Żuraw Wieżowy: Udźwig, Konstrukcja i Zastosowanie w Budownictwie

Żurawie wieżowe to kluczowe maszyny w branży budowlanej, niezbędne do przenoszenia ciężkich ładunków na znaczne wysokości i odległości. Umożliwiają efektywne sterowanie i dostarczanie w odpowiednie miejsce obiektu konstrukcji metalowych, części konstrukcji oraz materiałów budowlanych. Bez względu na to, czy realizowana jest budowa dużego obiektu, czy mniejszego kompleksu, wybór odpowiedniego żurawia ma ogromne znaczenie dla szybkości, jakości, bezpieczeństwa i opłacalności całego projektu.

Podstawowy Podział Rodzajów Żurawi Budowlanych

W pracach budowlanych można spotkać się z różnymi rodzajami żurawi, które różnią się między sobą konstrukcją, mobilnością i zakresem zastosowań. Wśród najczęściej wykorzystywanych wyróżnia się trzy główne typy:

• Żuraw przeładunkowy (HDS): Mobilna maszyna składająca się z samochodu ciężarowego lub dostawczego z zamontowanym żurawiem hydraulicznym. Cechuje się dużą siłą podnoszenia (od kilkuset kilogramów do kilku ton) i precyzyjnym ustawianiem ładunków. Jest bardzo uniwersalny dzięki szybkiemu transportowi między lokalizacjami. Idealnie nadaje się do załadunku i rozładunku materiałów oraz transportu elementów konstrukcyjnych na placu budowy.
• Żuraw wieżowy: Stacjonarna maszyna budowlana, służąca głównie do transportu materiałów w pionie i poziomie, przydatna przy realizacji dużych i długich inwestycji. Może osiągać bardzo duże wysokości robocze (nawet 100 metrów i więcej), co czyni go idealnym do budowy wieżowców, wysokich budynków biurowych czy innych obiektów wymagających precyzyjnego montażu na wysokości. Składa się z wieży mocowanej do solidnych fundamentów oraz wysięgnika. W porównaniu do HDS ma zdecydowanie większy zasięg i udźwig.
• Żuraw samojezdny (samochodowy): Kołowy dźwig jednoramienny, charakteryzujący się dużą mobilnością i zdolnością do pracy w trudnych warunkach. Może być używany zarówno na placach inwestycji, jak i do transportu materiałów w różne miejsca na terenie budowy. Dzięki wbudowanemu systemowi napędowemu swobodnie porusza się po placu budowy. Przydatny, gdy konieczne jest częste przemieszczanie sprzętu na dużych powierzchniach, ale projekt nie wymaga pracy na bardzo dużych wysokościach.

Żuraw Wieżowy i Jego Podstawowe Parametry

Żurawie wieżowe to złożone urządzenia dźwignicowe, których parametry techniczne zależą od wielu czynników. Mają uogólnioną konstrukcję, obejmującą podstawę nośną i wieżę (maszt), która podtrzymuje wysięgnik. Wysięgnik wyposażony jest w hak lub inne urządzenia do podnoszenia ładunków. Ich zdolność do podnoszenia i przenoszenia ładunków w ruchu poziomym (poprzez obrót wokół własnej osi) oraz w ruchu pionowym (poprzez podnoszenie lub opuszczanie podczepionego ładunku) sprawia, że są niezastąpione w budownictwie mieszkaniowym, przemysłowym, transporcie materiałów oraz montażu konstrukcji stalowych. Niewątpliwą zaletą jest duży zasięg wysięgnika, pozwalający prowadzić operacje na sporej powierzchni.

Podstawowe Dane Techniczne Żurawi Wieżowych

Możliwości działania i obszar zastosowania żurawi wieżowych są określone przez następujące cechy:

