Żuraw wieżowy – udźwig, konstrukcja i zastosowanie

Żurawie wieżowe to specjalistyczne urządzenia dźwignicowe, które umożliwiają realizację najbardziej złożonych i okazałych inwestycji budowlanych. Ich wszechstronność sprawia, że są niezastąpione w wielu dziedzinach działalności gospodarczej, gdzie pojawia się problem z przemieszczaniem przedmiotów o dużej masie i rozmiarach.

Czym jest żuraw wieżowy i do czego służy?

Żuraw wieżowy to urządzenie dźwignicowe, potocznie nazywane dźwigiem, zaliczane do największych maszyn roboczych. Jest on w stanie wykonać szeroki zakres zadań związanych z podnoszeniem i przenoszeniem ładunków. Żuraw wieżowy jest niezbędnym elementem specjalistycznego wyposażenia w budownictwie, przy budowie każdego wielopiętrowego budynku i przy remontach na dużą skalę. Urządzenia te są przeznaczone do przenoszenia ciężkich ładunków na określoną wysokość i w obrębie placu budowy, służą również do rozładunku i załadunku pojazdów.

Skutecznie rozwiązują problem podnoszenia ciężkich ładunków, takich jak bloczki ścienne, płyty stropowe czy betonowe. Świetnie sprawdzą się przy podnoszeniu i montażu stalowych elementów na każdym piętrze, osadzeniu paneli prefabrykowanych, wylewaniu betonu czy umieszczeniu stałych instalacji elektrycznych i mechanicznych. Doskonale nadają się do przyspieszenia procesu budowy i obniżają koszty wynikające z czasu i siły roboczej.

Główne zastosowania żurawia wieżowego to między innymi:

• Budowa budynków mieszkalnych i komercyjnych
• Budowa dróg, mostów i obiektów przemysłowych
• Prace przy budowie zapór wodnych i statków

Udźwig żurawia wieżowego - kluczowy parametr

Udźwig żurawia to największa masa ładunku, jaka może być podnoszona przez żuraw w czasie jego pracy z zachowaniem wszystkich warunków wytrzymałościowych, stateczności i bezpieczeństwa pracy. Parametr ten stanowi wartość zmienną, zależną od zmieniającego się wysięgu żurawia.

Maksymalny udźwig żurawia wieżowego

Odpowiedź na pytanie, jaki jest maksymalny udźwig żurawia wieżowego, zależy od wielu czynników, jednak najpotężniejsze żurawie mogą podnosić setki ton na wysokości kilkuset metrów. Żuraw wieżowy jest w stanie udźwignąć do 75 ton, czyli znacznie więcej niż jakiekolwiek inne urządzenie do transportu materiałów. Żurawie o największym udźwigu - około 75 ton - są używane w budownictwie przemysłowym, popularne w elektrowniach jądrowych i przy zaporach wodnych.

Największy obecnie produkowany żuraw to KRØLL K10000. Długość wysięgnika wynosi 100 m, a udźwig maksymalny to 240 Mg do wysięgu 44 m oraz 120 Mg przy 82 m. Innym rekordzistą jest Zoomlion R2000-720, największy na świecie żuraw wieżowy, który zjechał z linii produkcyjnej 20 kwietnia 2023 r. R2000-720 może poszczycić się znamionowym momentem podnoszenia 20000 tonometrów, maksymalnym udźwigiem 720 ton i maksymalną wysokością podnoszenia 400 metrów, co odpowiada jednoczesnemu podniesieniu 500 samochodów na wysokość 130 pięter. Pierwszy egzemplarz R2000-720 zostanie wykorzystany do budowy trójmasztowego mostu wantowego o największej rozpiętości na świecie - Ma’anshan Yangtze River Highway-Railway Bridge.

Czynniki wpływające na udźwig żurawia

Udźwig żurawia jest ściśle zależny od jego wysięgu, przy czym zależności są odwrotnie proporcjonalne - zasadniczo im większy jest wysięg urządzenia dźwignicowego, tym mniejszy będzie jego udźwig. Długość konstrukcji zamontowanego wysięgnika i długość wysięgu (odległość pozioma od osi obrotu do pionowej osi urządzenia ładunkowego) to czynniki, które wpływają na maksymalny udźwig żurawia. Istotnym elementem jest również wartość momentu udźwigu, czyli ciężar ładunku zawieszonego na konkretnym wysięgu żurawia.

