کار می کند. درک نحوه عملکرد هر سیستم هم توانایی و هم محدودیت های ماشین را توضیح می دهد.

سیستم بالابر

بالابر با استفاده از یک درام طناب سیمی که توسط یک موتور الکتریکی (معمولاً 30 تا 132 کیلووات بسته به کلاس جرثقیل) از طریق جعبه دنده هدایت می شود، بارها را بالا و پایین می آورد. طناب بالابر روی شیارها در سر بازو و چرخ دستی می گذرد و به بلوک قلاب ختم می شود. سرعت بالابر متغیر است - سریع برای حرکت قلاب خالی، آهسته و قابل کنترل در هنگام فرود بار در فضاهای محدود. جرثقیل های مدرن از درایوهای اینورتر فرکانس استفاده می کنند که سرعت بی نهایت متغیر از 0 تا حداکثر سرعت بالابر را امکان پذیر می کند و جایگزین کنتاکتورهای قدیمی تر پله ای که باعث بارگذاری شوک طناب و نوسان پاندول می شد، می شود.

چرخ دستی و جیب

در جرثقیل برجی با سقف تخت یا سر چکشی، چرخ دستی در امتداد وتر پایینی بازوی افقی زیر درایو موتور چرخ دستی حرکت می کند. حرکت چرخ دستی به سمت داخل یا خارج، شعاع کار را بدون تغییر ارتفاع قلاب تغییر می‌دهد - به اپراتور اجازه می‌دهد تا بار را در هر نقطه در منطقه جارو شده جرثقیل از حداقل شعاع (معمولاً 2 تا 3 متر) به حداکثر شعاع (طول بازوی کامل، معمولاً 40 تا 80 متر در جرثقیل‌های بزرگ) قرار دهد. حداکثر ظرفیت بالابری در حداکثر شعاع همیشه به طور قابل توجهی کمتر از شعاع حداقل است: یک جرثقیل با حداکثر ظرفیت 10 تن ممکن است فقط 2 تا 3 تن را در شعاع کامل بلند کند، زیرا لحظه (نیرو × فاصله از خط مرکزی دکل) عامل محدود کننده است، نه قدرت موتور خام.

مکانیسم کشتار

یاتاقان چرخشی و موتور محرک کل ساختار فوقانی - بازویی، کانتر، کابین و پلت فرم ماشین آلات - را از طریق 360 درجه در اطراف دکل ثابت می چرخاند. سرعت چرخش پایین است (معمولا 0.5-0.8 دور در دقیقه) و عامل محدود کننده در زمان چرخه برای بالابرهایی است که به حرکت زاویه ای زیاد نیاز دارند. بالاست روی کنترجیب (بلوک‌های بتنی پیش‌ساخته، معمولاً 10 تا 30 تن بسته به کلاس جرثقیل) با ممان بارگیری شده مقابله می‌کند و به جای خمش، دکل را در فشرده‌سازی خالص نگه می‌دارد - که شرایط ساختاری است که بخش‌های دکل برای حمل آن طراحی شده‌اند.

انواع جرثقیل برای ساخت و ساز: راهنمای عملی

در ساخت و ساز از چندین نوع جرثقیل مجزا استفاده می شود که هر کدام برای شرایط خاص سایت، نیازهای بار و مدت زمان پروژه مناسب است. انتخاب بین آنها به همان اندازه که یک تصمیم مهندسی است، یک تصمیم تدارکات سایت است.

تاور کرین سر چکشی (بالا چرخان).

رایج ترین نوع جرثقیل برجی در ساخت و سازهای تجاری و بلندمرتبه در سطح جهان. بازوی افقی و جلوپنجره بر روی یک حلقه چرخان در بالای دکل نصب شده اند که نمایه T شکل مشخصه را می دهد. طول جک معمولاً بین 40 تا 80 متر و حداکثر ظرفیت بین 6 تا 20 تن است. جرثقیل های سر چکشی به شعاع چرخشی واضح قابل توجهی نیاز دارند - کل بازو تا 360 درجه حرکت می کند - که آنها را برای مکان های شهری بسیار تنگ که در آن ها بازوی ساختمان ها یا زیرساخت های همسایه قرار دارد نامناسب می کند.

