ما هي الرافعات البرجية؟

تعد الرافعة البرجية، جزء حيويا من إنشاء المباني الشاهقة والهياكل الضخمة والمشروعات المعقدة. وتستخدم هذه الآلة لنقل الأحمال والتجهيزات الثقيلة إلى ارتفاعات عالية. ويجب تصميم الرافعات البرجية بدقة، لتعطي أفضل الأداء أثناء العمل، فضلا عن أن تكون آمنة. تابعونا للمزيد من التعرف على الرافعات البرجية.

تعريف الرافعة البرجية

إن الرافعة البرجية ((Tower Crane تدعم الهيكل الذي هو قيد الإنشاء. وهذا الدعم يعني نقل المعدات والوسائل ومواد البناء من موقع إلى اخر.

وتتكون الرافعة البرجية من القاعدة الرئيسية التي يتم تركيبها على أرضية خرسانية تعمل على دعم الرافعة. وتملك الرافعة ثلاثة أجزاء في أعلى وحدة الإدارة وهي: ذراع الرافعة الأفقي الطويل (أو الذراع العامل) والذراع الآلي الأفقي الأصغر الذي يحتوي على محركات الرافعة بالإضافة إلى الآلات الكهربائية وأوزان القاعدة الخرسانية الكبيرة ومركبة العمل. يذكر أن زاوية الدوران للذراع الأفقي تبلغ 360 درجة.

وتستخدم الرافعات البرجية بشكل عام في الحالات التالية:

  • بناء السدود
  • بناء الجسور
  • تشييد المباني الشاهقة
  • إنشاء المباني السكنية والإدارية والتجارية
  • الصناعات ومحطات الطاقة والمصانع

\

 

نبذة تاريخية عن الرافعات البرجية

وقد أخترعت أول رافعة في اليونان القديمة لنقل الأحجار والصخور الكبيرة والثقيلة التي كانت تستخدم في عملية البناء والتشييد.  وسرعان ما استعملت هذه الأداة القوية في روما ومصر. وطيلة تاريخ الإنشاءات والتشييد، تطورت الرافعات من حيث القدرة والحجم، لتساعد المطورين والبنائين على إنجاز أعمالهم بشكل أسرع وأكثر أمانا وقوة.

وتعتبر الرافعات البرجية في الوقت الحاضر من أكبر الرافعات في العالم. إن تطوير هذه الرافعات يعود إلى عقد الخمسينيات من القرن الماضي (1950)، عندما كانت ناطحات السحاب تتحول إلى طراز للبناء والتشييد العصريين.

وحتى عام 1970، كانت الرافعات البرجية تستمد طاقتها من القدرة الهيدروليكية، لكن الكهرباء تحولت في هذا  العقد إلى مصدرها الرئيسي للطاقة. إن الكهرباء تضفي للرافعة البرجية قدرة وسرعة أكبر، لتوفر الطاقة اللازمة لنقل المعدات والوسائل الثقيلة.

وتتوزع الرافعات البرجية في الوقت الحاضر إلى أنواع مختلفة تستخدم في التطبيقات المختلفة. إن التكنولوجيا الهندسية المتقدمة، تسهم في تطوير هذه الصناعة. وإجمالا، فان سهولة النقل والتجميع وكذلك زيادة الفاعلية وتطوير الأداء، أسهم في أن ترتفع المباني مدعومة بالرافعات البرجية لتناطح عنان السماء يوما بعد يوم.

أجزاء وتركيبات الرافعة البرجية

وتتكون الرافعات البرجية بشكل عام من ثلاثة أجزاء رئيسية هي كما يلي:

الأساس: وهو الجزء الأكثر أهمية في الرافعة إذ يدعم هيكلها بالكامل. ويتصل هيكل الرافعة بقاعدة خرسانية كبيرة تصب قبل بضعة أسابيع من بداية تجميع الرافعة وتثبت الرافعة فيها وتتحمل مجمل وزنها.

السارية أو  العمود الحامل: ويتألف من مجموعة الأعمدة الشبكية التي تؤمن للرافعة الارتفاع اللازم لعملها، وبدلًا من عمود واحد، تُستخدم مجموعة أعمدة مترابطة معًا وبالمكونات الأخرى للرافعة. ويؤمّن الأساس والعمود الحامل الثبات للرافعة ويمنعان انقلابها ويمنحانها القوة لمقاومة القوى الجانبية مثل الرياح والزلازل.