• Udźwig nominalny: Jest to maksymalna masa ładunku, która może zostać podniesiona przez dźwig podczas pracy z utrzymaniem wszystkich wymogów wytrzymałościowych, bezpieczeństwa pracy oraz stateczności. Jest to parametr o wartości zmiennej - zależy ona od zwiększającego lub zmniejszającego się wysięgu żurawia. Udźwig przy maksymalnym wysięgu wysięgnika może wynosić od 5 do 75 ton w zależności od konstrukcji platformy. Żurawie z obrotową platformą zazwyczaj są w stanie podnieść do 25 ton, natomiast żurawie z nieobrotową wieżą podnoszą do 75 ton. Wskaźnik ten może się zmieniać w zależności od wysokości, na jaką należy podnieść ładunek. Jeśli masa ładunku przekracza ustalone parametry, uruchamia się ogranicznik udźwigu i następuje automatyczne wyłączenie wysięgnika lub mechanizmu podnoszenia.
• Długość wysięgnika (wysięg): Jeden z najważniejszych parametrów technicznych. Określa odległość między osią pionową obrotu żurawia a równoległą do niej osią, która przechodzi przez środek haka i środek ciężkości zawieszonego ciężaru. Większy wysięg skutkuje możliwością podania ładunku dalej. Długość wysięgnika powinna być dobierana odpowiednio do wielkości budowanego obiektu, aby operator mógł podać ładunek w każde wyznaczone miejsce. Długość wysięgnika największego obecnie produkowanego żurawia wynosi 100 m.
• Wysokość użyteczna podnoszenia: Maksymalna wysokość, na jaką dźwig może unieść ładunek zamocowany do haka. Odległość tę mierzy się pionowo, zaczynając od poziomu podłoża, kończąc na poziomie osi haka w najwyższym punkcie przy aktualnym wysięgu. W zależności od modelu parametr ten może wynosić od 20 do 220 m.
• Moment roboczy: Stanowi wartość stałą, będącą iloczynem udźwigu żurawia przez jego wysięg.
• Moment wywrotu żurawia: Wartość liczona względem hipotetycznej krawędzi wywrotu i będąca składową różnych momentów - ustalających oraz wywracających żurawia.

Czynniki Wpływające na Udźwig Żurawia

Udźwig to maksymalna masa, którą maszyna jest w stanie podnieść lub przesunąć w różnych płaszczyznach. Wartość udźwigu może być determinowana przez położenie środka ciężkości podnoszonego przedmiotu oraz wysokość podnoszenia. Producent zazwyczaj podaje wartość udźwigu, określoną jako udźwig nominalny. Na udźwig żurawia wpływają:

• Długość wysięgnika: Im dłuższy wysięgnik, tym mniejszy udźwig, ze względu na większy moment siły działający na konstrukcję. Wszystkie żurawie budowlane mają wspólną cechę: zwiększając długość ramienia (wysięgnika), zmniejsza się maksymalny udźwig maszyny.
• Kąt podnoszenia: Im większy kąt podnoszenia, tym mniejszy udźwig, ponieważ podnoszenie pod większym kątem wymaga większej siły.
• 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.
• 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.

Rodzaje Żurawi Wieżowych Ze Względu na Konstrukcję i Montaż

Według Typu Wysięgnika

Wysięgnik to jeden z najważniejszych elementów konstrukcyjnych, odpowiadający za podnoszenie i transportowanie ładunków. Wyróżnia się:

• Wysięgnik wychylny: Pozwala na ustawienie pod różnymi kątami w celu optymalizacji zasięgu roboczego. Często stosowany, gdy konieczne jest podnoszenie materiałów na średnie wysokości, ale z dużym zakresem roboczym w poziomie. Na jego końcu zamocowany jest cięgnik (najczęściej hak). Służą do podnoszenia niewielkich ładunków.
• Wysięgnik wodzakowy: Stosowany przy ładunkach o dużym ciężarze i konstrukcjach wielkogabarytowych. Cięgnik porusza się po nim poziomo za pomocą zespołu dwóch cięgników. Wysięgnik wodzakowy dzieli się na odciągowy (wspierany przez system odciągów stabilizujących) i bezodciągowy. Wysięgniki wodzakowe mają statyczny wysięgnik poziomy.

Według Sposobu Montażu

Montaż żurawi wieżowych to proces wymagający odpowiednich narzędzi i precyzji. Istnieją dwie podstawowe metody:

• Żuraw dolnoobrotowy: Przyjeżdża na plac budowy na ciągniku siodłowym lub balastowym. Po wypoziomowaniu i zamontowaniu przeciwwagi, montuje się wieżę i wysięgnik. Stosowane głównie tam, gdzie konieczna jest większa precyzja w montażu konstrukcji oraz gdzie dostęp do terenu jest ograniczony. Mechanizm obrotu znajduje się na dole wieży, wysięgnik obraca się wraz z wieżą.
• Żuraw górnoobrotowy: Transport odbywa się ciężarówkami. Montaż odbywa się z udziałem żurawia samojezdnego. Na przygotowanej nawierzchni umieszczana jest podstawa, na której składa się wieżę z pojedynczych elementów. Montuje się balast centralny, obrotnicę i system przeciwwysięgu. Wysięgnik jest podnoszony i kotwiczony na obrotnicy. Mechanizm obrotu znajduje się na górze wieży; obraca się jedynie wysięgnik, a wieża pozostaje nieruchoma.