تاور کرین Luffing-Jib

جرثقیل لوفینگ جانشین حرکت چرخ دستی افقی با بازویی است که در زاویه - از نزدیک به افقی تا نزدیک به عمودی - بالا و پایین می‌آورد تا شعاع کار تغییر کند. از آنجایی که بازو به جای افقی به سمت بالا حرکت می کند، به فاصله افقی بسیار کمتری هنگام چرخاندن نیاز دارد، که آن را به گزینه استاندارد برای مکان های شهری متراکم، ساخت و ساز زیرزمین و پروژه هایی تبدیل می کند که در آن جرثقیل های متعدد باید در مجاورت و بدون خطر برخورد کار کنند. مبادله تغییر شعاع کندتر است (لوف کردن یک بازو بیشتر از ترولی طول می کشد) و هزینه جرثقیل بالاتر است.

تاور کرین خود نصب

جرثقیل های برجی کوچکتر (معمولاً تا ظرفیت 6 تن، بازوی 30 تا 40 متری) که می توانند روی یک کامیون استاندارد حمل شوند و توسط یک خدمه کوچک بدون جرثقیل متحرک، با استفاده از مکانیزم های تاشو هیدرولیک داخلی نصب شوند. آنها در ساخت و سازهای مسکونی با ارتفاع کم تا متوسط، پروژه های نوسازی، و مکان هایی که هزینه و تدارکات نصب جرثقیل برجی کامل با مقیاس پروژه نامتناسب است، استفاده می شود.

جرثقیل متحرک (تمام زمین و خزنده)

جرثقیل های متحرک به فونداسیون ثابت نمی شوند و می توان آنها را در طول پروژه تغییر مکان داد. جرثقیل های تمام زمینی با قدرت خود در جاده ها حرکت می کنند. جرثقیل های خزنده روی مسیر حرکت می کنند و برای شرایط زمین نرم و بالابرهای بسیار سنگین مناسب هستند. جرثقیل های متحرک برای نصب فولادی در سازه های کم ارتفاع، بالابرهای کارخانه، نصب بتن پیش ساخته و هر کاربرد که در آن جرثقیل برجی ثابت قابل توجیه نباشد استفاده می شود. برای یک بالابر بسیار سنگین - قرار دادن تیر پل، برپایی برج خنک کننده، نصب کارخانه مکانیکی سنگین - جرثقیل خزنده بزرگ (ظرفیت 500 تا 3000 تن) اغلب تنها گزینه عملی است.

دریک کرین و واحد تعمیر و نگهداری ساختمان

جرثقیل های دریک جرثقیل های جمع و جور و با ظرفیت بالایی هستند که برای بالا رفتن از سطح یک ساختمان تکمیل شده طراحی شده اند و معمولاً در سازه های فوق بلند که در آن جرثقیل های برجی معمولی نمی توانند از نظر اقتصادی به طبقات بالا برسند استفاده می شود. واحدهای تعمیر و نگهداری ساختمان (BMUs) عملکرد مرتبطی را در ساختمان های تکمیل شده برای دسترسی به نما و تمیز کردن پنجره ها انجام می دهند، اما در مفهوم اولیه جرثقیل ساختمانی نیستند.

تاور کرین نصب: چگونه جرثقیل ها در سایت مونتاژ می شوند

نصب تاور کرین یکی از مهمترین عملیات فنی در لجستیک ساخت و ساز است. یک جرثقیل برجی بزرگ در 20 تا 40 کامیون از قطعات - بخش‌های دکل، پانل‌های بازویی، جلوپنجره، سکوی ماشین‌آلات، مجموعه چرخان، کابین، بلوک‌های بالاست و پیچ‌های لنگر فونداسیون - به محل می‌رسد و معمولاً باید در طول 1 تا 3 روز برای یک کرانه متوسط ​​مونتاژ شوند.

