تاور کرین چیست و چگونه نصب می شود؟ + فیلم آموزش تاور کرین

اگر تا به حال به یک پروژه ساختمانی بزرگ نگاه کرده باشید، احتمالا جرثقیل‌های غول‌پیکری موسوم به تاور کرین‌ها را دیده‌اید که در حال جابجایی مصالح سنگین هستند. این ماشین‌های عظیم‌الجثه، جزء جدایی‌ناپذیر ساختمان‌سازی مدرن هستند و بدون آن‌ها اجرای بسیاری از پروژه‌ها غیر ممکن خواهد بود. اما تاور کرین چگونه نصب می شود؟ ما در این مطلب به بررسی انواع تاور کرین، نحوه انتخاب، نصب و نکات ایمنی آن پرداخته‌ایم؛ پس تا انتهای این مقاله همراه آکادمی عمران باشید.

تاور کرین چیست؟

تاور کرین یا جرثقیل برجی نوعی جرثقیل است که معمولا در پروژه‌های ساختمانی (به‌ویژه برج‌ها) و کارگاه‌های صنعتی برای جابجایی و بلند کردن بارهای سنگین به کار می‌رود. این دستگاه به دلیل ارتفاع زیاد و ظرفیت بالای باربری یکی از مهم‌ترین تجهیزات در صنعت ساخت‌وساز از جمله ساخت ساختمان‌های بلند، پل‌ها و سازه‌های بزرگ، محسوب می‌شود. تاور کرین‌ها معمولا بر روی یک پایه با ثبات نصب شده و دارای یک بوم متحرک هستند که می‌تواند به سمت جلو، عقب، بالا و پایین حرکت کند.

اجزای تاور کرین

اگر چه قطعات تاور کرین در انواع مدل‌ها و برندهای مختلف، متفاوت است، اما اصلی ترین اجزای تشکیل دهنده تاور کرین عبارت اند از:

• فونداسیون تاور کرین شامل پایه کالسکه ای یا پایه تثبیت
• سکشن‌های ارتفاعی (Section)
• کاج (قطعه ارتفاع دهنده تاورکرین) همراه با جک
• صفحه گردان
• کابین اپراتور
• تاج تاور کرین (کله قندی)
• جیب (فلش)
• کانتر جیب (کن فلش)
• شمشیری یا تیر دستک
• کابل‌های مهاری جلو و عقب
• وزنه‌های تعادلی
• مجموعه قلاب (هوک تاور کرین)
• شاریوت تاور کرین (وظیفه جابجایی افقی بار بر روی فلش)
• وینچ تاور کرین (موتور و سیستم قرقره‌ای برای کنترل بالا و پایین بردن بار)

مشخصات فنی تاور کرین

جرثقیل برج‌ها در انواع مختلف با مشخصات فنی متفاوت تولید می‌شوند، اما برخی از ویژگی‌ها و ظرفیت‌های عمومی که در بیشتر مدل‌ها دیده می‌شود عبارتند از:

ظرفیت تاور کرین

ظرفیت باربرداری تاور کرین‌ها بسته به مدل و سایز آن‌ها متفاوت است، اما معمولا این ظرفیت می تواند بین ۲ تا ۱۲ تن باشد. البته ظرفیت باربرداری باید در دو حالت نزدیک و دور از پایه مورد توجه قرار گیرد.

1. حالت نزدیک به پایه: ظرفیت باربرداری معمولاً بیشترین مقدار را دارد و تاور کرین می‌تواند بیشترین بار را بلند کند.
2. حالت دور از پایه (فلش): در این حالت بار به نوک فلش یا انتهای دکل منتقل شده و ظرفیت باربرداری کاهش می‌یابد و ممکن است به ۵۰% ظرفیت اصلی خود برسد.

برای درک دقیق‌تر ظرفیت باربرداری تاور کرین در فواصل مختلف از پایه، از جدول بار (Load Chart) استفاده می‌شود. جدول بار یا چارت باربرداری نشان می‌دهد که در فواصل مختلف از دکل (چه نزدیک به پایه و چه دورتر)، جرثقیل برجی می‌تواند چه مقدار بار را بردارد.

