Żuraw Wieżowy: Konstrukcja, Zastosowanie i Bezpieczeństwo

Żuraw wieżowy to jedno z podstawowych i najczęściej spotykanych rozwiązań technicznych, wykorzystywanych w budownictwie, przemyśle oraz logistyce. Stanowi specjalistyczne urządzenie budowlane do transportu pionowego, niezbędne w branży budowlanej, konstrukcyjnej i transportowej. Za jego pomocą przenosi się ładunki i materiały o dużym obciążeniu, takie jak beton, drewno, stal czy elementy konstrukcyjne. Żurawie wieżowe są niezastąpione podczas wznoszenia budynków wielokondygnacyjnych, elementów infrastruktury oraz mostów. Potocznie nazywane są żurawiami budowlanymi bądź po prostu dźwigami budowlanymi, kwalifikowanymi jako jedne z największych maszyn roboczych.

Konstrukcja i Zasada Działania Żurawia Wieżowego

Żurawie wieżowe mają uogólnioną konstrukcję, obejmującą podstawę nośną i wieżę (maszt), która podtrzymuje wysięgnik. Wysięgnik wyposażony jest w hak lub inne urządzenia do podnoszenia ładunków. Żuraw wieżowy to maszyna stworzona do podnoszenia ciężarów w pionie i poziomie, działająca na zasadzie obracania się wokół własnej osi. Składa się z wysokiego masztu oraz długiego wysięgnika, a ładunki podnoszone są za pomocą liny i wyciągarki umieszczonej na wysięgniku.

Główne Elementy Składowe Żurawia Wieżowego

Niemal każdy żuraw wieżowy składa się z tych samych głównych elementów:

• Podstawa: Mocuje się ją do ogromnej betonowej płyty, często na kotwie traconej lub ramie krzyżowej. Może mieć kształt nieruchomej ramownice bramowej z kołami do jazdy po szynach.
• Wieża (maszt): Pionowy element, łączący się z podstawą. Złożony z licznych członów w zależności od wymaganej wysokości. Wieża kratowa, często o wielosekcyjnej konstrukcji.
• Wysięgnik: Ramie robocze, przemieszczające ładunek. Może być poziomy (z wodzakiem) lub wychylny. Kolumna wysięgnika, gdzie często znajduje się kabina operatora.
• Przeciwwaga: Zamontowane z drugiej strony wysięgnika, zapewniające stabilność żurawia. W maszynach z obrotową wieżą zamiast nich stosuje się specjalne rozpórki, za pomocą których ramiona lin wysięgnikowych są odprowadzane od wieży.
• Wodzak: Element, który przesuwa się wzdłuż wysięgnika w przypadku wysięgnika poziomego. Cięgnik to urządzenie, którego zadaniem jest przemieszczanie przedmiotów stałych przy pomocy cięgien łańcuchowych lub liniowych z zastosowaniem zaczepu - najczęściej haka lub chwytaka.
• Obrotnica: Zbudowana z silnika oraz przekładni pierścieniowej. Za jej pomocą żuraw się obraca. Wsparcie wspornika i wysięgnika jest zazwyczaj zrobione tak, że na wierzchołku wieży, który posiada kształt kratowego słupa, widnieje łożysko kuliste kratowej głowicy mierzącej około trzy metry.
• Mechanizmy napędowe: Każda taka maszyna wyposażona jest w kilka napędów, najczęściej elektrycznych, spośród których każdy odpowiada za jeden ruch (np. wychył wysięgnika, jazda podwozia, obrót wysięgnika, podnoszenie haka czy też przesuw wodzaka).
• Kabina operatora: Miejsce pracy operatora.

Zasada Działania

Zasada działania żurawia wieżowego polega na podnoszeniu i opuszczaniu ładunku za pomocą urządzenia chwytnego, zazwyczaj haka, oraz wysięgnika. Wysięgnik może się podnosić i opuszczać, a także obracać, aby wykonać wymagane zadanie. Żuraw przenosi ładunek w ruchu poziomym poprzez swój obrót wokół własnej osi, a także w ruchu pionowym poprzez podnoszenie lub opuszczanie podczepionego ładunku. Żuraw wieżowy pozwala efektywnie sterować i dostarczać w odpowiednie miejsce obiektu konstrukcje metalowe, części konstrukcji oraz materiały budowlane.

Klasyfikacja Żurawi Wieżowych

Podziału dźwigów budowlanych można dokonać ze względu na kilka ważnych atrybutów, co pozwala na dobór odpowiedniego typu żurawia do specyficznych potrzeb danego projektu budowlanego, takich jak wysokość pracy, rodzaj terenu czy mobilność urządzenia.