توالی نعوظ از یک پروتکل ثابت پیروی می کند:

1. آماده سازی فونداسیون: یک لنت فونداسیون بتن مسلح - معمولاً 5×5 متر تا 8×8 متر در پلان و 1.5-2.5 متر عمق - با پیچ های لنگر تعبیه شده مطابق با مشخصات سازنده جرثقیل ریخته می شود. فونداسیون باید قبل از شروع نعوظ به استحکام کامل طراحی برسد که معمولاً به 28 روز پخت نیاز دارد.
2. دکل پایه و مجموعه چرخان: جرثقیل متحرک بخش(های) دکل پایه را بلند می کند و آنها را به مجموعه لنگر فونداسیون می پیچد. سپس حلقه چرخان، میز گردان و پلت فرم ماشین آلات بلند شده و در بالای دکل پایه مونتاژ می شوند.
3. مونتاژ جيب و كنترجيب: بازوی افقی در بخش هایی بر روی زمین در کنار جرثقیل مونتاژ می شود، سپس به عنوان یک واحد کامل توسط جرثقیل کمکی متحرک بلند می شود و به مجموعه چرخنده پیچ می شود. کانترجیب به طور جداگانه مونتاژ و بلند می شود. بلوک های بالاست قبل از کشش بازوی روی کانترجیب بارگذاری می شوند.
4. آبگیری و راه اندازی: طناب بالابر از طریق شیارهای سر و بلوک قلاب باز می شود، تمام اتصالات الکتریکی انجام می شود، سوئیچ های محدود تنظیم می شوند و جرثقیل تحت نظارت نماینده سازنده جرثقیل یا یک بازرس واجد شرایط قبل از ورود به سرویس، بارگذاری می شود.

جرثقیل ها چگونه بر بالای آسمان خراش ها قرار می گیرند؟ روند صعود

رایج ترین سوال در مورد جرثقیل های برجی - جرثقیل ها چگونه بر بالای آسمان خراش ها قرار می گیرند - یک پاسخ مهندسی ظریف دارد: جرثقیل با استفاده از یک قاب کوهنوردی هیدرولیک خودش را بالا می‌برد.

تمام جرثقیل های برجی بالاتر از یک ارتفاع معین با الف طراحی می شوند یقه کوهنوردی - یک قاب فولادی که دکل را درست در زیر مجموعه چرخان احاطه کرده و مجهز به قوچ های هیدرولیک است. هنگامی که ساخت و ساز ساختمان به ارتفاعی می رسد که جرثقیل نیاز به بالا بردن دارد، روند صعود به شرح زیر انجام می شود:

1. یقه کوهنوردی درگیر می‌شود و قوچ‌های هیدرولیک امتداد می‌یابند و کل ساختار فوقانی (مجموعه چرخشی، بازویی، جلوپنجره، کابین، بالاست) را با یک ارتفاع بخش دکل - معمولاً 3-6 متر بالا می‌برند.
2. یک بخش دکل جدید با استفاده از بالابر خود جرثقیل بلند می شود، در شکاف ایجاد شده توسط یقه کوهنوردی چرخانده می شود و توسط خدمه نصب که روی سکوهای دسترسی به دکل کار می کنند، در موقعیت خود پیچ ​​می شوند.
3. قوچ های هیدرولیک جمع می شوند و ساختار بالایی را روی قسمت دکل جدید پایین می آورند. یقه کوهنوردی جدا می شود و برای صعود بعدی تغییر مکان می دهد.

این فرآیند خودبالایی را می توان به تعداد دفعات مورد نیاز با بالا آمدن ساختمان تکرار کرد. برج‌های فوق‌بلند - برج خلیفه، برج شانگهای، مرکز تجارت جهانی وان - به جرثقیل‌های برجی خود نیاز داشتند که ده‌ها بار در طول ساخت‌وساز بالا بروند. جرثقیل های برج خلیفه (828 متر) به ارتفاعات بیش از حد صعود کردند 600 متر بالاتر از سطح زمین در طول مراحل ساخت و ساز طبقه فوقانی.

برای ساختمان‌های بسیار بلند، جرثقیل‌ها نیز در فواصل منظم - معمولاً هر 30 تا 50 متر ارتفاع دکل آزاد - به ساختار ساختمان متصل می‌شوند. کراوات دکل یا ساخت لنگرها : قاب های فولادی جوش داده شده یا پیچ شده به قاب سازه یا دیوارهای هسته که دکل جرثقیل را به صورت جانبی در برابر بارهای باد مهار می کند. این اتصالات به جرثقیل اجازه می دهد تا بسیار بلندتر از ظرفیت ایستادن آزادانه آن باشد و به عنوان عناصر ساختاری بسته کار موقت طراحی و تأیید شده است.