به عنوان مثال، در فواصل نزدیک‌تر از دکل، تاور کرین می‌تواند بار سنگین‌تری را بلند کند، اما این ظرفیت به میزان قابل توجهی در فاصله‌های بیشتر کاهش می‌یابد.

وزن تاور کرین

وزن کلی تاور کرین بسته به ابعاد و ظرفیت باربرداری می‌تواند بین ۲۰ تا ۵۰ تن یا بیشتر باشد. این وزن به تجهیزات و قطعاتی مانند دکل، شاسی، کابین، فلش، جیب و سایر اجزا بستگی دارد.

برق مصرفی تاور کرین

تاور کرین‌ها معمولاً به یک منبع برق ۳ فاز متصل می‌شوند که نیاز به برق ۲۰۰ تا ۴۰۰ ولت دارند. به طور معمول، برق مصرفی بین ۳۰ تا ۱۰۰ کیلو وات در ساعت متغیر است. البته در پروژه‌های دورافتاده یا مواقع اضطراری از ژنراتورهای دیزلی برای تأمین برق استفاده می‌کنند.

جانمایی تاور کرین در کارگاه

قبل از نصب تاور کرین، مهندس طراح باید محل قرارگیری آن‌ها را در پروژه مشخص کند. این جانمایی باید به گونه‌ای باشد که حداکثر بهره‌وری، ایمنی و هماهنگی در اجرای پروژه حاصل شود. برخی از نکات کلیدی در این زمینه عبارت‌اند از:

• پوشش کامل پلان کار: تاور کرین باید به نحوی قرار گیرد که بتواند به تمام نقاط مورد نیاز در پروژه دسترسی داشته باشد.
• رعایت حقوق و رضایت همسایگان: موقعیت کرین‌ها نباید باعث مزاحمت یا خطر برای ساختمان‌های مجاور شود. بررسی حریم هوایی و عدم تجاوز به ملک‌های اطراف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
• بررسی ظرفیت باربرداری در نوک فلش: لازم است قبل از نصب، توانایی حمل بارهای مورد نیاز، به‌ویژه در نوک فلش، بررسی شود تا بارگیری بدون مشکل انجام شود.
• بررسی ترازهای ارتفاعی در پروژه‌های دارای چندین تاور کرین: در پروژه‌هایی که بیش از یک تاور کرین وجود دارد، باید ترازهای ارتفاعی آن‌ها به دقت بررسی شود تا از تداخل بوم‌ها و خطرات برخورد جلوگیری شود.
• امکان خدمت رسانی متقابل بین تاور کرین‌ها: در برخی موارد، جرثقیل‌های برجی می‌توانند در حمل بار یا در صورت خرابی یکی از آن‌ها به یکدیگر کمک کنند. بنابراین، جانمایی آن‌ها باید این امکان را فراهم کند.
• قرارگیری نزدیک به سازه اصلی: باید در نزدیک‌ترین محل ممکن به سازه اصلی نصب شود تا بتواند بیشترین پوشش و کارایی را داشته و زمان جابجایی مصالح کاهش یابد.

جانمایی تاورکرین در مرکز ساختمان

یکی از گزینه‌های متداول برای جانمایی تاورکرین‌ها، استقرار در مرکز ساختمان است. برای انتخاب این موقعیت، باید چندین نکته اساسی در نظر گرفته شود:

• تعیین محل بازشو ایجاد فضایی مناسب برای عبور دکل تاور کرین با حداقل تأثیر بر سازه
• مشورت با طراح و هماهنگی با مهندس سازه و معمار برای پیش‌بینی بازشو در طراحی ساختمان
• بررسی هزینه‌ها و صعوبت دمونتاژ (پیچیدگی جداسازی) شامل نیاز احتمالی به جرثقیل کمکی

نصب تاور کرین

پس از تعیین محل نصب بر اساس نقشه‌های مهندسی و جانمایی، مراحل نصب تاور کرین به شکل زیر انجام می‌شود:

1- قرار دادن پایه تاور کرین در فونداسیون

اولین قدم برای اجرای تاور کرین تثبیت پایه‌ها در فونداسیون است که با هدف تحمل وزن تاور کرین و بارهای وارده انجام می‌شود. روش اجرا و تثبیت پایه‌ها با توجه به نوع جرثقیل برجی به دو شکل انجام می‌شود:

• روش پایه ثابت و بتن‌ریزی (در صورت عدم نیاز به جابجایی تاور کرین)
• روش پایه متحرک و ریل (در صورت نیاز به حرکت Tower crane در بخش‌های مختلف پروژه)

در روش تاور کرین‌های ثابت، یک پایه فلزی مخصوص به نام پایه تثبیت (Fixing Base) را داخل یک فونداسیون بتنی قرار می‌دهند. همچنین، گاها از نصب بیس پلیت  (صفحه ستون) برای تثبیت پایه‌ها استفاده می‌شود.

در تاور کرین‌های متحرک به‌جای پایه ثابت، از یک پایه کالسکه‌ای (Traveling Base) استفاده می‌شود که روی ریل‌های فلزی قرار دارد. این ریل‌ها اجازه می‌دهند که جرثقیل برجی در طول مسیر پروژه جابه‌جا شود و در قسمت‌های مختلف کار کند.

جهت آشنایی بیشتر با مراحل پی ریزی اسکلت‌های بتنی و فولادی به مقاله مراحل اجرای فونداسیون مراجعه کنید.

2- نصب سکشن‌ها و مونتاژ دکل

سکشن‌ها که به‌صورت ماژولار (چند قطعه‌ای) هستند، یک‌به‌یک روی هم قرار می‌گیرند تا مجموعه دکل ایجاد شود. در واقع دکل متشکل از چند سکشن است که به کمک پین یا پیچ‌های مقاوم و مهره‌های قوی به سکشن قبلی متصل می‌شود. در این مرحله، یک جرثقیل کمکی برای بلند کردن و نصب سکشن‌ها استفاده می‌شود.

توجه داشته باشید در پروژه‌هایی که نیاز به ارتفاع بیشتری در تاور کرین وجود دارد، پس از نصب آخرین سکشن، قطعه کاج به منظور افزایش ارتفاع نصب می‌شود.

3- نصب صفحه گردان و کابین اپراتور

در این مرحله به منظور فراهم کردن امکان چرخش تاور کرین و کنترل آن، صفحه گردان (Slewing Ring) روی آخرین سکشن دکل نصب می‌شود. این بخش شامل یک چرخ‌دنده و موتور چرخاننده است که امکان چرخش 360 درجه Tower crane را فراهم می‌کند. سپس کابین اپراتور روی صفحه گردان نصب شده و سیستم کنترل و برق‌رسانی متصل می‌شود.

4- نصب فلش و کن فلش

در این مرحله ابتدا کن فلش (Counter Jib) جهت تامین تعادل تاور کرین نصب شده و سپس فلش (Jib) که بازوی اصلی برای جابه‌جایی بار است، در سمت مقابل کن فلش قرار می‌گیرد. در مرحله بعد، شاریوت (Trolley) روی جیب قرار گرفته تا امکان حرکت قلاب فراهم شود. در نهایت کابل‌های مهاری و سیستم‌های برقی نیز متصل و بررسی خواهند شد.

5- قرار دادن وزنه‌های تعادلی

در این بخش جهت حفظ تعادل این تجهیزات هنگام حمل بارهای سنگین و جلوگیری از سقوط تاور کرین، وزنه‌های تعادلی (Counterweights) از جنس بتن یا فولاد در انتهای کن فلش قرار می‌گیرند. مقدار وزنه تعادلی بر اساس ظرفیت باربرداری و طول جیب آن محاسبه می‌شود.

در نهایت پس از اتمام این مراحل برای اطمینان از عملکرد صحیح و رعایت نکات ایمنی، سیستم‌های برقی و کنترلی بررسی می‌شود. همچنین، تست بارگذاری (Load Test) برای بررسی تحمل بار تاور کرین و سایر سیستم‎‌های ایمنی مانند ترمز اضطراری، محدودکننده‌های حرکت و سنسورهای باد بررسی و فعال می‌شوند.