Dodatkowe czynniki wpływające na zdolność podnoszenia ładunków to:

• Długość wysięgnika: Im dłuższy wysięgnik, tym mniejszy udźwig, ze względu na większy moment siły działający na konstrukcję.
• Kąt podnoszenia: Im większy kąt podnoszenia, tym mniejszy udźwig, ponieważ podnoszenie pod większym kątem wymaga większej siły.
• Stan podłoża: Stan podłoża może ograniczać zdolność żurawia wieżowego do uniesienia ciężkich ładunków, szczególnie gdy podłoże jest miękkie, niejednorodne lub nieodpowiednio przygotowane.
• Rodzaj żurawia: Różne rodzaje żurawi wieżowych mają różne parametry i ograniczenia udźwigu, więc rodzaj żurawia jest istotnym czynnikiem wpływającym na jego udźwig.
• Warunki atmosferyczne: Silny wiatr może wpływać na stabilność żurawia, co może ograniczać jego zdolność do uniesienia ciężkich ładunków.
• Konserwacja i stan techniczny: Regularne przeglądy, konserwacja i naprawy są istotne dla zachowania optymalnego działania żurawia, ponieważ uszkodzenia lub zużycie mogą wpływać na jego udźwig i bezpieczeństwo.

Konstrukcja żurawia wieżowego

Każdy mechanizm żurawia wieżowego składa się z tego samego zestawu elementów. Obrotowe żurawie wieżowe to pionowe wieże z zamontowanym na szczycie wysięgnikiem. Są one wykorzystywane na budowach, nierzadko również pomagają w rozładowaniu i załadowaniu elementów wielkogabarytowych, takich jak części budowy, partie materiałów budowlanych czy konstrukcje stalowe. Podczas pracy żuraw może się poruszać i obracać, zmieniając wysokość i zasięg wysięgnika w celu wykonania zleconego zadania. Obraca się tylko część obrotowa, połączona z częścią nieobrotową za pomocą obrotowego zespołu podporowego. Ładunki są podnoszone za pomocą wciągarki, lin i haków.

Główne elementy konstrukcyjne:

1. Pionowy maszt (wieża): Szkieletem każdego żurawia jest wieża zamocowana pionowo na platformie wsporczej lub obrotowej. Od jego rozmiaru zależy, jak wysoko zostanie podniesiony ładunek. Wieże dzielą się również na teleskopowe i kratowe.
   • Teleskopowe: Składają się z dwóch części, zewnętrznej części nośnej i wewnętrznej części wysuwowej. Zewnętrzna sekcja jest przymocowana do platformy obrotowej, a wewnątrz znajduje się wysuwana część. Są ciężkie, ale wytrzymałe, stosowane w budownictwie wielkogabarytowym, zachowują sprawność w niskich temperaturach.
   • Kratowe: Są jednoczęściowe, aczkolwiek składają się z małych sekcji, pasów i rozpórek. Są lekkie dzięki rurkowej konstrukcji, wytrzymałe i szybko docierają na miejsce, jednakże nie mogą podnosić ciężkich ładunków.
2. Część obrotowa:
   • Obrotowe: Urządzenie obrotowe jest umieszczone na dole, na wsporniku lub bramie. Część obrotowa obejmuje platformę z wciągarkami ładunku i wysięgnikiem, mechanizm obrotu i przeciwwagę, samą wieżyczkę oraz wysięgnik.
   • Nieobrotowe: Przekładnia obrotowa znajduje się na górze, sama platforma z zamontowaną na niej wieżyczką nie obraca się. Część obrotowa składa się z wysięgnika, głowicy obrotowej i przeciwwagi.
3. Wysięgnik:
   • Wychylne: Charakteryzują się dobrą zwrotnością nawet w ciasnych miejscach, a żurawie z takim wysięgnikiem są lżejsze. Na końcu ramienia podnośnika znajdują się bloki wyposażone w liny nośne, na których zawieszony jest ładunek. Ramiona podnoszące są zamontowane skośnie do horyzontu. Służą do podnoszenia niewielkich ładunków; mogą one zwiększyć wysokość podnoszenia, ale nie są w stanie przemieszczać ładunku wzdłuż osi.
   • Wodzakowe: Są stosowane przy ładunkach o dużym ciężarze i konstrukcjach wielkogabarytowych, takich jak obiekty energetyczne. Porusza się po wysięgniku poziomo za pomocą zespołu dwóch cięgników. Wysięgnik wodzakowy dzieli się na odciągowy lub bezodciągowy. Mają statyczny wysięgnik poziomy; nie może zmieniać wysokości podnoszenia ładunku, ale jest w stanie podnieść duże ciężary i przemieszczać ładunek wzdłuż płóz.
4. Podstawa: Podstawą jest podwozie w przypadku modeli ruchomych, a w przypadku stacjonarnych fundament.
5. Urządzenia zabezpieczające: Wszystkie elektryczne żurawie wieżowe są wyposażone w urządzenia zabezpieczające, takie jak: ogranicznik wysokości i podnoszenia haka, unieruchomienie mostka i wózka, ogranicznik obciążenia, blokada drzwi kokpitu, wyłącznik awaryjny, panel ochrony dźwigu.

Dane techniczne żurawi wieżowych

Możliwości działania i obszar zastosowania takich urządzeń są określone przez następujące cechy:

• Udźwig: Najważniejszy parametr każdego modelu, największa masa ładunku, jaka może być podnoszona przez dźwig. Waha się od 3,5 do 50 ton i decyduje o zastosowaniu wyposażenia specjalnego.
• Wysokość podnoszenia: Maksymalna wysokość, na jaką dźwig może podnieść ładunek. Zazwyczaj wynosi od 20 do 90 metrów; dostępne są również typy żurawi o wysokości podnoszenia do 220 metrów.
• Długość wysięgnika: Odległość między dwoma przeciwległymi końcami belki poziomej. Określa odległość, w jakiej żuraw ma być ustawiony od punktu, do którego ma zostać przeniesiony ładunek. Zasięg waha się od 20 do 80 metrów, w zależności od marki i modelu.

Parametry robocze żurawi wieżowych wahają się w dużych granicach:

• Żurawie wieżowe lekkie (do 15 Tm): Mają udźwig do 2 T, wysokość użyteczna podnoszenia 30-80 m, zasięg 20-36 m. Stosowane są w budownictwie miejskim.
• Żurawie średniego typu (30-60 Tm): Udźwig do 6 T, wysokość użyteczna podnoszenia 30-80 m, zasięg 20-36 m. Stosowane są w budownictwie miejskim i przemysłowym.
• Żurawie ciężkie (100-450 Tm): Udźwig do 40 T, wysokość użyteczna podnoszenia 30-80 m, zasięg 20-36 m. Stosowane są w budownictwie przemysłowym.

Klasyfikacja żurawi wieżowych

Żurawie wieżowe możemy klasyfikować podług kilku wskaźników:

Według konstrukcji platformy:

• Platforma obrotowa: Wykorzystywane do szybkich prac, takich jak budowa małych budynków, pilne naprawy oraz budowa mostów i przejść. W tego typu platformach obraca się cała konstrukcja. Są łatwe do przewiezienia na miejsce i montażu. Maksymalny udźwig wynosi 25 ton, a wysokość podnoszenia 90 metrów.
• Platforma nieobrotowa: Mają większą moc, dlatego są stosowane w budownictwie wysokościowym i złożonym, gdzie wymagane są duże udźwigi. Sama platforma nie jest obrotowa, ale na szczycie wieży znajduje się ruchoma głowica. Żurawie tego typu mogą podnosić ładunki o masie do 75 ton na wysokość do 220 metrów.

Według rodzaju podpory:

• Stacjonarne: Nadają się do poważnych, długotrwałych prac. Są instalowane na fundamentach i nie mogą być transportowane bez demontażu.
• Przejezdne: Poruszają się po placu budowy. Maszyna zamontowana jest na ruchomej osi z kołami, gąsienicami lub szynami. Nie ma potrzeby demontowania dźwigu w celu przeniesienia go do sąsiedniego obiektu, dlatego są popularne przy realizacji pilnych projektów. Tory żurawi wieżowych układa się z szyn kolejowych na podkładach drewnianych lub prefabrykowanych blokach betonowych. Rozstaw torów żurawi lekkich i żurawi średniego typu wynosi na ogół 3,80 m, żurawi ciężkich - 8 do 12 m.

Żurawie samojezdne:

Żurawie samojezdne są bardzo sprawnymi maszynami montażowymi. Składają się z pełnoobrotowej podstawy z maszynownią i pomieszczeniem dla operatora oraz wysięgnika, osadzonych na podwoziu kołowym, gąsienicowym lub kolejowym. Cechują się na ogół niezbyt dużą wysokością użyteczną podnoszenia, w związku z czym nadają się raczej do montażu obiektów o niezbyt dużej wysokości oraz do celów przeładunkowych.

• Na podwoziu kołowym: Mogą być zmontowane na samochodzie lub mieć własny mechanizm napędu jazdy. Żurawie samochodowe mają udźwig 3-10 T, natomiast kołowe na specjalnym podwoziu mogą osiągnąć udźwig do 40 T, wysokość użyteczną podnoszenia do 60 m, a zasięg do 45 m. W celu zwiększenia parametrów roboczych są wyposażone w rozkładane podpory dźwignikowe.
• Na podwoziu gąsienicowym: Nie wymagają wykonywania specjalnych dróg o nawierzchni utwardzonej, gdyż z uwagi na niewielki nacisk jednostkowy, jaki wywierają gąsienice na grunt, mogą one jeździć bezpośrednio po terenie. Stosowane przede wszystkim w budownictwie przemysłowym jako maszyny montażowe oraz na placach składowych konstrukcji jako urządzenia przeładunkowe.
• Na podwoziu typu kolejowego: Przystosowane do poruszania się po torze szynowym kolei normalnotorowej. Przeznaczone są do prac przeładunkowych dla celów kolejnictwa i dlatego wyposażone są w wysięgniki o niewielkiej długości. Osiągają znaczny udźwig - 100 T i więcej.

Warunki pogodowe a możliwości żurawia

Warunki pogodowe mają istotny wpływ na możliwości działania żurawia. Obowiązują ścisłe regulacje dotyczące bezpiecznej eksploatacji:

• Temperatura w kabinie: Obsługa żurawia jest niemożliwa, gdy temperatura w kabinie spada poniżej 18˚C lub przekracza 28˚C.
• Warunki atmosferyczne i widoczność: Żurawie wieżowe nie mogą być użytkowane w warunkach, gdy ograniczona jest widoczność (np. gęsta mgła, intensywne opady deszczu), co może stanowić zagrożenie. Dodatkowo, w czasie burzy z piorunami, ekstremalne warunki atmosferyczne mogą być niebezpieczne dla obsługi żurawia.
• Oświetlenie: Obsługa żurawia w nocy jest zabroniona bez odpowiedniego oświetlenia.
• Prędkość wiatru: Transportowanie ładunków jest niemożliwe, gdy prędkość wiatru przekracza 10 m/s dla ładunków wielkowymiarowych i 15 m/s dla innych ładunków.

Wybór żurawia wieżowego - na co zwrócić uwagę?

Przy wyborze odpowiedniego żurawia dla danego projektu, istotne są różnorodne czynniki. Obliczanie udźwigu żurawia leży po stronie producenta, który powinien odpowiednie informacje przedstawić w specyfikacji technicznej danego urządzenia. Z kolei po stronie użytkownika leży obowiązek stosowania się do nich pod groźbą kar wydawanych przez odpowiednie instytucje nadzorujące. Bezpieczne zastosowanie żurawi wieżowych zależy m.in. właśnie od uwzględniania parametrów technicznych podczas transportu bliskiego.

Kryteria wyboru żurawia w zależności od projektu:

1. Udźwig: Należy wybrać żuraw o odpowiednim udźwigu, który będzie w stanie podnosić i przemieszczać ładunki zgodnie z potrzebami budowy.
2. Wysokość podnoszenia: Różne projekty mogą wymagać różnych wysokości podnoszenia.
3. Rodzaj konstrukcji: W zależności od warunków terenowych, dostępności miejsca budowy oraz rodzaju prac do wykonania, można wybrać żuraw wieżowy, samojezdny lub inną konstrukcję.
4. Warunki atmosferyczne: Środowisko pracy oraz warunki pogodowe mogą mieć wpływ na wybór żurawia (np. odporność na silne wiatry).
5. Dostępność części zamiennych i serwis: Istotne jest także zapewnienie dostępności części zamiennych oraz serwisu dla żurawia, co może wpłynąć na jego wydajność i niezawodność.

Kluczowe jest również skorzystanie z konsultacji z doświadczonymi profesjonalistami, którzy posiadają niezbędną wiedzę w tej dziedzinie. Podczas konsultacji z ekspertami budowlanymi, inżynierami i specjalistami ds. żurawi wieżowych, można dokładnie omówić wszystkie aspekty związane z wyborem odpowiedniego urządzenia do realizacji konkretnego projektu.

tags: #zuraw #wiezowy #120t #udzwig