تاور کرین چیست؟

تاور کرین یک جزء حیاتی در احداث ساختمان‌های بلند، سازه‌های عظیم و پروژه‌های پیچیده است. این وسیله برای کنترل و هدایت تجهیزات سنگین در ارتفاعات ساخته شده است. تاور کرین‌ ها باید با دقت طراحی شوند تا هم در کارکرد بتوانند بهترین عملکرد خود را نشان دهند و هم اینکه ایمن باشند. برای شناخت بیشتر تاور کرین با ما همراه باشید.

تعریف تاور کرین

تاور کرین یا جرثقیل برجی (Tower Crane) از سازه ‌ای که در حال ساخت است حمایت می‌کند. این حمایت به معنای جابجایی وسائل، تجهیزات و مصالح ساختمانی از قسمتی به قسمت دیگر است.

معمولاً جرثقیل در مکانی در داخل کارگاه ساختمانی با استفاده از فونداسیون ثابت می‌شود. این وسیله دارای یک اهرم افقی، بازو، بوم یا جیب (Jib) است که توسط یک دکل عمودی فلزی پشتیبانی می‌شود. اهرم افقی می‌تواند با زاویه 360 درجه بچرخد.

عموماً کاربرد تاور کرین ها در موارد زیر خلاصه می‌شود:

  • سد سازی
  • پل سازی
  • ساخت و سازهای بلند مرتبه
  • ساخت و سازهای مسکونی، اداری و تجاری
  • صنایع، نیروگاه‌ها و کارخانه‌ها

تاور کرین

تاریخچه تاور کرین

اولین دستگاه بالابر در یونان باستان اختراع شد که برای جابجایی سنگ‌های بزرگ و سنگین در مراحل ساخت استفاده می‌شد. این ابزار قدرتمند به زودی در روم و مصر مورد استفاده قرار گرفت. در طول تاریخ ساخت و ساز، جرثقیل ‌ها از نظر قدرت و اندازه رشد کردند تا به سازندگان کمک کنند کارهای خود را سریع‌تر، ایمن‌تر و مؤثرتر انجام دهند.

امروزه بزرگترین جرثقیل‌ های جهان تاور کرین‌ها هستند. توسعه این جرثقیل‌ها به دهه 1950 باز می‌گردند، زمانی که آسمان خراش‌ها در حال تبدیل شدن به سبکی برای ساخت و ساز مدرن بودند.

تا سال 1970، تاور کرین ‌ها با استفاده قدرت هیدرولیکی نیرو می‌گرفتند اما در این دهه برق به منبع انرژی اصلی آنها تبدیل شد. برق به تاور کرین ‌ها قدرت و سرعت بیشتری می ‌بخشید تا انرژی لازم برای حمل تجهیزات سنگین ‌تر فراهم شود.

امروزه جرثقیل‌های برجی به انواع و اقسام مختلف برای استفاده در کاربردهای گوناگون تقسیم می‌شوند. فناوری پیشرفته مهندسی در حال دگرگون کردن این صنعت است. در مجموع، سهولت حمل و نقل و مونتاژ و همچنین افزایش کارآیی، باعث شدت تا ساختمان‌ها به کمک تاور کرین روز به روز به آسمان نزدیک ‌تر شوند.

اجزای تشکیل دهنده تاور کرین

به طور کلی جرثقیل‌ های برجی از سه قسمت اصلی به شرح زیر تشکیل شده‌اند:

پایه : پایه یا فونداسیون تکیه گاه جرثقیل است. بدنه تاور به یک پایه بزرگ بتنی متصل است که کل وزن ساختار را تحمل می‌کند.

دکل یا برج : دکل همان عضو عمودی است که به تاور ارتفاع داده و به پایه متصل است. دکل دارای ساختار مشبک مثلثی شکل (خرپا) است که به تاور قدرت می‌دهد تا در برابر نیروهای جانبی (باد و زلزله) مقاومت کند.