تا ۷۲ درصد تخفیف برای آموزش‌های VIP پنجم اسفند ساعت ۱۲ تا ۲۴

مشاهده و رزرو

ارتفاع تاور کرین

تمام تاور کرین‌ها دارای ارتفاع خود ایستا هستند، به این معنا که بدون نیاز به مهار می‌توانند تا ارتفاع مشخصی پایدار بمانند. این ارتفاع معمولا ۳۰ تا ۴۰ متر است، اما بسته به نوع پایه و شرایط محیطی ممکن است کمی تغییر کند. در برخی مدل‌های خاص، با استفاده از سکشن‌های قوی‌تر و پایه مستحکم‌تر، امکان افزایش ارتفاع تا ۵۰ متر نیز وجود دارد، اما این کار بدون مهار توصیه نمی‌شود.

چنانچه تاور کرین نیاز به ارتفاع بیشتری داشته باشد، باید با استفاده از مهار به اسکلت سازه (اسکلت بتنی یا فولادی) متصل شود. به ازای هر ۱۰ تا ۱۵ متر افزایش ارتفاع، یک مهار جدید نصب می‌شود تا از لرزش و عدم تعادل جلوگیری کند.

در نتیجه، حداکثر ارتفاع تاور کرین بدون مهار (خودایستا) ۳۰ تا ۴۰ متر (و در برخی موارد ۵۰ متر) است، در حالی که با مهار هیچ محدودیت مشخصی وجود ندارد و می‌توان آن را تا چند صد متر افزایش داد. در پروژه‌های بلندمرتبه مانند ساخت آسمان‌خراش‌ها، ارتفاع جرثقیل‌های برجی به ۱۵۰ تا ۳۰۰ متر و حتی بیشتر نیز می‌رسند.

نحوه افزایش ارتفاع تاور کرین

در پروژه‌هایی که نیاز به افزایش ارتفاع تاور کرین وجود دارد، از قطعه‌ای به نام کاج (ارتفاع‌دهنده) استفاده می‌شود. نحوه ارتفاع دادن تاور کرین شامل مراحل زیر است:

1- ابتدا یک سکشن اضافی به قطعه‌ای به نام شمشیری یا تیر دستک متصل می‌شود. سپس این مجموعه به‌طور عمودی بالا کشیده می‌شود تا به آخرین سکشن دکل قبل از صفحه گردان برسد.

2- در این مرحله، محل اتصال آخرین سکشن دکل از صفحه گردان و کابین باز می‌شود و فقط دو اتصال از چهار اتصال باقی می‌ماند که به کاج متصل است.

3- بخش بالایی صفحه گردان به کمک جک‌های هیدرولیکی تعبیه‌شده در کاج بالا کشیده می‌شود تا سکشن متصل به شمشیری به اندازه مورد نظر بالا رود.

4- سکشن جدید اضافه می‌شود و به‌طور محکم به دکل وصل می‌شود. این فرایند برای هر تعداد سکشن که نیاز باشد، تکرار می‌شود. در نهایت، صفحه گردان روی آخرین سکشن نصب شده و به‌طور محکم ثابت می‌شود.

5- لازم به ذکر است در تاور کرین‌ها که ارتفاعی بیشتری از خود ایستایی پیدا می‌کنند، مهار و اتصال به اسکلت سازه الزامی است. به همین منظور قبل از دادن ارتفاع و اضافه کردن سکشن جدید، حدودا هر 10 تا 15 متر یک قطعه با نام کمربند میانی در سکشن تعبیه می‌شود تا از طریق دستک‌هایی به سازه متصل شوند.

توجه داشته باشید، بخش بالایی جرثقیل برجی که به کمک جک بالا کشیده می‌شود، در این مرحله از تعادل خوبی برخوردار نیست. لذا به‌منظور ایجاد تعادل در کل سازه و جلوگیری از هرگونه مشکل باید یک سکشن یا قطعه متعادل‌کننده در بخش فلش بالا کشیده شود.

