Nowoczesne żurawie wieżowe to przemyślane i zaawansowane maszyny, stanowiące nieodłączny element krajobrazu właściwie każdego miasta, w którym wznoszone są obiekty budowlane. Te wysokie urządzenia dźwignicowe nie tylko umożliwiają realizację największych i najbardziej złożonych inwestycji, ale również same w sobie wzbudzają podziw. Żuraw wieżowy to imponujące osiągnięcie inżynierii, kluczowy element współczesnego budownictwa.
Charakterystyka i Podział Żurawi Wieżowych
Żuraw wieżowy to urządzenie dźwignicowe, nazywane również żurawiem budowlanym lub potocznie dźwigiem. Zalicza się je do największych urządzeń transportu bliskiego, których przeznaczeniem jest przenoszenie wielotonowych ładunków, materiałów budowlanych oraz narzędzi na terenie budowy. Umożliwiają one realizowanie najbardziej złożonych i okazałych inwestycji, zarówno w budownictwie mieszkaniowym, jak i przemysłowym, a także umieszczanie różnego rodzaju stałych instalacji.
Żurawie wieżowe wyróżniają się wszechstronnością, wydajnością i możliwością pracy w trudnych warunkach. Pozwoliły inżynierom odejść od grubych ceglanych murów, spajanych za pomocą zaprawy, na rzecz konstrukcji stalowych, składających się z wielkogabarytowych elementów. Dzięki nim we współczesnych miastach mogą wznosić się budynki o wysokości setek metrów.
Rodzaje i Kluczowe Elementy
Żuraw wieżowy to rodzaj dźwigu, który wykorzystuje poziome ramię, znane jako wysięgnik lub bom, zamontowane na pionowym maszcie lub słupie. Taka konstrukcja umożliwia żurawiowi obracanie się w poziomie, zapewniając szeroki zakres ruchu do podnoszenia i przenoszenia ładunków w określonym promieniu.
- Maszt (wieża): Pionowa konstrukcja nośna, na której montuje się wysięgnik. Często budowana jest w kształcie pionowej wieży o wielosekcyjnej kratownicowej konstrukcji.
- Wysięgnik: Poziome lub nachylone pod kątem do poziomu ramię żurawia. Może być wychylny z cięgnikiem zainstalowanym na jego końcu lub stały, poziomy, z wodzakiem (cięgnikiem) poruszającym się po nim.
- Przeciwwaga: Elementy dociążające łapy żurawia, najczęściej betonowe bloki, oraz przeciwwysięg, zapewniające stabilność konstrukcji.
- Łapy/Podstawa: Elementy bazowe urządzenia, które muszą zostać wypoziomowane i najczęściej przytwierdzone do podłoża, które stanowi żelbetowa płyta.
Żurawie budowlane mogą być stacjonarne (także budowane na szczytowej kondygnacji budynku) lub przejezdne, na podwoziu szynowym lub gąsienicowym.
Żuraw szybkomontujący to dźwignica dolnoobrotowa, której konstrukcja umożliwia przygotowanie do pracy w krótkim czasie bez użycia dodatkowych urządzeń.
Największy obecnie produkowany żuraw to KRØLL K10000. Jego długość wysięgnika wynosi 100 m, a udźwig maksymalny to 240 Mg do wysięgu 44 m, oraz 120 Mg przy 82 m.
Montaż i Dozór Techniczny
Montaż żurawia wieżowego wymaga doświadczenia i przebiega zgodnie z rozbudowaną instrukcją od producenta. Planując prace budowlane, należy uwzględnić obecność żurawia już na etapie projektowania, dobierając konkretny sprzęt odpowiednio do zapotrzebowania, mając na uwadze lokalizację na terenie budowy.
Proces Montażu
Sam montaż dźwigu wymaga przygotowania odpowiednio dużej przestrzeni, ponieważ żuraw będzie składany z poszczególnych elementów za pomocą innego dźwigu lub dźwigów. Proces ten obejmuje następujące etapy:
- Przygotowanie podłoża i podstawy: Na uprzednio przygotowanym podłożu rozkładana jest podstawa żurawia, która musi zostać wypoziomowana i przytwierdzona do żelbetowej płyty. Łapy żurawia są ze sobą trwale łączone.