واحد چرخنده (Slewing Unit) : واحد چرخنده متشکل از یک دنده و موتور است که به قسمت بالای دکل متصل شده و به جرثقیل امکان چرخش در امتداد محور خود را می‌دهد. به این واحد خود به تنهای از سه قسمت زیر تشکیل شده است :

  1. بازوی کار : عنصری افقی است که بار را حمل می‌کند. این بازو دارای چرخ دستی که در امتدادش حرکت می‌کند تا بار را به داخل و خارج منتقل کند.
  2. بازوی ماشینی : یک عنصر افقی کوتاه‌تر است که موتور را در خود نگه می‌دارد. همچنین این بازو شامل کنترل‌های الکترونیکی، درام کابل و وزنه‌های بتنی برای حفظ تعادل است.
  3. کابین اپراتور : شامل فضایی است که اپراتور در آن هدایت و کنترل جرثقیل را بر عهده دارد.
فضای داخلی تاورکرین
فضای داخلی تاورکرین

مشخصات تاور کرین

تمامی جرثقیل ‌های برجی معمولاً دارای مشخصات مشابهی هستند اما باید توجه داشت که بسته به مدل و سازند ممکن است تفاوت های جزئی وجود داشته باشند. به هر روی، مشخصات تاور کرین به شرح زیر است:

  • حداکثر ارتفاع پشتیبانی نشده : 265 فوت یا 80 متر (از آنجا که ساختمان در اطراف جرثقیل افزایش می‌گیرد، تاور کرین در صورتی که به ساختمان متصل شود، می‌تواند افزایش ارتفاع پیدا کند).
  • حداکثر دسترسی در ارتفاع : 230 فوت یا 70 متر
  • حداکثر ظرفیت تاور کرین : 19.8 تن یا 18 تن متریک
  • وزنه‌های بتنی: 20 تن یا 16.3 تن متریک

توجه داشته باشید که حداکثر بار 18 تن است اما وقتی بار در انتهای لبه قرار می‌گیرد، جرثقیل نمی‌تواند آنقدر وزن را بلند کند. هرچه بار به دکل نزدیکتر باشد، جرثقیل می‌تواند وزن بیشتری را بلند کند.

اپراتورها برای جلوگیری از اضافه بار دو سوئیچ دارند، اولی سوئیچ حداکثر بار برای پایین ماندن در زیر 18 تن و دومی سوئیچ حداکثر لحظه‌ای برای محافظت از جرثقیل از نیروی خم شدن بار است.

نظارت بر آب و هوا در سایت ‌های ساختمانی مهم است، به ویژه هنگامی که از تاور کرین استفاده می‌شود. یک وزش شدید باد می ‌تواند ساختار تاور را بی‌ثبات کند و باعث سقوط بار به پایین شود. مدیران پروژه باید دائماً پیش بینی‌ های هواشناسی را بررسی کرده و از عملیات بلند کردن بار در آب و هوای نامناسب پرهیز کنند.

تاور کرین در حال کار
تاور کرین در حال کار

فواید تاور کرین

جرثقیل ‌های تاجی به مدیران پروژه‌های ساختمانی امکان می‌دهد تا در محل کار با سخت ‌ترین عملیات اجرایی مقابله کنند. آنها معمولاً با مواردی مانند بلند کردن و قرار دادن تیرآهن ‌های فولادی در محل خود، حمل مصالح ساختمانی، انتقال تجهیزات سنگین، بتن ریزی قسمتی از سازه و بسیاری موارد دیگر دست و پنجه نرم می‌کنند.

انجام موارد بالا برای سایت‌ های ساختمانی و کل صنعت ساختمان از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار هستند. تاور کرین‌ ها به سازندگان امکان می‌دهند ساختمان‌ های بلندتر را با روش‌های پایدارتر در فضاهای بسیار تنگ شهری احداث کنند. همچنین به آنها این امکان را می‌دهد تا سریع‌تر، کارآمدتر و با هزینه کمتر فعالیت‌های ساختمانی را انجام دهند.

احتمالاً جالبترین مزیت استفاده از تاور کرین این است که هزینه‌های نیروی کار را کاهش می‌دهد. برای اتمام سریع‌ تر پروژه‌ها نیاز به استخدام افراد بیشتر نخواهد بود زیرا این نوع جرثقیل‌های پیشرفته کارها را ساده می‌کنند. در حقیقت، صرفه جویی در هزینه ‌ها و امکان انجام سریع‌تر و کارآمدتر امور از ویژگی‌های اصلی استفاده از تاور کرین‌ها هستند.

انواع تاور کرین

تاور کرین‌ها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

کرین سرچکشی (Hammerhead Crane)

در جرثقیل سر چکش یک جیب افقی بلند به یک برج عمودی متصل شده است. یک انتهای جیب به صورت افقی بر روی محل کار امتداد می‌یابد، در حالی که انتهای دیگر دارای وزنه‌های تعادلی است.

