Jak stoi żuraw wieżowy – konstrukcja, montaż i zastosowanie

Żuraw wieżowy to nieodłączny element krajobrazu budów, stanowiący kluczowe narzędzie w procesie wznoszenia nowych konstrukcji. Imponująca wysokość i zdolność do przenoszenia ciężkich ładunków na duże odległości czynią żurawie niezastąpionymi w nowoczesnym budownictwie. Są to specjalistyczne urządzenia budowlane transportu pionowego wykorzystywane w branży budowlanej, konstrukcyjnej i transportowej. Za ich pomocą przenosimy ładunki i materiały o dużym obciążeniu, takie jak beton, drewno, stal czy elementy konstrukcyjne. Są niezastąpione w czasie wznoszenia budynków wielokondygnacyjnych, elementów infrastruktury i mostów. W potocznym języku często nazywane są po prostu dźwigami budowlanymi. Jak dokładnie są zbudowane i jakie technologie zapewniają ich bezpieczną i efektywną pracę?

Kluczowe elementy żurawia wieżowego

Budowa żurawia wieżowego na pozór nie wydaje się skomplikowana. Niemal każdy żuraw wieżowy składa się z tych samych głównych elementów:

• podstawa - najczęściej rama krzyżowa z balastem lub kotwa tracona,
• wieża - zwieńczona mechanizmem obrotowym, składająca się z połączonych sekcji o długości od jednego do kilkunastu metrów,
• wysięgnik - ramię, którego długość jest dobierana zgodnie z zapotrzebowaniem budowy i zwykle wynosi między 30 a 60 metrów,
• przeciwwysięgnik,
• kabina sterująca - umieszczona u styku wieży i wysięgnika.

Rama zapewnia żurawiom stabilność. Dociążenie stanowią bloki betonowe, których ilość i wagę dobiera się zależnie od konfiguracji żurawia. Maszt jest często przymocowany do betonu lub innych materiałów, które zapewniają dodatkową stabilność. Inne ważne elementy to liny i bloczki, które umożliwiają podnoszenie i opuszczanie ładunków, oraz mechanizmy napędowe (silniki) i systemy bezpieczeństwa, które zapewniają płynną i kontrolowaną pracę żurawia. Wszystkie te elementy współpracują ze sobą, aby żuraw wieżowy mógł efektywnie i bezpiecznie wykonywać swoje zadania na placu budowy.

Mechanizm działania żurawia wieżowego

Serce żurawia wieżowego to jego mechanizm. Skomplikowany układ silników, przekładni, lin i bloczków umożliwia precyzyjne podnoszenie i opuszczanie ładunków. Operator żurawia steruje systemem podnoszenia i wysięgnikiem za pomocą dźwigni i pedałów. Jeśli stacja działa prawidłowo, moc jest wykorzystywana do sterowania wysięgnikiem w celu podnoszenia ciężkich ładunków. Operatorzy sterują wózkiem za pomocą panelu sterowania, przesuwając ładunek bliżej lub dalej od masztu. Cięgnik to urządzenie, którego zadaniem jest przemieszanie przedmiotów stałych przy pomocy cięgien łańcuchowych lub liniowych z zastosowaniem zaczepu - najczęściej haka lub chwytaka.

Zastosowanie i przeznaczenie żurawi wieżowych

Żurawie wieżowe są stale wykorzystywane do budowy budynków, mostów, elektrowni i innych masywnych obiektów. Ostrożna obsługa żurawia wieżowego zapewnia niezbędną pomoc w przemyśle stoczniowym i produkcji przemysłowej. Mogą one oczyścić najbardziej problematyczne obszary znacznie szybciej, podczas gdy konwencjonalne maszyny zajmują się obszarami z potencjalnymi ocalałymi. Jeśli obszar jest wystarczająco duży, żurawie wieżowe przyspieszają transport surowców i zarządzanie ciężkim sprzętem.

Pracą jaką wykonuje żuraw wieżowy jest podnoszenie oraz przenoszenie ładunków, najczęściej na haku, który to opuszczany jest na linie z wysięgnika. Dźwig przenosi ładunek w ruchu poziomym poprzez swój obrót wokół własnej osi, a także w ruchu pionowym poprzez podnoszenie lub opuszczanie podczepionego ładunku. Żurawie tego typu wykorzystywane są w budownictwie zarówno mieszkaniowym, jak i przemysłowym, w transporcie różnego rodzaju materiałów, a także w montażu konstrukcji stalowych. Niewątpliwą zaletą tego typu maszyny jest duży zasięg wysięgnika pozwalający prowadzić operacje na sporej powierzchni, co daje im przewagę nad mobilnymi żurawiami samojezdnymi. Idealnie sprawdzają się w działaniu na dużych placach budowy. Wraz z rozwojem branży deweloperskiej i budowaniem nowych osiedli mieszkalnych, biurowców czy obiektów użyteczności publicznej stają się niezastąpionym wyposażeniem.

Parametry żurawi budowlanych

Wybierając odpowiedni żuraw, warto zwrócić uwagę na kilka kluczowych parametrów:

• Udźwig nominalny - maksymalna masa ładunku, która może zostać podniesiona przez dźwig podczas trwania jego pracy z utrzymaniem wszystkich wymogów wytrzymałościowych, bezpieczeństwa pracy oraz stateczności. Jest to parametr o wartości zmiennej, zależnej od zwiększającego lub zmniejszającego się wysięgu żurawia.
• Długość wysięgnika - jeden z najważniejszych parametrów technicznych. Większy wysięg skutkuje możliwością podania ładunku dalej. Długość wysięgnika powinna być dobierana odpowiednio do wielkości budowanego obiektu. Wartość tego parametru mieści się najczęściej w przedziale 20 do 80 metrów.
• Wysokość użyteczna podnoszenia - maksymalna wysokość, na jaką dźwig może unieść ładunek zamocowany do haka. Mierzy się ją pionowo, od poziomu podłoża do poziomu osi haka w najwyższym punkcie przy aktualnym wysięgu. Wartość tego parametru także jest zmienna, zależy bowiem od ilości zamontowanych członów wieży.
• Moment roboczy - wartość stała, iloczyn żurawia przez jego wysięg.
• Moment wywrotu żurawia - wartość liczona względem hipotetycznej krawędzi wywrotu i jest składową różnych momentów - ustalających oraz wywracających żurawia.

Ponadto każda taka maszyna wyposażona jest w kilka napędów, najczęściej elektrycznych, spośród których każdy odpowiada za jeden ruch, np. wychył wysięgnika, jazdę podwozia, obrót wysięgnika, podnoszenie haka czy przesuw wodzaka.

Największy obecnie produkowany żuraw to KRØLL K10000. Długość jego wysięgnika wynosi 100 m, a udźwig maksymalny to 240 000 kg do 44 m wysięgu oraz 120 000 kg przy 82 m wysięgu. Maksymalna wysokość haka w tym modelu wynosi 86 m.

Klasyfikacja żurawi wieżowych

Podziału dźwigów budowlanych można dokonać ze względu na kilka ważnych atrybutów:

Ze względu na typ wysięgnika

• z wysięgnikiem wodzakowym (odciągowe i bezodciągowe)
• z wysięgnikiem wychylnym (zwane wysięgnikowymi)

Żurawie wieżowe z wysięgnikiem luffing jib mają najwięcej ruchomych części, co sprawia, że można je znacznie lepiej dostosować do wielu zastosowań, nawet w niekonwencjonalnym miejscu pracy. Żurawie wieżowe z głowicą młotkową są łatwe w montażu i demontażu, dzięki czemu doskonale sprawdzają się w ciasnych przestrzeniach i obszarach miejskich. Żurawie te są droższe niż wieże młotkowe, ale mogą dostosować się do większej liczby sytuacji, chociaż częsta restrukturyzacja może zająć dużo czasu. Zaletą wysięgnika wychylnego jest możliwość jego złożenia w trakcie przenoszenia ładunku na czas omijania przeszkody.

Ze względu na sposób montażu

• szybko montujące (nie ma potrzeby używania żurawia pomocniczego)
• montowane w zespołach (wymagają użycia żurawia pomocniczego)

Ze względu na typ podstawy

• żurawie stacjonarne (zakotwiczone do fundamentu)
• żurawie przejezdne (szynowe, gąsienicowe)

Chociaż żurawie samonośne nie mają największego udźwigu, ich łatwy transport i wiele mechanizmów zapewniających dodatkową stabilność sprawiają, że są to najlepsze żurawie do masywnych projektów budowlanych, w których ciągłe przenoszenie żurawia znacznie przyspiesza realizację kluczowych zadań.

Ze względu na miejsce mechanizmu obrotu

• górnoobrotowe (mechanizm obrotu znajduje się na górze wieży, obraca on wysięgnikiem, wieża zaś pozostaje nieruchoma)
• dolnoobrotowe (mechanizm obrotu znajduje się na dole wieży, wysięgnik obraca się wraz z wieżą)

Przebieg montażu żurawi wieżowych

Montaż takich maszyn jest odpowiedzialnym i stosunkowo wymagającym zadaniem. W tej czynności ważne jest odpowiednie zaplanowanie pracy oraz precyzja dopasowania poszczególnych elementów. Maszyny te, ze względu na swoje duże rozmiary, składane są dopiero w miejscu ich pracy. Proces montażu żurawia rozpoczyna się zazwyczaj już na etapie wylewania fundamentów pod budynek. Konieczne jest wtedy przygotowanie utwardzonego podłoża, stałego fundamentu lub specjalnego torowiska.

Żuraw na budowę przewożony jest w elementach na ciężarówkach. Kiedy etap utwardzania jest zakończony, na plac budowy przyjeżdża kilka, a czasami nawet kilkanaście samochodów ciężarowych, przywożących konstrukcję urządzenia. Montaż na budowie odbywa się przy pomocy żurawia samojezdnego.

Etapy montażu

1. Rozmieszczenie i stabilizacja podstawy: Na uprzednio przygotowanym podłożu rozkładana jest podstawa żurawia - krzyżowa lub kotwa fundamentowa. Musi ona zostać dokładnie wypoziomowana i zakotwiona w odpowiednim gruncie (zwartym i nośnym), a kotwa musi zostać zalana w cementowym fundamencie. Od niej zależy stateczność urządzenia.
2. Montaż wieży: Do podstawy mocowana jest wieża. Wieża składa się z wielu pojedynczych elementów łączonych razem aż do osiągnięcia żądanej wysokości. Żuraw teleskopowy przenosi kolejne elementy wieży na miejsce montażu, a elementy te skręcane są śrubami. W przypadku montażu dźwigu dolnoobrotowego pracę zaczyna się od rozstawienia łap. Kolejnym krokiem jest wypoziomowanie podstawy oraz ustawienie wieży w pozycji pionowej.
3. Montaż wysięgnika i przeciwwysięgnika: W międzyczasie, na ziemi, trwa montaż wysięgnika wodzakowego (elementu, po którym przemieszcza się hak, czyli kratownicy, która umieszczona zostanie równolegle do ziemi i jest najdłuższym ramieniem żurawia). Kiedy ekipa montująca zakończy łączenie elementów wieży i wysięgnika, wtedy żuraw samojezdny przenosi ten ostatni element na docelowe miejsce. Często wysięgnik wodzakowy oraz wysięgnik przeciwwagi stabilizowany jest odciągami do wieży. Po zakończeniu opisanych prac wykonawca montuje bloczki przeciwwagi, które lądują w specjalnie zaprojektowanym otworze na końcu wysięgnika przeciwwagi.
4. Umieszczenie balastu centralnego i obrotnicy: Po pełnym zabalastowaniu żurawia, na wieżę nakłada się obrotnicę oraz przeciwwysięg.

Montaż wysięgnika oraz wieży dokonuje się na dwa sposoby: hydraulicznie (za pomocą siłowników, bez możliwości zmiany wysokości wieży) lub mechanicznie (teleskopowo, z wykorzystaniem lin i wielokrążków).

Proces montażu żurawia budowlanego został pokazany na przykładzie prawdziwego montażu, który odbył się na budowie osiedla Podniebne Ogrody w dniu 2 października 2020 roku. Według powyższej klasyfikacji jest to żuraw wieżowy, montowany z części, stacjonarny, górnoobrotowy z wysięgnikiem wodzakowym bezodciągowym.

Bezpieczeństwo żurawia wieżowego w eksploatacji

Bezpieczeństwo żurawia wieżowego jest priorytetem. Dlatego nowoczesne konstrukcje są wyposażone w zaawansowane systemy zabezpieczeń. Obejmują one zarówno fizyczną budowę maszyny, jak i systemy monitorujące jego działanie, aby operator miał pewność, że prace są prowadzone w bezpiecznych warunkach. Z podstawowych można wymienić wbudowaną wagę podwieszanego ładunku, dzięki której nie dochodzi do przeciążenia żurawia, czy stację pogodową do monitorowania siły wiatru.

Nowoczesne żurawie są naszpikowane elektroniką. Dzięki temu możemy nawet zdalnie monitorować jego stan i działanie w czasie rzeczywistym. Operator jest również na bieżąco informowany o wszelkich nieprawidłowościach z poziomu kabiny, co pozwala na szybką reakcję w przypadku wszelkich usterek. Przewody, urządzenia zabezpieczające, systemy ostrzegawcze i narzędzia komunikacyjne to elementy uzupełniające, które pomagają operatorowi zapewnić bezpieczne warunki pracy i informują menedżerów sprzętu o ogólnym stanie żurawia wieżowego.

Każda firma, która eksploatuje żurawie wieżowe, powinna posiadać jasno określone procedury bezpieczeństwa. Obejmują one zasady postępowania w różnych sytuacjach, od rutynowych prac po sytuacje awaryjne. W przypadku nowoczesnego żurawia wieżowego zadania te są znacznie prostsze, ponieważ cała konstrukcja jest pełna czujników wysyłających zalecenia i sygnały ostrzegawcze do oprogramowania ciężkiego sprzętu. Pracownicy wykonują każdy test ostrożnie i zawsze noszą sprzęt ochrony osobistej, a także postępują zgodnie z zaleceniami producenta. Podczas gdy codzienne procedury są przeprowadzane przez operatorów, większe testy wymagają certyfikowanych techników zewnętrznych w celu określenia stanu maszyny. Postępowanie zgodnie z zasadami to najlepszy sposób na uniknięcie obrażeń i śmierci na placu budowy.

W żurawiu wieżowym nie mogą gromadzić się żadne zanieczyszczenia w tych elementach, ponieważ mają one bezpośredni kontakt z podnoszonym ładunkiem. Na szczęście istnieją rozwiązania smarowania, które smarują połączenia między wysięgnikiem, masztem, systemem wózka i innymi częściami. Czysty żuraw wieżowy obsługuje podnoszone materiały z większą dokładnością, a silniki spalają paliwo bardziej efektywnie. Staranna obsługa i wysokie standardy konserwacji są głównymi kryteriami, które pozwolą żurawiom wieżowym przekroczyć oczekiwany czas pracy.

Uprawnienia wymagane do obsługi żurawia wieżowego

Operatorem takiego dźwigu może zostać każdy, kto ukończył 18 rok życia. Wymogiem koniecznym jest również posiadanie aktualnego orzeczenia lekarskiego, które stwierdzać będzie brak jakichkolwiek przeciwwskazań do pracy na stanowisku operatora żurawia budowlanego oraz ważne zaświadczenie kwalifikacyjne wydawane przez Dozór Techniczny UDT, TDT lub WDT (uprawnia ono do obsługi dźwigów budowlanych). Według aktualnie obowiązujących przepisów, zaświadczenie takie ważne jest przez 5 lat.

Istnieje wiele specjalistycznych Ośrodków Kształcenia Zawodowego, które organizują kursy operatorów żurawi wieżowych. Szkolenia podzielone są na dwie części - teoretyczną i praktyczną. Taki kurs kończy się egzaminem przed komisją Dozoru Technicznego. Po pozytywnym przebiegu egzaminu kursant otrzymuje zaświadczenie o kwalifikacjach, które uprawnia go do obsługi dźwigu. Bezterminowe zaświadczenia kwalifikacyjne Dozoru Technicznego zachowują swoją ważność do 1 stycznia 2024 r. W celu przedłużenia ważności uprawnień należy zgłosić się do organu, który wydał nam zaświadczenie ze specjalnym wnioskiem, najlepiej na 3 miesiące przed upływem tej daty.

tags: #dlaczego #zuraw #wiezowy #stoi