وحدة الدوران: تتكون من ترس ومحرك تركب على أعلى السارية وتسمح للرافعة بالدوران على امتداد محورها. وهذه الوحدة تتكون بدورها من ثلاثة أقسام هي:

  1. ذراع الرافعة الأفقي الطويل أو الذراع العامل: وهو الجزء الذي يحمل الثقل. ويضم الخطاف والعربة التي توضع عليها الحمولات.
  2. الذراع الآلي الأفقي الأصغر: وهو يحتوي على محركات الرافعة بالإضافة إلى الآلات الكهربائية والتحكم الإلكتروني وأوزان القاعدة الخرسانية لحفظ التوازن.
  3. حجرة التشغيل: مركز التحكم بالرافعة وتتصل بوحدة الدوران، ويستقر فيها عامل التشغيل لقيادة الرافعة والتحكم بها.

المساحة الداخلية للرافعة البرجية
المساحة الداخلية للرافعة البرجية

مواصفات الرافعة البرجية

إن جميع الرافعات البرجية تتمتع عادة بمواصفات متشابهة، لكن يجب الانتباه إلى أنه قد تكون هناك تباينات طفيفة وذلك حسب الموديل والجهة المُصنعة. وعلى أي حال، فان مواصفات وخصائص الرافعة البرجية هي كالتالي:

  •   الارتفاع الأكبر غير المدعّم: 265 قدماً أو 80 مترا (وتستطيع الرافعة أن تصل إلى ارتفاع أعلى بكثير من هذا الرقم إذا ما تمّ ربطها بالبناء حيث يرتفع البناء حول الرافعة).
  • مقدار الوصول الأكبر في الارتفاع: 230 قدماً أو 70 مترا.
  • قدرة الرفع الكبرى للرافعة البرجية:  19.8 طن أو 18 طناً قياسياً مترياً
  • وزن المقاومة: 20 طناً أو16.3 طن متري.

وتجب معرفة أن مدى الثقل الأكبر الذي تستطيع الرافعة حمله يبلغ 18 طناً، لكنها لا تستطيع رفع مثل هذا الوزن إذا تم وضع الثقل في نهاية الذراع العامل. وكلما كان الثقل أقرب إلى السارية كلما أصبح بمقدور الرافعة رفع وزن أكثر.

ويستخدم عامل التشغيل في الرافعة، مفتاحي تحديد لتأمين عدم وصول الثقل (العامل الميكانيكي) إلى ما يزيد عن الثقل الأعلى للرافعة، المفتاح الأول هو مفتاح الثقل الأعلى ويعمل على التأكد من عدم زيادة الوزن عن 18 طناً. والمفتاح الثاني، هو مفتاح  لحظة الثقل ويعمل للتأكد من عدم زيادة نسبة “الطن ـ متر” الخاصة بالرافعة عندما يتم تحريك الوزن عبر ذراع الرافعة.

ومن الأهمية بمكان رصد الحالة الجوية في مواقع البناء، لا سيما أثناء استخدام الرافعة البرجية. إن رياحا شديدة يمكن أن تزعزع هيكل الرافعة البرجية، وتؤدي إلى سقوط الأحمال إلى الأسفل. ويتعين على مدراء المشروع دراسة توقعات حالة الطقس، وتجنب رفع الأحمال في ظروف الطقس غير الملائم.

الرافعة البرجية أثناء العمل
الرافعة البرجية أثناء العمل

فوائد الرافعة البرجية

إن الرافعات  البرجية تتيح للقائمين على مشروعات البناء، مواجهة أصعب العمليات التنفيذية في موقع العمل. وقد يتعاملون مع حالات بما فيها رفع حديد الشيلمان ووضعه في موقعه وكذلك حمل مواد البناء ونقل المعدات والآلات الثقيلة وصب خرسانة جزء من الهيكل والعديد من الحالات الأخرى.

إن تنفيذ الحالات آنفة الذكر، تكتسي أهمية بالغة لمواقع البناء ومجمل صناعة الإنشاءات. وتتيح الرافعات البرجية للمطورين إمكانية تشييد مبانٍ أكثر علوا بأساليب أكثر ثباتا في المساحات الحضرية الضيقة جدا. كما أنها تتيح تنفيذ أعمال البناء والتشييد بشكل أسرع وأكثر فاعلية وبتكلفة أدنى.

إن أفضل ميزة لاستخدام الرافعة البرجية تتمثل على الأرجح في أنها تخفض تكلفة العمالة. وللإنجاز الأسرع للمشروعات، لن تكون ثمة حاجة لتوظيف المزيد من العمال، لان هذه الرافعات البرجية المتطورة، تقوم بتبسيط الأعمال. إن التوفير في التكاليف وإمكانية التنفيذ الأسرع والأكثر فاعلية للعمل، يعد من المزايا الرئيسية لاستخدام الرافعات البرجية.