حوادث و خطرات تاور کرین

به طور کلی از حوادث و خطرات احتمالی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سقوط تاور کرین به دلیل نصب نادرست، فونداسیون ضعیف، بارگذاری بیش از حد یا نقص فنی در قطعات
• چپ شدن تاور کرین در اثر وزش باد شدید، عدم تعادل بار یا مهاربندی نامناسب
• برخورد بوم یا بار با سازه‌ها، تجهیزات یا کارگران
• سقوط بار از ارتفاع و آسیب به افراد در نزدیکی کرین
• خطرات برق‌گرفتگی در صورت نزدیکی خطوط برق هوایی

افزایش ایمنی تاور کرین

به منظور جلوگیری از بروز حوادث فوق و همچنین افزایش ایمنی جرثقیل‌های برجی، رعایت نکات زیر ضروری است:

• اجرا و نصب تجهیزات تاور کرین توسط افراد متخصص
• نصب دقیق بر اساس دستورالعمل‌های فنی
• بررسی فونداسیون، نگهداری و بازرسی منظم قطعات و نظارت مستمر مهندس ناظر ساختمان بر عملکرد جرثقیل‌های برجی
• تنظیم صحیح تعادل بار و محکم کردن کابل‌های مهاربند
• رعایت محدودیت‌های بادی و عدم اضافه‌بار
• آموزش تاور کرین به اپراتورها
• ایجاد محدوده‌های ایمن و استفاده از علائم هشداردهنده
• رعایت فاصله ایمنی از خطوط برق، استفاده از پوشش‌های ایمنی و هماهنگی با شرکت برق در مواقع ضروری

انواع تاور کرین ها

اگر چه اطلاع از مراحل نصب جرثقیل برجی ضروری است، اما در مراحل ساخت ساختمان آشنایی با انواع تاور کرین‌ها نیز اهمیت بسزایی دارد. تاورکرین‌ها بر اساس معیارهای متعددی به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند، اما اصلی‌ترین انواع تاور کرین‌ها با توجه به نحوه جانمایی و استقرار عبارت‌اند از:

1. تاور کرین ثابت
2. تاور کرین متحرک
3. تاور کرین بالا رونده

تا ۷۲ درصد تخفیف برای آموزش‌های VIP پنجم اسفند ساعت ۱۲ تا ۲۴

مشاهده و رزرو

تاور کرین ثابت

تاور کرین ثابت (Static Tower Cranes) به جرثقیل‌های برجی گفته می‌شود که به یک نقطه ثابت متصل هستند و امکان انجام عملیات تنها در همان مکان را دارند. این نوع تاورکرین‌ها معمولا در پروژه‌های بزرگ و بلندمدت مورد استفاده قرار می‌گیرند و به دلیل ثبات، قابلیت بارگیری و جابجایی بارهای سنگین، گزینه‌ای مناسب برای ساخت‌وسازهای عظیم به شمار می‌آیند.

تاورکرین‌های ثابت به چند نوع مختلف تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از:

1. تاورکرین سرچکشی (Hammerhead): دارای بازوهای متحرک افقی و مناسب برای پروژه‌های با ارتفاع زیاد و جابجایی بارهای سنگین
2. تاور کرین لوفینگ جیب (Luffing Jib): دارای بازویی عمودی متحرک و مناسب برای فضاهای محدود و پروژه‌های نزدیک به ساختمان‌ها
3. تاورکرین خود نصب (Self-Erecting): قابلیت نصب و جمع آوری آسان و مناسب برای پروژه‌های کوچک با فضاهای محدود
4. تاورکرین فلت تاپ (Flat Top): دارای بالای تخت (بدون سرچکشی) و مناسب برای ساخت و سازهای نیازمند به چرخش آزاد بار

تاور کرین متحرک

تاور کرین متحرک (Mobile Tower Crane) که با نام موبایل جرثقیل نیز شناخته می‌شوند، قابلیت جابجایی داشته و می‌توانند به راحتی از یک مکان به مکان دیگر منتقل شوند. این نوع جرثقیل‌ها نسبت به نوع ثابت از نظر هزینه‌های راه‌اندازی، زیرساخت، حمل و نقل و مصالح کمتر است؛ به همین دلیل محبوبیت بالایی دارند.