Podział ze względu na mechanizm obrotu

• Żurawie górnoobrotowe: Mechanizm obrotu znajduje się na górze wieży. Obraca on wysięgnikiem, podczas gdy wieża pozostaje nieruchoma.
• Żurawie dolnoobrotowe: Mechanizm obrotu ulokowano u podstawy żurawia, przez co obraca się cała wieża wraz z wysięgnikiem.

Podział ze względu na typ wysięgnika

• Z wysięgnikiem wodzakowym: Wyróżnia się tu typy odciągowe i bezodciągowe. Cięgnik porusza się po poziomym wysięgniku.
• Z wysięgnikiem wychylnym: (zwane wysięgnikowymi). Cięgnik jest zamocowany na jego końcu. Długość wysięgnika reguluje się poziomo poprzez jego obrót względem przegubu.
• Przegubowe: Wysięg wysięgnika regulowany jest zarówno poprzez zwiększenie kąta podnoszenia, jak i poziomą prowadnicę.

Podział ze względu na typ podstawy i sposób rozmieszczenia

• Żurawie stacjonarne: Montuje się na stałej podstawie, zazwyczaj żelbetowej platformie, dodatkowo można je zabezpieczyć systemem kotwic (zakotwiczone do fundamentu). Są idealne do długoterminowych projektów i budowy wysokich konstrukcji, gdzie nie ma potrzeby ich przemieszczania, zapewniając duży zasięg wysięgnika, znaczną wysokość podnoszenia i możliwość pracy w trudnych warunkach.
• Żurawie przejezdne:
  • Szynowe: Wyposażone w koła lub podwozie szynowe, które umożliwia łatwe przemieszczanie po placu budowy dzięki torowisku. Oferują mobilność i elastyczność pracy w różnych miejscach. Na platformie kolejowej służą do ładowania i rozładowywania szyn, umożliwiając budowę trasy kolejowej wzdłuż jej przebiegu. Na krótkim odcinku wystarczy jeden żuraw; przy dłuższych odcinkach szyn występuje zespół żurawi (do 4 sztuk). Korzystając z tego rodzaju żurawia, przy odpowiedniej jego wysokości, można przywieźć ładunek do wybranego miejsca w obszarze wyznaczonym z każdej strony toru promieniem wysięgu.
  • Gąsienicowe: Posiadają podwozie gąsienicowe, co zapewnia im mobilność na placu budowy. Mają spory udźwig zajmując niewielką przestrzeń w trakcie pracy, a przy tym cechują się dużą zwrotnością, wysoką precyzją i solidną konstrukcją. Ich głównym środowiskiem pracy jest budownictwo (w tym również tuneli) oraz energetyka.
• Żurawie przyczepiane: Ten rodzaj nie ma części jezdnej. Podporą dla maszyny jest sam budynek; dźwig montuje się na fundamencie, a wieżę mocuje do ściany. Taka konstrukcja pozwala zwiększyć wysokość podnoszenia.
• Żurawie samopodnoszące: Takie dźwigi montuje się wewnątrz budowanego obiektu. Podstawa maszyny opiera się na stropie, a za pomocą wciągarki dźwig jest podnoszony do góry. W ten sposób podnosi się on wraz z konstrukcją i może transportować ładunek na dowolną wysokość.

Podział ze względu na sposób montażu

• Szybko montujące: Nie ma potrzeby używania żurawia pomocniczego. Ich konstrukcja pozwala na szybkie przygotowanie do pracy, eliminując potrzebę dodatkowych urządzeń montażowych.
• Montowane w zespołach: Wymagają użycia żurawia pomocniczego.

Zastosowanie Żurawi Wieżowych

Żurawie wieżowe są powszechnym widokiem w większych miastach, przy większych i średnich placach budowy. Są niezastąpionym wyposażeniem w budownictwie mieszkaniowym i przemysłowym, w transporcie różnego rodzaju materiałów, a także w montażu konstrukcji stalowych. Niewątpliwą zaletą tego typu maszyny jest duży zasięg wysięgnika, pozwalający prowadzić operację 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. Dzięki ich zastosowaniu, czas potrzebny na zrealizowanie prac budowlanych i konstrukcyjnych znacząco się skraca.

Parametry Techniczne Żurawi Wieżowych

W celu dobrania odpowiedniej maszyny do pracy należy uwzględnić kluczowe parametry techniczne, które zapewnią efektywność i bezpieczeństwo na budowie.