Według Rodzaju Podstawy (Posadowienia)

Podział żurawi wieżowych dotyczy rodzaju posadowienia, które ma wpływ na stabilność maszyny oraz jej mobilność:

• Stacjonarne: Montowane na stałej podstawie, zazwyczaj żelbetowej platformie, dodatkowo można je zabezpieczyć systemem kotwic. Nadają się do budowy wysokich konstrukcji, ponieważ są w stanie podnosić bardzo ciężkie ładunki na dużą wysokość. Stosowane w długotrwałych inwestycjach, gdzie wyklucza się przemieszczanie maszyny, ale wymagana jest wysoka precyzja i stabilność.
• Przejezdne: Wyposażone w system umożliwiający poruszanie się po placu budowy. W zależności od systemu mobilności rozróżnia się żurawie przejezdne szynowe (poruszają się po torach), kołowe (na własnych kołach) oraz gąsienicowe (najlepsza przyczepność i stabilność na trudnym, miękkim podłożu). Zapewniają mobilność na placu budowy, a nawet na sąsiedni obiekt, bez konieczności demontażu.
• Przyczepiane: Nie mają części jezdnej; podporą dla maszyny jest sam budynek. Dźwig montuje się na fundamencie, a wieżę mocuje do ściany. Taka konstrukcja pozwala zwiększyć wysokość podnoszenia.
• Samopodnoszące: Montowane wewnątrz budowanego obiektu. Podstawa maszyny opiera się na stropie, a za pomocą wciągarki dźwig jest podnoszony do góry. W ten sposób podnosi się wraz z konstrukcją i może transportować ładunek na dowolną wysokość.

Według Konstrukcji Platformy

W tej typologii możemy wyróżnić dwa typy żurawi:

• Z platformą obrotową: Wykorzystywane do szybkich prac, takich jak budowa małych budynków, pilne naprawy, budowa mostów i przejść. Obraca się cała konstrukcja. Są łatwe do przewiezienia i montażu. Maksymalny udźwig wynosi 25 ton, a wysokość podnoszenia 90 metrów.
• Z platformą nieobrotową: 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, do której przymocowany jest wysięgnik i przeciwwaga. Mogą podnosić ładunki o masie do 75 ton na wysokość do 220 metrów.

Według Konstrukcji Wieży

Dźwigi można podzielić również ze względu na konstrukcję wieży:

• Kratowe: Są lekkie dzięki rurkowej konstrukcji, wykonanej z metalowych rur i narożników oraz pochylonych prostopadłych prętów. Są wytrzymałe i szybko docierają na miejsce, jednak nie mogą podnosić bardzo ciężkich ładunków.
• Teleskopowe: Są ciężkie, ale wytrzymałe. Stosowane w budownictwie wielkogabarytowym (wieżowce, budynki przemysłowe, porty), często wykorzystywane w niskich temperaturach. Składają się z dwóch części: zewnętrznej nośnej i wewnętrznej wysuwanej.

Rekordzista w Kategorii Udźwigu

20 kwietnia 2023 roku z linii produkcyjnej Zoomlion Tower Crane Intelligent Factory w Changde zjechał R2000-720, obecnie największy na świecie żuraw wieżowy. Łączy w sobie 158 innowacyjnych osiągnięć naukowo-badawczych i 305 patentów na wynalazki. 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. Zoomlion twierdzi, że R2000-720 dokonał innowacji i przełomów w równoważeniu masy, konstrukcji, inteligentnego sterowania i innych technologiach, rozwiązując wiele światowych wyzwań dla bardzo dużych żurawi wieżowych w ekstremalnie złożonych warunkach pracy, takich jak silny wiatr, wysoka wilgotność i duże obciążenie. Zastosowanie tych technologii sprawiło, że "największy na świecie żuraw wieżowy" stał się "najmocniejszą na świecie wieżą dźwigową".

Urządzenia Zabezpieczające Żurawie Wieżowe

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

Wybór Żurawia Wieżowego - Na Co Zwrócić Uwagę?

Planując prace budowlane, należy przemyśleć kilka kwestii. Jednym z najważniejszych elementów, które mogą znacząco wpłynąć na przebieg całego projektu, jest dobór odpowiedniego sprzętu. Od wybranego modelu zależy szybkość, jakość, bezpieczeństwo i opłacalność budowy. Dlatego lepiej wcześniej sporządzić projekt prac, uwzględniając planowane koszty konserwacji i eksploatacji sprzętu.

Kryteria Wyboru Żurawia w Zależności od Projektu

Przy wyborze odpowiedniego żurawia dla danego projektu, istotne są różnorodne czynniki:

• Udźwig: W zależności od wymagań projektu, należy wybrać żuraw o odpowiednim udźwigu, który będzie w stanie podnosić i przemieszczać ładunki. W przypadku budowy monolitycznej odpowiednie są maszyny o nośności 6-8 t.
• Wysokość podnoszenia: Różne projekty mogą wymagać różnych wysokości 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 wymaga dużych dodatkowych nakładów kapitałowych.
• 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, dbając o to, aby uniemożliwić kolizję.
• Rodzaj konstrukcji: W zależności od warunków terenowych, dostępności miejsca budowy oraz rodzaju prac do wykonania, można wybrać żuraw wieżowy, samojezdny lub inną konstrukcję.
• Warunki atmosferyczne: Środowisko pracy oraz warunki pogodowe mogą mieć wpływ na wybór żurawia.
• Mobilność: Modele stacjonarne wykonują prace w jednym miejscu. Ruchome mogą przemieszczać się na ograniczoną odległość, na przykład po szynach. Technika samobieżna ma najwyższą manewrowość.
• Montaż i Serwis: Wiele zależy tutaj od marki producenta. Popularne firmy zazwyczaj posiadają autoryzowane serwisy techniczne w różnych regionach. Zapewnienie dostępności części zamiennych oraz serwisu dla żurawia może wpłynąć na jego wydajność i niezawodność.

Warunki Pogodowe a Możliwości Żurawia

Warunki pogodowe mają istotny wpływ na możliwości działania żurawia:

• 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 ograniczonej widoczności, np. podczas gęstej mgły lub intensywnych opadów deszczu, co stanowi zagrożenie. W czasie burzy z piorunami ekstremalne warunki atmosferyczne są niebezpieczne dla obsługi.
• 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. Zapobiega to wypadkom związanym z utratą kontroli nad ładunkiem.

Konsultacje z Profesjonalistami

Kluczem do wyboru optymalnego żurawia wieżowego jest konsultacja z doświadczonymi profesjonalistami, którzy posiadają niezbędną wiedzę. 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. Dodatkowo, parametry techniczne sprzętu muszą odpowiadać warunkom jego zastosowania, uwzględniając ograniczenia terytorialne obiektu, obecność przeszkód w strefie pracy, odległość magazynu, pomieszczeń socjalnych i pomocniczych, stan dróg dojazdowych, ograniczenia organów kontrolnych oraz jakość gruntu na placu budowy.

Uprawnienia do Obsługi Żurawia Wieżowego

Operatorem żurawia wieżowego może zostać każdy, kto ukończył 18 rok życia. Wymogiem koniecznym jest posiadanie aktualnego orzeczenia lekarskiego stwierdzającego brak przeciwwskazań do pracy na stanowisku operatora żurawia budowlanego oraz ważne zaświadczenie kwalifikacyjne wydawane przez Dozór Techniczny UDT, TDT lub WDT, uprawniające do obsługi dźwigów budowlanych. Według aktualnie obowiązujących przepisów, zaświadczenie takie jest ważne przez 5 lat.

Istnieje wiele specjalistycznych Ośrodków Kształcenia Zawodowego, które organizują kursy operatorów żurawi wieżowych. Szkolenia podzielone są na dwie części - teoretyczną i praktyczną, a kończą się egzaminem przed komisją Dozoru Technicznego. Po pozytywnym przebiegu egzaminu kursant otrzymuje zaświadczenie o kwalifikacjach. Warto wspomnieć, że 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 zaświadczenie, ze specjalnym wnioskiem, najlepiej na 3 miesiące przed upływem tej daty.

tags: #zuraw #wiezowy #udzwig