- Budowa ramy (wieży): Kolejny etap to budowa pionowej części konstrukcyjnej dźwigu, która powstaje ze składanych segmentów. Do podstawy mocowana jest wieża, składająca się z wielu pojedynczych elementów łączonych razem aż do osiągnięcia żądanej wysokości.
- Dociążenie: Po zamocowaniu pierwszego segmentu ramy, łapy żurawia zostają dociążone, najczęściej betonowymi blokami. Jednocześnie umieszczany jest balast centralny.
- Montaż wysięgnika i przeciwwagi: Obok przygotowywany jest wysięgnik wraz z przeciwwagą - poziome części konstrukcyjne żurawia. Poziome elementy są umieszczane na ramie za pomocą dźwigu. Na wieżę nakłada się obrotnicę oraz przeciwwysięg. Na ziemi jest scalany wysięgnik, po czym w całości jest podnoszony do góry i montowany do obrotnicy.
- Klatkowanie: Docelowo żuraw będzie wyższy. Dodawanie kolejnych segmentów w celu podwyższenia ramy to tzw. klatkowanie.
Wysięg rozkłada się podobnie jak wieża, również hydraulicznie. Zaletą jest możliwość złożenia wysięgnika w trakcie przenoszenia ładunku na czas omijania przeszkody. Żuraw na budowę przewożony jest w elementach na ciężarówkach, a montaż na budowie odbywa się przy pomocy żurawia samojezdnego.
Dozór Techniczny i Uprawnienia
Żuraw wieżowy po zmontowaniu musi zostać odebrany przez Urząd Dozoru Technicznego (UDT). Wszystkie żurawie podlegają dozorowi technicznemu. Żurawie o udźwigu do 250 kg (z wyłączeniem żurawi służących do przemieszczania osób) podlegają dozorowi uproszczonemu, co oznacza, że nie wymagają zgłoszenia do UDT ani badań, ale należy zapewnić ich konserwację i obsługę przez osoby posiadające odpowiednie uprawnienia. Uprawnienia do obsługi nie są wymagane przy urządzeniach z napędem ręcznym.
Podstawę prawną stanowi Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 7 grudnia 2012 r. w sprawie rodzajów urządzeń technicznych podlegających dozorowi technicznemu (Dz. U. 2012 nr 0 poz. 1468) oraz 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. 2018 poz. 2176).
Jak żuraw wieżowy montuje się sam
Napęd, Zasilanie i Sterowanie Mechanizmami
Aby zrozumieć, jak działa dźwig budowlany, należy przede wszystkim poznać napędy, jakie znajdują się w urządzeniu. Żurawie wieżowe wyposażone są w napędy, spośród których każdy odpowiada za inny ruch dźwignicy. Wykorzystanie wszystkich napędów maszyny w odpowiedniej konfiguracji pozwala we właściwy sposób transportować ładunki na placu budowy.
Układy Napędowe
Kluczowe mechanizmy żurawi wieżowych to:
- Wciągarki
- Mechanizmy jazdy
- Mechanizmy wodzenia
- Mechanizmy obrotu
- Mechanizmy pomocnicze, takie jak mechanizm teleskopowania wieży i samowspinania, mechanizm bębna kablowego, mechanizm montażu i demontażu przeciwwagi, mechanizm podpór podstawy żurawia, mechanizm składania wysięgnika i wieży.
Żurawie wieżowe są obsługiwane przez wykwalifikowanych operatorów, którzy muszą posiadać specjalistyczne uprawnienia do pracy z tymi urządzeniami.
Zasilanie Elektryczne
Żurawie wieżowe wymagają dostępu do stabilnego źródła energii elektrycznej. Dlatego na budowie, na której wykorzystywany jest żuraw, konieczny jest niezawodny system zasilania, wyposażony także w awaryjne źródło energii. Jest to bardzo ważne, ponieważ przerwa w dostawie energii natychmiast przełoży się na opóźnienia w realizacji inwestycji.