تاریخچه جرثقیل های برجی: از چرخ های رومی تا کنترل دیجیتال

این تاریخچه جرثقیل های برجی یک قوس 2000 ساله از ماشین‌های الواری با نیروی انسانی تا سازه‌های فولادی کنترل شده دیجیتالی است که قادر به بلند کردن 100 تن تا 800 متر است.

این Romans used wooden cranes with treadwheels — large wooden drums walked by slaves or laborers — to lift stone blocks during temple and aqueduct construction. Medieval cathedral builders extended this principle with gin poles and shear-leg derricks to erect stone towers and place carved elements. These machines operated on the same fundamental principles as modern cranes: mechanical advantage through pulley multiplication, and rotational motion converted to vertical lift.

این first recognizably modern tower crane — a fixed-mast machine with a rotating horizontal jib and electric hoist — appeared in Germany in the early 20th century, developed to serve the rapid expansion of industrial and residential construction in the Weimar and post-war periods. Liebherr, founded in 1949 by Hans Liebherr in Kirchdorf an der Iller, Bavaria, played a defining role in the commercialization of the tower crane in Europe with the introduction of the TK 10 in 1949 — a transportable tower crane that could be erected without a separate assist crane, opening the technology to smaller contractors and sites.

این 1960s and 1970s saw rapid development of self-climbing systems, larger capacity classes, and the spread of tower crane use from Europe to construction industries worldwide. The introduction of frequency inverter drive systems in the 1980s and 1990s transformed crane controllability, replacing jerky stepped-speed operation with smooth, variable-speed motion that dramatically reduced load swing and operator fatigue. Anti-collision systems — using radio transponders and programmable limit zones — became standard in the 1990s and 2000s as urban construction projects routinely required multiple cranes operating in overlapping radius zones.

جرثقیل های برجی نسل فعلی دارای نشانگرهای لحظه بار با نمایشگر دیجیتال بلادرنگ، تله متری نظارت از راه دور که داده های عملیاتی را به شرکت استخدام کننده و مدیریت سایت منتقل می کند، قابلیت بهره برداری از راه دور اختیاری، و به طور فزاینده کمک آسانسور نیمه مستقل سیستم‌هایی که از GPS، لیزر و اندازه‌گیری اینرسی برای خنثی کردن چرخش قلاب و کمک به قرار دادن دقیق استفاده می‌کنند. مهندسی اساسی تغییر نکرده است - بالابر، چرخ دستی، موتور - اما دقت، ایمنی، و شفافیت داده‌های ماشین مدرن بسیار فراتر از آن چیزی است که حتی 30 سال پیش ممکن بود.

جداسازی تاور کرین: چگونه جرثقیل پایین می آید

برچیدن یک جرثقیل برجی - معکوس نصب - یک چالش لجستیکی است که اغلب در برنامه ریزی پروژه دست کم گرفته می شود. هنگامی که یک ساختمان تا حد زیادی محصور می شود، جرثقیل که در ساخت آن خدمت کرده است نمی تواند به سادگی از بالا بلند شود. جرثقیل باید برعکس دنباله صعود خود پایین بیاید و بخش های دکل را از بالا جدا کند تا زمانی که دکل به اندازه کافی کوتاه شود تا جرثقیل متحرک بتواند بازو و مجموعه بالایی را در سطح زمین از بین ببرد.

در ساختمانی که جرثقیل در داخل هسته سازه بالا رفته است - یک پیکربندی رایج در ساختمان های مرتفع با هسته بتنی که در آن جرثقیل در فضای خالی هسته سرویس قرار می گیرد - مرحله نهایی برچیدن جرثقیل مستلزم آن است که جرثقیل به اجزای آنقدر کوچک تبدیل شود که توسط یک جرثقیل داخلی کوچکتر یا بالابر از طریق یک بازشوی کامل طبقه بندی شده پایین بیاید. این افتتاحیه به نام a سوراخ پرش جرثقیل ، از ابتدا در نقشه های سازه طراحی شده است و پس از برداشتن جرثقیل با پانل پرکننده بتنی پر می شود.

این planning for crane removal begins at the project design stage — not at practical completion. The sequence of tied anchorage removal, temporary works for the jump hole, and mobile crane access at ground level are all scheduled as critical path activities in the project close-out program. On complex urban projects with multiple climbing cranes and tight street access, crane removal planning can be as technically demanding as the initial erection.