W przypadku żurawi wieżowych stacjonarnych istnieje możliwość modyfikacji wysokości masztu oraz długości wysięgnika, o ile pozwala na to instrukcja eksploatacji konkretnego modelu żurawia. Taki żuraw można dostosować do potrzeb budowy poprzez dodanie dodatkowych elementów masztu lub wysięgnika, co pozwala na zwiększenie jego zasięgu i wysokości podnoszenia.

Montaż i Demontaż Żurawi Wieżowych

Montaż takich maszyn jest odpowiedzialnym i stosunkowo wymagającym zadaniem, wymagającym odpowiedniego zaplanowania pracy oraz precyzji dopasowania poszczególnych elementów. Maszyny te, ze względu na swoje duże rozmiary, składane są dopiero w miejscu ich pracy. Proces montażu żurawia wieżowego należy rozpocząć od rozmieszczenia podstawy dźwigu na gruncie. Występują dwa rodzaje podstaw - krzyżowa i kotwa fundamentowa. Musi być ona zakotwiona w odpowiednim gruncie (zwartym i nośnym), a koniecznym jest poprawne ustabilizowanie oraz wypoziomowanie takiej podstawy. Kotwa musi zostać zalana w cementowym fundamencie.

Na tak przygotowanej podstawie umieszcza się kolejne elementy konstrukcyjne należące do zestawu wieży. W przypadku montażu dźwigu dolnoobrotowego pracę zaczyna się od rozstawienia łap. Kolejnym krokiem jest wypoziomowanie podstawy oraz ustawienie wieży w pozycji pionowej. Następnie zakłada się przeciwwagę i rozpoczyna montaż wieży oraz wysięgnika.

Sposoby Montażu Wysięgnika i Wieży

• Hydraulicznie: Wykorzystuje się tu siłowniki. Na wieżę przypadają dwa elementy połączone ze sobą zawiasem, które są rozkładane siłownikiem. Niestety, korzystając z tej opcji, nie można zmienić wysokości wieży. Wysięg rozkładany jest podobnie jak wieża. W tym przypadku istnieje możliwość założenia wysięgnika już w trakcie transportu ładunku na czas omijania jakiejś przeszkody (wodzak w tym czasie musi znajdować się w części wysięgnika, która jest niezłożona).
• Mechanicznie: Czyli teleskopowo, wykorzystując do tego liny oraz wielokrążki.

Do przygotowania żurawi górnoobrotowych wykorzystywany jest dźwig samojezdny. Wieża montowana jest z kolejnych elementów konstrukcyjnych na specjalnie przygotowanej podstawie. Kolejnym krokiem jest umieszczenie balastu centralnego, następnie zamontowanie obrotnicy i przeciwwysięgu. Ostatnią już fazą jest złożenie wysięgnika na gruncie, podniesienie go w całości oraz zamontowanie na obrotnicy.

Montaż żurawia odbywa się w określonej kolejności. Na początku jest podstawa, następnie wysięgnik i kabina operatora. Dodaje się przeciwwagę. Kolejnym krokiem jest podnoszenie urządzenia. Pomiędzy dolnym a górnym fragmentem znajduje się specyficzna klatka, w której można dodawać kolejne podzespoły konstrukcji, podnosząc w górnej części na odpowiednią wysokość. Dzięki temu można ustawić odpowiedni zakres podnoszenia dźwigu.

Żuraw w stanie roboczym jest rozstawiony końcówkami belek na murach ze związaniem kotwami z belkami dolnych pięter lub belkami (aby zapewnić równowagę podczas wpływu sił poziomych). Po wybudowaniu dwóch kolejnych pięter i stworzeniu konstrukcji stropów obejmę spuszcza się delikatnie na wielokrążkach w ten sposób, by belki podtrzymujące mogły osiąść na murze i zamocować się na nim. Podnosić żurawia należy jedynie, gdy nie ma wiatru lub jak jest bardzo delikatny, nie może on przekraczać 3m/sek. Jak już podejmujemy się podniesienia żurawia, stawia się wózek na najmasywniejszym wysięgu i obciąża się go ciężarem 0,9T, by wyrównać żurawia podczas jego zawieszenia. Później naciąga się linę wielokrążków (które podnoszą żurawia) do stanu roboczego, odpuszcza się podpory żurawia odłączając kotwy i zsuwa do środka końcówki belek. Nadchodzi podnoszenie żurawia ruchem wciągarki za pomocą wielokrążków z linami aż do nowego poziomu roboczego, zazwyczaj o dwa piętra wzwyż, tam gdzie żuraw jest osadzony na murze przy użyciu wysuniętych końców belek i zakotwiony kotwami. Składanie żurawia wymaga trzech etapów: montaż, praca urządzenia, demontaż.

Aspekty Prawne i Bezpieczeństwo Eksploatacji

Żurawie wieżowe należą do dźwignic podlegających dozorowi technicznemu. Oznacza to, że zarówno sposób ich wykorzystania, obsługa, konserwacja, jak i modernizacja to aspekty uregulowane prawnie. Nowe przepisy BHP dla operatorów żurawi wieżowych i szybko montujących, obowiązujące od listopada 2018 roku, nakładają konieczność ścisłego stosowania się do instrukcji producenta żurawia. Dokument ten zawiera między innymi obowiązki operatora i zasady konserwacji oraz przepisy bezpieczeństwa. Na budowie powinna znajdować się też opracowana instrukcja transportowa i ewakuacyjna, a przy kolizyjnych pracach żurawia, opis szczególnych procedur.

Regulacje Prawne

Aspekty dozoru technicznego regulują m.in. następujące akty prawne:

• Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 7 grudnia 2012 r. w sprawie rodzajów urządzeń technicznych podlegających dozorowi technicznemu (Dz. U. 2012 nr 0 poz. 1468), wydane na podstawie art. 5 ust. 2 ustawy o dozorze technicznym.
• Rozporządzenie Ministra Przedsiębiorczości i Technologii z dnia 30 października 2018 r. w sprawie warunków technicznych dozoru technicznego w zakresie eksploatacji, napraw i modernizacji urządzeń transportu bliskiego (Dz. U. z 2018 r. poz. 2176).
• Ustawa z dnia 21 grudnia 2000 r. o dozorze technicznym (Dz. U. Nr 122, poz. 1321).
• Rozporządzenie Ministra Przedsiębiorczości i Technologii z dnia 21 maja 2019 r. w sprawie sposobu i trybu sprawdzania kwalifikacji wymaganych przy obsłudze i konserwacji urządzeń technicznych oraz sposobu i trybu przedłużania okresu ważności zaświadczeń kwalifikacyjnych (Dz. U. z 2019 r. poz. 1008).

Konserwacja i Naprawy

Żurawie wieżowe niejednokrotnie ulegają uszkodzeniom mechanicznym oraz wynikającym z warunków pracy. Zużyciu eksploatacyjnemu podlegają również poszczególne ich części. Do najczęstszych awarii zaliczyć można pęknięcia i odkształcenia konstrukcji stalowej elementów wysięgnika bądź podstawy oraz zniszczenia eksploatacyjne części napędów, zbloczy i wodzaków. Podobnie jak eksploatacja czy naprawy, również konserwacja żurawi wieżowych podlega regulacjom prawnym. Żurawie muszą przechodzić okresowe badania potwierdzone zapisami uprawnionego konserwatora. Opisany tryb postępowania dotyczy niemal wszystkich napraw w konstrukcji oraz mechanizmach żurawi wieżowych.

Proces naprawy obejmuje:

1. Dokładne badanie stanu urządzenia ze zgłoszoną awarią, ocenę stanu całej konstrukcji bądź jej elementu przed naprawą, a także ustalenie przyczyn wystąpienia uszkodzenia.
2. Ustalenie składu materiałowego elementów poddanych naprawie bądź rekonstrukcji. Informacja ta zazwyczaj zawarta jest w dokumentacji technicznej urządzenia. Jeśli jej brakuje, konieczne bywa skorzystanie z usług specjalistycznego laboratorium.

Wszelkie naprawy powinny być przeprowadzane wyłącznie przez osoby posiadające stosowne uprawnienia UDT do wykonywania napraw Urządzeń Transportu Bliskiego.

Uprawnienia Operatora Żurawia Wieżowego

Aby rozpocząć pracę na stanowisku operatora żurawia wieżowego, należy spełnić kilka wymagań dotyczących wieku, zdrowia oraz kwalifikacji zawodowych:

• Ukończone 18 lat.
• Aktualne orzeczenie lekarskie, które potwierdza brak przeciwwskazań zdrowotnych do wykonywania zawodu operatora żurawia. Praca na żurawiu wymaga pełnej sprawności fizycznej oraz dobrej koordynacji.
• Ważne zaświadczenie kwalifikacyjne wydane przez Urząd Dozoru Technicznego (UDT, TDT lub WDT), które formalnie uprawnia do obsługi żurawi wieżowych.

Aby uzyskać takie zaświadczenie, kandydat musi przejść specjalistyczne szkolenie i zdać odpowiedni egzamin, który sprawdza jego umiejętności praktyczne oraz znajomość zasad bezpieczeństwa i obsługi żurawia. Szkolenia podzielone są na dwie części - teoretyczną i praktyczną. Kurs kończy się egzaminem przed komisją Dozoru Technicznego. Po pozytywnym przebiegu egzaminu kursant otrzymuje zaświadczenie o kwalifikacjach, które uprawnia go do obsługi dźwigu. Według aktualnie obowiązujących przepisów, zaświadczenie takie ważne jest przez 5 lat. W celu przedłużenia ważności uprawnień należy zgłosić się do organu, który wydał zaświadczenie, ze specjalnym wnioskiem, najlepiej na 3 miesiące przed upływem tej daty.

Najważniejsze cechy dobrego pracownika to trzeźwy umysł, skupienie i wysoka czujność. Trzeba pamiętać, że każdy, nawet najmniejszy błąd, może prowadzić do przykrych konsekwencji. W zespole obsługującym żuraw musi znaleźć się także hakowy, który zajmuje się prawidłowym zawieszeniem ładunku oraz sygnalista, który kieruje jego transportem, wydając operatorowi polecenia i nadzorując bezpieczeństwo prac.

Czynności Zabronione

Podczas pracy z żurawiem budowlanym obowiązują ścisłe zakazy, które mają na celu zapewnienie bezpieczeństwa na placu budowy:

• Użytkowanie żurawia bez aktualnej, pozytywnej decyzji Urzędu Dozoru Technicznego.
• Praca urządzeniem niesprawnym lub uszkodzonym.
• Zmienianie ustawień elementów zabezpieczających.
• Obsługa żurawia w niekorzystnych warunkach atmosferycznych (np. słaba widoczność, silny wiatr).
• Przeciążanie żurawia.
• Podnoszenie ładunków trwale połączonych z podłożem.
• Podnoszenie ludzi (wyjątkiem są sytuacje, w których uzyskano specjalne pozwolenie Urzędu Dozoru Technicznego).

Dla każdego żurawia należy również prowadzić książkę dyżurów oraz dziennik konserwacji, w którym będą zapisywane czynności serwisowe.

Wybór Odpowiedniego Żurawia na Budowę

Wybór odpowiedniego żurawia wieżowego zależy od wielu czynników. Należy uwzględnić ograniczenia terytorialne obiektu, obecność przeszkód w strefie pracy, odległość magazynu, pomieszczeń socjalnych i pomocniczych. Wiele zależy od stanu i jakości dróg dojazdowych do strefy roboczej, ograniczeń ze strony organów kontrolnych oraz jakości gruntu na placu budowy.

Aby prawidłowo wybrać żuraw wieżowy, należy wziąć pod uwagę:

• Wysokość podnoszenia: Przy maksymalnym podnoszeniu pod hakiem powinno pozostać 6-10 m do obliczeniowej wysokości konstrukcji, w przeciwnym razie konieczne będzie zastosowanie dodatkowego mocowania dźwigu do konstrukcji budynku, co wiąże się z dużymi dodatkowymi nakładami kapitałowymi.
• Udźwig nominalny: W przypadku budowy monolitycznej odpowiednie są maszyny o nośności 6-8 t. Należy dobrać żuraw na podstawie maksymalnej masy ładunku, która wystąpi na budowie.
• Długość wysięgnika: Ta charakterystyka żurawia wieżowego jest związana z wymiarami budynku. Wysięgnik musi sięgać do dowolnego punktu jego obwodu. Jeśli jeden żuraw nie wystarcza, używa się dwóch lub więcej żurawi. Najważniejsze jest, aby ustawić je tak, aby uniemożliwić kolizję.
• Mobilność: Modele stacjonarne wykonują prace w jednym miejscu. Ruchome mogą przemieszczać się na ograniczoną odległość, na przykład po szynach. Technika samobieżna ma najwyższą manewrowość.
• Stabilność podłoża: Przy montażu żurawia ważne jest odpowiednie przygotowanie podłoża. Musi być ono twarde i stabilne, wolne od elementów osłabiających, takich jak studzienki czy instalacje podziemne (na przykład kanalizacyjne). Odpowiednie podłoże to podstawowy element bezpieczeństwa pracy i stabilności żurawia na budowie.
• Montaż i serwis: Wiele zależy tutaj od marki producenta. Popularne firmy zazwyczaj posiadają autoryzowane serwisy techniczne w różnych regionach.

tags: #zuraw #wiezowy #szyna