Instalacje zasilające i łączniki zasilania są fundamentalne dla ciągłej i bezpiecznej pracy. W układach napędowych wykorzystuje się różne typy silników i rozwiązań:
- Silniki asynchroniczne indukcyjne
- Układy napędowe z silnikami asynchronicznymi i indukcyjnymi sprzęgłami oraz hamulcami na prądy wirowe
- Układy napędowe z silnikami asynchronicznymi z regulacją częstotliwości
- Silniki prądu stałego
- Napęd elektryczno-hydrauliczny
Systemy Prowadzenia Przewodów
Kluczowe znaczenie dla funkcjonalności żurawi wieżowych mają ich systemy prowadzenia przewodów, które zapewniają bezpieczną i wydajną pracę żurawia. Żurawie wieżowe transportują wszelkiego rodzaju elementy do ramp załadunkowych, maszyn przetwórczych lub stanowisk montażowych, a awarie związane z uszkodzeniem kabli i przewodów do transmisji danych mogą prowadzić do długich przestojów i nieplanowanych kosztów.
- Firanki kablowe to systemy kabli i węży ułożonych w pętle, zawieszone na wysięgniku żurawia. Są one wiodącym rozwiązaniem, jednak wiążą się z ryzykiem uszkodzenia kabla i znacznie większą ilością potrzebnego przewodu (około 50% więcej niż w przypadku równoważnego systemu e-prowadnika).
- Sprężynowe bębny kablowe powszechnie stosuje się do zwijania i przechowywania kabli, gdy nie używamy żurawia.
- Prowadniki kablowe, znane również jako e-prowadniki, wykorzystuje się do prowadzenia i ochrony kabli i węży wzdłuż ruchomych części żurawia. Prowadniki te są dostępne w różnych wersjach - zamkniętych lub otwartych. Najczęstszym sposobem instalacji systemu prowadzenia przewodów za pomocą e-prowadnika na żurawiu wieżowym jest wykorzystanie kołnierza wysięgnika jako miejsca na rynnę prowadzącą, co minimalizuje przestrzeń montażową.
Zabezpieczenia
Bezpieczeństwo pracy żurawia jest zapewnione przez szereg zabezpieczeń:
- Zabezpieczenia obwodów i silników elektrycznych:
- Zabezpieczenia zwarciowe
- Zabezpieczenia przeciążeniowe
- Zabezpieczenia zanikowe
- Ochrona przeciwporażeniowa:
- Stopnie ochrony zapewnione przez obudowy (kod IP)
- Klasy ochronności urządzeń elektrycznych
- Oznaczenia przewodów oraz zacisków odbiorników
- Schematy układów sieciowych uwzględniające zastosowany system uziemień
- Rodzaje ochron przeciwporażeniowych
Urządzenia Zabezpieczające i Obsługa
Bezpieczna eksploatacja żurawia wieżowego wymaga stosowania licznych urządzeń zabezpieczających i przestrzegania ścisłych procedur.
Urządzenia Bezpieczeństwa
Do kluczowych urządzeń zabezpieczających żurawi wieżowych należą:
- Ogranicznik obciążenia: Zapobiega przeciążeniu żurawia.
- Wskaźniki:
- Wskaźnik wysięgu
- Wskaźnik obciążenia
- Wiatromierz (anemometr)
- Ograniczniki ruchu:
- Ogranicznik wysokości podnoszenia
- Ogranicznik głębokości opuszczania
- Ogranicznik obrotu
- Ogranicznik jazdy żurawia
- Ogranicznik pochylenia wysięgnika
- Urządzenia antykolizyjne
Kabiny i Sterowanie
Sterowanie mechanizmami żurawi może odbywać się poprzez sterowanie mechaniczne, elektryczne lub hydrauliczne. Operatorzy, pracujący w kabinach, muszą sprawdzać działanie urządzeń zabezpieczających, takich jak ogranicznik obciążenia, ograniczniki ruchów roboczych, wskaźnik udźwigu, urządzenia sterownicze, blokada zerowa i przycisk STOP, a także zabezpieczenia przed skutkami zwarć i ochrony przeciwporażeniowej. Równie istotne jest sprawdzanie działania hamulców oraz przegląd i ocena zużycia lin.
Zasady eksploatacji żurawi, w tym szczegółowe instrukcje, obowiązki konserwatorów oraz wymogi dotyczące szczególnych warunków pracy (np. praca zespołowa dwóch żurawi, transport ludzi, eksploatacja w pobliżu linii elektroenergetycznych), są ściśle określone, aby zapewnić bezpieczeństwo i higienę pracy.