أنواع الرافعات البرجية

وتنقسم الرافعات إلى الأنواع التالية:

رافعة ذراعية (Hammerhead Crane)

وفي الرافعة الذراعية، هناك ذراع أفقية تتصل بسارية عمودية. ويمتد أحد طرفي الذراع بصورة أفقية على موقع العمل، بينما يحتوي الطرف الاخر على أوزان التعادل.

وتتحرك عربة كهربائية يُحتفظ فيها بكيبلات المصعد، على امتداد الذراع، لتساهم في نقل التجهيزات. ويجلس عامل التشغيل في حجرة التشغيل الكائنة عند تقاطع الذراع والسارية. ويحتاج هذا النوع من الرافعات إلى رافعة ثانية من أجل فك وفصل الأجزاء في موقع العمل.

رافعة ذاتية التركيب (Self-Erecting Tower Cranes)

إن الرافعة ذاتية التركيب، يمكن فكها في الموقع من دون الحاجة إلى رافعة ثانية. إن هذه الميزة، مهمة للغاية أثناء التشغيل وخفض تكاليف المشروع.

وتملك بعض موديلات هذه الرافعات، حجرة تشغيل في الذراع. إن الرافعات ذاتية التركيب، يتم التحكم بها غالبا من على الأرض وعن بعد. إن هذا النوع من الرافعات، مستقل عادة ويمكن تجهيزه في موقع العمل لإنجاز عملية النقل.

رافعة بذراع سفلي التمفصل (لوفينغ) ((Luffing Jib Tower Crane

ويتم استخدام رافعة لوفينغ في المساحات الحضرية الضيقة، حيث لا تتوافر مساحة كافية لدوران الذراع. وبينما تملك معظم الرافعات، ذراعا أفقيا ثابتا، فان بمقدور عامل التشغيل تحريك الذراع سفلي التمفصل إلى الأعلى والأسفل ليسمح بخفض شعاع عمل الرافعة.

إن رافعة لوفينغ لا تستخدم عربة كهربائية، بل تعمل عند الحاجة إلى المصاعد الأقرب إلى البرج، على تحريك الذراع إلى الأعلى والأسفل. وبسبب تعقيد هذا النوع من الرافعات، فانها تكون باهظة التكاليف، وتستخدم في حالات الضرورة القصوى.

كيف يمكن زيادة ارتفاع الرافعات البرجية؟

إن أحد الأسئلة الأكثر شيوعا والذي يطرح غالبا، هو كيف يتم تركيب الرافعات البرجية. ولا بد من القول أن الرافعة البرجية تصنع على غرار الأحجية قطعة فقطعة. ويتم نقل الأجزاء المختلفة إلى موقع العمل على متن الشاحنات، وبالتالي تجميعها بواسطة الرافعة المتحركة. ويتم بداية صبّ القاعدة الخرسانية للرافعة، ومن بعدها يُقام البرج.

وطريقة زيادة الارتفاع تتمثل في أن الرافعة البرجية تُجهز لتبني نفسها بإضافة أعمدة شبكية إلى عمودها الحامل، ولتحقيق ذلك، يُثبَّت إطار رفع حول الجزء العلوي من العمود الحامل، ثم تُفك وحدة الدوران وبقية الأجزاء من العمود الحامل وتُثبت بإطار الرفع، الذي يرفع هذه الأجزاء بواسطة مكابس هيدروليكية كبيرة. تُستخدم الفجوة المتكونة لتثبيت عمود إضافي، يُسحب إلى موقعه بواسطة الرافعة نفسها.

وفي هذه المرحلة، يقوم المتخصصون بتركيب القسم الذي يعمل على زيادة الارتفاع لتوصيل القسم الأفقي بالقسم الجديد والجزء السفلي، وفي هذه الحالة، نشهد زيادة الارتفاع بمقدار عدة أمتار. ومن ثم تستقر طاولة الدوران والحجرة في مكانهما. وفي النهاية، يستقر الذراع وأدوات التحكم مع أوزان التعادل، في أماكنها.

کلام آخر

وبما أن الرافعات البرجية تُثبت في مواقع البناء والتشييد، فان بمقدروها إنجاز أصعب الأعمال. وتستخدم الرافعات البرجية لرفع ونقل أثقل الأحمال والتجهيزات، وحتى يمكن تجهيزها بجانب الهيكل، في سبيل القدرة على المناورة البسيطة. إن ضرورة الإفادة من الارتفاع شكل أهم سبب لاختراع الرافعات البرجية. إن هذه الهياكل، تستخدم بشكل فاعل ومؤثر في أنواع المشاريع الإنمائية والإنشائية.

منابع :

https://homesteady.com

https://elebia.com//