یک واگن برقی که کابل بالابر را در خود نگه می‌دارد، در امتداد جیب حرکت می‌کند تا به حمل تجهیزات کمک کند. اپراتور در یک کابین در تقاطع جیب و برج سوار می‌شود. این نوع تاور کرین به طور معمول برای جمع شدن و جداسازی قطعات در محل کار به جرثقیل دوم نیاز دارند.

کرین خود مونتاژ (Self-Erecting Tower Cranes)

جرثقیل خود نصب شونده یا خود مونتاژ می‌تواند بدون نیاز به جرثقیل دوم، به تنهایی در محل قابل جمع شدن باشد. این مزیت در زمان راه اندازی و کاهش هزینه ‌های پروژه بسیار مهم خواهد بود.

در حالی که برخی از مدل ‌های این کرین دارای یک کابین اپراتور در جیب هستند، جرثقیل‌های خود مونتاژ اغلب از روی زمین و از راه دور کنترل می‌شوند. این نوع تاورها معمولاً مستقل هستند و می‌توانند برای جابجایی در محل کار مجهز باشند.

کرین با بازوی لنگری (Luffing Jib Tower Crane)

در فضاهای تنگ شهری، معمولاً فاصله کافی برای چرخش جیب وجود ندارد. برای چنین فضاهایی از جرثقیل بازوی لنگری استفاده می‌شود. در حالی که اکثر تاور کرین‌ ها دارای یک جیب ثابت افقی هستند، اپراتور می‌تواند یک جیب لوفینگ را بالا یا پایین ببرد تا اجازه دهد تا جرثقیل در شعاع کاهش پیدا کند.

یک جیب لوفینگ از یک واگن برقی استفاده نمی‌کند بلکه در صورت نیاز برای بالابرهای نزدیکتر به برج، جیب را بالا و پایین می‌کند. به دلیل پیچیدگی این نوع کرین‌ها، جرثقیل‌ های لوفینگ گران هستند و فقط در صورت نیاز شدید استفاده می‌شوند.

روش افزایش ارتفاع تاور کرین چگونه است؟

یکی از رایج‌ترین سوالاتی که اغلب پرسیده می‌شود، نحوه نصب جرثقیل‌های برجی است. تاور کرین مانند یک پازل به صورت تکه تکه ساخته می‌شود. اجزای مختلف با کامیون‌های حمل و نقل به محل پروژه تحویل داده می‌شوند و با استفاده از جرثقیل متحرک مونتاژ می‌شوند. ابتدا پایه بتن ریزی می‌شود، سپس برج ساخته می‌شود.

روش افزایش ارتفاع به این صورت است که در قسمت پایین اتاقک، بخشی از ستون اصلی از دو لایه تشکیل شده است. زمانی نیاز به بالا رفتن ارتفاع باشد، یکی از لایه‌ها که به قسمت بالایی متصل است با استفاده از جک ‌های موجود، خود را به سمت بالا می‌کشد تا ناحیه‌ ای خالی بین اتاقک و ستون اصلی آماده شود.

در این مرحله متخصصان با نصب قسمت افزایشی، بخش افقی را به بخش جدید و لایه پایینی را به ساختار دکل متصل می‌کنند، در این حالت شاهد افزایش به اندازه چند متر خواهیم بود. سپس میز چرخشی و کابین در جای خود قرار می‌گیرند. در پایان، جیب و مهاربندها به همراه وزنه‌های تعادلی در محل قرار می‌گیرند.

کلام آخر

از آنجا که جرثقیل‌های برجی در محل ساخت و ساز ثابت می‌شوند، می‌توانند سخت‌ترین کارها را انجام ‌دهند. از تاور کرین برای بلند کردن و انتقال سنگین ‌ترین تجهیزات استفاده می‌شود و حتی برای قدرت مانور ساده می‌توان آن را در کنار سازه مجهز کرد. ضرورت استفاده از ارتفاع مهمترین دلیل برای اختراع تاور کرین‌ها بود. این ساختارها به شکلی کارآمد و مؤثر در انواع پروژه‌های عمرانی به کار گرفته می‌شوند.

منابع :

https://homesteady.com/13373422/types-of-gantry-cranes

https://elebia.com/tower-cranes-how-do-they-work/