انواع رایج تاور کرین های متحرک عبارت‌اند از:

تاور کرین ریلی

جرثقیل برجی متحرک ریلی بر روی ریل نصب شده و قابلیت حرکت در دو جهت افقی و عمودی را دارد. این نوع با پشتیبانی بلوک‌های بتنی پیش‌ساخته و سیستم‌های اتوماتیک برای حرکت سریع طراحی شده و ظرفیت‌های آن بین ۱.۵ تا ۶۰ تن است.

تاور کرین جاده‌ای (ماشینی)

تاور کرین جاده‌ای یا ماشینی که به تاور کرین تلسکوپی یا موبایل کرین معروفند، مشابه جرثقیل‌های معمولی با کنترل‌های هیدرولیکی است. این کرین‌ها سریع مونتاژ می‌شوند و ظرفیت بارشان بین ۷ تا ۱۸ تن و ارتفاعات ۳۰ تا ۳۷ متر است.

تاور کرین شناور

این نوع تاور کرین‌ها در آب، مانند خلیج‌ها و اقیانوس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و عمدتا برای پروژه‌های ساخت‌وساز در معادن نفتی یا بیرون کشیدن کشتی‌های غرق شده به کار می‌روند.

تاور کرین بالا رونده

تاورکرین‌های بالا رونده (Climbing Tower Cranes) نوعی از جرثقیل‌های برجی هستند که به طرز خاصی طراحی شده‌اند تا در طول ساخت و ساز، به تدریج به ارتفاع خود اضافه کنند. این نوع تاورکرین‌ها به سازه یا ساختمان متصل می‌شوند و از نظر استحکام مشابه تاورکرین‌های ثابت عمل می‌کنند، به طوری که می‌توانند بارهای سنگین را جابجا کنند و ایمنی بالایی دارند.

از طرفی مشابه تاورکرین‌های متحرک قابلیت افزایش ارتفاع را دارند. در واقع این جرثقیل برج‌ها به نوعی ترکیبی از ویژگی‌های تاورکرین‌های ثابت و متحرک را دارند. به طور کلی، تاورکرین‌های بالا رونده انتخاب مناسبی برای پروژه‌های ساختمانی بزرگ و چند طبقه هستند.

علاوه‌بر دسته‌بندی انواع جرثقیل‌های برجی بر اساس نحوه استقرار، تاورکرین‌ها را می‌توان بر اساس سایر ویژگی‌ها به انواع زیر نیز دسته‌بندی کرد:

• ظرفیت باربری (سبک، سنگین)
• میزان ارتفاع (بلند، متوسط، کوتاه)
• شعاع حرکتی و نوع بوم (ثابت، متغیر، با بوم افقی، با بوم لافینگ)
• روش نصب (جمع‌شونده و خود نصب شونده)
• نوع تیر (تیر ثابت و تیر مفصل دار)
• نوع پایه (پایه ثابت و پایه متحرک)
• نوع کاربرد (ساختمانی، صنعتی، باربری در بنادر)

در هر حال، انتخاب نوع تاورکرین به عوامل مختلفی از جمله ارتفاع پروژه، شعاع حرکتی، نوع بار، فضای کاری و شرایط محیطی بستگی دارد. همچنین، محدودیت‌های فضایی و شرایط جوی نیز در این انتخاب تأثیرگذار هستند تا بهترین عملکرد و ایمنی در پروژه تضمین شود.

جمع بندی

Tower crane به عنوان تجهیزات ضروری در صنعت ساختمان‌سازی، نقش مهمی در تسهیل فرآیندهای حمل‌ونقل بارهای سنگین ایفا می‌کنند. این جرثقیل‌های برجی در انواع ثابت، متحرک و بالا رونده طراحی شده‌اند تا متناسب با شرایط پروژه‌های مختلف به کار گرفته شوند. انتخاب نوع تاور کرین به عواملی مانند ظرفیت باربری، ارتفاع مورد نیاز، شرایط محیطی و نحوه نصب بستگی دارد. علاوه بر این، رعایت اصول ایمنی در نصب، بهره‌برداری و افزایش ارتفاع تاور کرین از اهمیت بالایی برخوردار است تا ضمن بهینه‌سازی عملکرد، ایمنی کارگران و سازه‌های اطراف نیز تضمین شود.

در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره جرثقیل‌های برجی یا تاور کرین‌ها کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری