تاور کرین چیست؟ بررسی کامل جرثقیل برجی و کاربردها

تاور کرین نقطه اتکای پروژه های بلندمرتبه است و به زبان ساده همان جرثقیل برجی بلندقدی است که بارهای سنگین را با دقت جا به جا می کند. خوب است بدانیم تاور چیست و چرا این سازه فلزی به نام tower crane شناخته می شود. این ماشین با دکل مشبک، بازوی افقی و سیستم تعادل، امکان انتقال بار به ارتفاع تاور کرین های مختلف را فراهم می کند. در بسیاری از کارگاه ها، برنامه ریزی حمل بار به مسائل اقتصادی هم گره می خورد و قیمت تاور کرین، ظرفیت عملیاتی و هزینه های نگهداری در کنار قیمت آهن و سایر مواد اولیه مطرح می شود.
هدف این مقاله، پاسخ روشن به پرسش تاور کرین چیست؟ و تشریح کاربردها، انواع تاور کرین، اجزای تاور کرین، روش نصب و نکات ایمنی مربوط به آن است تا انتخاب، نصب و بهره برداری آگاهانه تری داشته باشیم. درک همین اصول ساده، پایه تصمیم گیری درست در انتخاب و به کارگیری دستگاه است.

تاور کرین چیست؟

تاور کرین یا جرثقیل برجی دستگاهی است که با یک پایه محکم، دکل مشبک، گردان بند، بازوی کاری و کالسکه حرکت دهنده قلاب، بارهای سنگین را در ارتفاع و شعاع های مختلف جابه جا می کند. مبنای طراحی آن استفاده از تعادل وزنی است؛ در یک سوی بازو وزنه تعادل قرار می گیرد و در سوی دیگر بار بلند می شود. اپراتور از کابین یا از طریق کنترل از راه دور، چرخش، بالابری و حرکت عرضی قلاب را مدیریت می کند تا بار با کمترین تاب خوردگی به مقصد برسد. به طور معمول سه حرکت اصلی شامل بالابری عمودی، چرخش حول محور مرکزی و حرکت عرضی کالسکه داریم که با هم امکان رساندن بار از نقطه A به نقطه B را فراهم می کنند.

ظرفیت مجاز در هر شعاع روی صفحه بارنمود درج می شود و اپراتور باید همیشه بار واقعی را با آن مقایسه کند تا از اورلود پیشگیری شود. سیستم های جدید با نمایشگر گشتاور و هشداردهنده باد، خطاهای انسانی را کم می کنند.
در پاسخ کوتاه به پرسش تاور چیست، می گوییم سازه ای استوار برای بلندکردن بار در ارتفاع های زیاد که در پروژه های ساختمانی، صنعتی و زیرساختی کاربرد دارد. این تجهیز بنا به مدل می تواند روی فونداسیون ثابت، شاسی ریلی یا واحد بالارونده نصب شود و با رشد سازه، ارتفاع تاور کرین نیز مرحله به مرحله افزایش یابد.

از منظر بهره برداری، انتخاب محل استقرار مهم است؛ هرچه بازو بتواند مرکز ثقل کارگاه را پوشش بدهد، رفت و برگشت های غیرضروری کمتر می شود. در کارگاه های پرترافیک، تعیین منطقه ممنوعه برای عبور بار روی معابر و همسایگی ها الزامی است. در بسیاری از شهرها، مقررات حریم پرواز بار و محدودیت ساعات کاری نیز باید رعایت شود تا مزاحمتی برای همسایگان ایجاد نشود.

انواع تاور کرین

هر جرثقیل برجی بر پایه سه مؤلفه تعریف می ‌شود: شیوه ایجاد شعاع کاری، روش افزایش ارتفاع و نحوه انتقال بار. تاور کرین ها یا بازوی افقی ثابت دارند و کالسکه روی آن حرکت می ‌کند، یا بازویی لولایی دارند که با تغییر زاویه، شعاع را کم ‌و زیاد می‌ کند، یا در اندازه‌ های کوچک‌ تر برای کارهای کمکی و دمونتاژ به‌کار می ‌روند. محدودیت فضا، موانع پیرامونی، شدت باد، برنامه حمل و الگوی وزن بار تعیین می‌ کند کدام مدل مناسب‌تر است. در ادامه با انواع تاور کرین آشنا می شوید:

جرثقیل سرچکشی:

این مدل که با نام فلَت تاپ یا کله صاف هم شناخته می شود، فاقد کله بوم مثلثی کلاسیک است و مونتاژ آن ساده تر و ایمن تر انجام می شود. به دلیل نبود کله، قطعات سبک تر هستند و امکان نصب در کارگاه های محدود یا پروژه هایی با چند جرثقیل مجاور فراهم است. کالسکه روی بازو حرکت می کند و قلاب را در شعاع های مختلف می برد؛ همین ساز و کار باعث می شود تداخل با تاورهای همسایه کمتر شود. مدیران پروژه برای قطعات سبک و پرتعداد یا وقتی محدودیت زمان و فضا دارند، سراغ این مدل می روند چون سرعت نصب بالا و نیاز کمتر به قطعات حجیم، ریسک مونتاژ را کاهش می دهد. این ویژگی باعث می شود ارتفاع کلی سازه در حین مونتاژ کمتر باشد و محدودیت عبور جرثقیل های کمکی کاهش یابد.

جرثقیل برجی لوفینگ جیب:

در این مدل، به جای حرکت کالسکه روی بازوی افقی، بازو با زاویه دادن (لولایی) بالا و پایین می رود. این رفتار اجازه می دهد در سایت های فشرده شهری یا نزدیک خطوط برق و سازه های بلند، شعاع کاری را کوچک کنیم و از حریم ها عبور نکنیم. لوفینگ ها معمولاً ظرفیت بالابری خوبی در شعاع های کم دارند و برای بلند کردن اقلام سنگین در مجاورت موانع مناسب هستند. البته نیاز به هماهنگی دقیق اپراتور و برنامه ریزی مسیر دارد تا زاویه دادن بازو موجب برخورد با تجهیزات دیگر نشود. افزون بر این، به خاطر زاویه دادن بازو، لحظه های وارده به دکل متفاوت است و باید طبق دفترچه سازنده تنظیمات حفاظتی فعال بماند. لوفینگ گزینه محبوب سایت های مرکز شهر است که دسترسی هوایی محدودی دارند.

جرثقیل دریک:

دریک یک جرثقیل کوچک است که بیشتر برای بازکردن یا جمع کردن تاورهای بزرگ روی پشت بام برج ها به کار می رود. این واحد سبک، قطعات را از بام پایین می فرستد یا بالا می کشد و به خاطر ابعاد جمع و جور، حمل و نصب ساده تری دارد. دریک راه حل مقرون به صرفه برای برچیدن تاور در نقاطی است که دسترسی جرثقیل متحرک زمینی ممکن نیست. در پروژه های نوسازی یا اتمام کار، استفاده از دریک زمان توقف را کاهش می دهد و نیاز به مسدودسازی گسترده معابر را کم می کند. دریک ها معمولاً با دکل و بازوی کوتاه، روی بام یا طبقات بالایی سوار می شوند و با پنل های برقی سبک کار می کنند. توان مانور بالا و نیاز کم به فضای نصب، آن ها را برای جمع آوری قطعات بازویی و وزنه های تعادل ایده آل می کند. در برخی پروژه ها، حتی برای جابه جایی تجهیزات تهویه یا مخابراتی بامی نیز از دریک استفاده می شود تا هزینه کرایه جرثقیل های سنگین کاهش یابد.

اجزای تاور کرین

اجزای تاور کرین مانند زنجیری هماهنگ عمل می کنند: پایه و فونداسیون بار و لنگر را به زمین منتقل می کنند، دکل مسیر رسیدن به ارتفاع را فراهم می کند، و واحد گردان امکان چرخش نرم و کنترل شده را می دهد. بازو، وزنه تعادل و کله گی تعادل کلی سازه را حفظ می کنند و شعاع کاری را شکل می دهند. کالسکه و قلاب بار را جا به جا می کنند، وینچ و موتور نیرو می سازند و سیم بکسل آن را ایمن منتقل می کند. کابین اپراتور و تابلوهای برق نقش مغز فرمان را دارند و حسگرها، لیمیت سوئیچ ها و بادسنج ها محدوده های امن را تضمین می کنند. در پروژه های بلندمرتبه، فریم بالارونده و تای مهاربندی ارتفاع را افزایش و ارتعاش را مهار می کنند. در ادامه مهم ترین اجزای تاور کرین را توضیح خواهیم داد:

پایه:

فونداسیون یا پایه فلزی/بتنی، بارهای قائم و لنگرهای ناشی از باد و بار را به زمین منتقل می کند. محاسبه آن باید با توجه به ظرفیت اسمی، ارتفاع نهایی و مشخصات خاک انجام شود. در کارگاه های شهری، گاهی از شاسی ریلی با تراورس های بتنی استفاده می شود تا جابه جایی مسیر ممکن باشد. کیفیت نصب و تراز کردن پایه، مستقیم بر ایمنی تاور کرین اثر دارد و کوچک ترین کجی می تواند در ارتفاع، خطا را بزرگ کند. کارگذاری بولت های مهاری با الگوی دقیق، ریختن بتن با مقاومت طرح و زمان عمل آوری کافی و کنترل نهایی تراز با ابزار دقیق، تضمین می کند که محور دکل کاملاً قائم باشد.

دکل یا برج:

دکل از سکشن های مشبک تشکیل شده که با پین و پیچ به هم متصل می شوند. برای افزایش ارتفاع تاور کرین، سکشن ها با کمک واحد بالارونده اضافه می شوند. در نزدیکی سازه، مهار به ساختمان (کلایمینگ) انجام می شود تا خمش و ارتعاش کم شود. کیفیت جوش ها، راستای اسکلت و سفت کاری اتصالات باید در سرویس های دوره ای بررسی شود تا از خستگی و ترک جلوگیری گردد. در هر مرحله افزایش ارتفاع، پیچ ها با گشتاور مشخص سفت و با رنگ علامت گذاری می شوند تا شل شدن احتمالی در پایش های بعدی سریع تشخیص داده شود.

واحد چرخ دنده:

مجموعه گردان بند، موتور گردان و گیربکس، اجازه می دهد بازو حول محور عمودی بچرخد. سیستم های مدرن دارای اینورتر و ترمزهای اطمینان هستند تا شروع و توقف نرم، تاب خوردگی بار را کم کند. گریس کاری منظم رینگ گردان و پایش صدا/لرزش، از سایش زودرس جلوگیری می کند. در صورت تغییر بار یا باد، اپراتور باید از چرخش ناگهانی خودداری کند تا لنگرهای اضافی به سازه وارد نشود. کالیبراسیون اینورترها و تنظیمات ترمز، رفتار نرم در شروع/توقف را تضمین می کند. در صورت شنیدن صداهای غیرعادی از رینگ گردان، عملیات متوقف و یاتاقان ها بررسی می شود تا از آسیب های جدی جلوگیری گردد.

سیم بکسل:

سیم بکسل های بالابر و قلاب، ستون فقرات انتقال نیرو هستند. انتخاب قطر و ساختار آن مطابق دفترچه سازنده انجام می شود و باید بر اساس ظرفیت و شعاع کاری کنترل گردد. بازرسی ظاهری روزانه برای کشف بریدگی رشته ها، لهیدگی و زنگ زدگی ضروری است. تعویض به موقع و روغن کاری صحیح، ایمنی تاور کرین را افزایش می دهد و از توقف های پرهزینه جلوگیری می کند. روش های انتهایی سازی مانند سوکت رزینی یا گیره بندی باید طبق استاندارد انجام شود. معیارهای کنارگذاری شامل تعداد رشته های پاره در طول گام، لهیدگی های شدید و کاهش قطر بیش از حد مجاز است.

مراحل نصب تاور کرین یا جرثقیل برجی

نصب تاور کرین با برنامه ریزی دقیق آغاز می شود: بررسی نقشه سایت، مسیرهای حمل، باد غالب و محل فونداسیون. سپس تیم نصب، پایه را تراز می کند و سکشن های اولیه دکل با کمک جرثقیل متحرک سوار می شود.

بعد از نصب واحد گردان و بازو، وزنه تعادل در محدوده مجاز قرار می گیرد و بالابر آزمایشی با بار تست انجام می شود. اگر پروژه بلندمرتبه باشد، واحد بالارونده برای اضافه کردن سکشن ها فعال می شود و در ترازهای مشخص مهار به ساختمان انجام می گیرد. در هر گام، چک لیست سازنده و دستورالعمل ایمنی تاور کرین باید رعایت شود: گشتاورسنج، لیمیت سوئیچ ها، سامانه های قطع اضطراری و ترمزها تست می شوند. در پایان، اپراتور و مسئول ایمنی تحویل گیری عملیاتی را انجام می دهند و گزارش نصب ثبت می شود تا مبنایی برای سرویس های بعدی باشد.

پیش از شروع مونتاژ، جلسه توجیهی ایمنی برگزار می شود، مسیرهای تردد مسدود و علائم هشدار نصب می گردد. ماشین آلات بالابر کمکی بازدید فنی می شوند و ابزار گشتاورسنج و جک ها کالیبره است. در روز نصب، شرایط جوی کنترل می شود؛ اگر سرعت باد از حد مجاز بیشتر باشد عملیات متوقف می ماند. پس از اتمام کار مکانیکی، تیم برق، کابل کشی، تابلوها، اینورترها و لیمیت سوئیچ ها را راه اندازی و آزمون می کند. آموزش کوتاه کاربری برای اپراتور و ریگرها، شامل علائم دستی، روش های بستن اسلینگ و مدیریت تاب خوردگی نیز انجام می شود. در نهایت، با تحویل موقت، دوره بهره برداری آزمایشی کوتاهی تعریف می شود تا عملکرد در سناریوهای واقعی سنجیده شود.

مزایا و معایب تاور کرین

شناخت مزایا و معایب تاور کرین کمک می کند کارفرما و مجری پروژه انتخاب آگاهانه تری داشته باشند. وقتی بدانیم تاور کرین چه ظرفیت باربری دارد، در چه ارتفاعی قابل استفاده است و چه میزان ایمنی فراهم می کند، می توانیم مطمئن شویم برای پروژه های مرتفع و بزرگ بهترین گزینه است. از طرف دیگر، آگاهی از معایب آن مثل هزینه بالای نصب و نگهداری یا محدودیت جابه جایی در کارگاه باعث می شود ریسک های مالی و اجرایی را بهتر مدیریت کنیم. در واقع اطلاع از این ویژگی ها قبل از خرید یا اجاره تاور کرین، هم به بهینه شدن هزینه ها کمک می کند و هم مانع توقف های غیرمنتظره در روند پروژه می شود. از مزایای تاور کرین می توان به این موارد اشاره کرد:

• پوشش شعاعی گسترده در سایت های شلوغ
• دقت بالای قراردهی بار
• امکان افزایش ارتفاع همزمان با رشد سازه
• کاهش تردد لیفتینگ در سطح زمین

به علاوه، با برنامه ریزی صحیح می توان چند جبهه کاری را با یک دستگاه پوشش داد و بهره وری را بالا برد.

معایب آن هم عبارتند از:

• نیاز به فونداسیون
• وابستگی به شرایط باد
• زمان بر بودن مونتاژ/دمونتاژ نسبت به جرثقیل متحرک
• و نیاز به اپراتور ماهر.
  

به طور کلی برای کاهش ریسک، باید محدودیت های سازنده مثل ظرفیت در شعاع های مختلف، سرعت های مجاز و پروتکل باد رعایت شود. آموزش اپراتور، پایش تداخل با تاورهای مجاور و جلسات روزانه هماهنگی هم به ایمنی کمک می کند. گاهی برنامه ریزی نادرست باعث می شود دستگاه کمتر از ظرفیت واقعی اش کار کند و هزینه ثابت توجیه نشود. برای رفع این مسئله، ماتریس حمل بار و جدول زمان بندی باید از روز اول مشخص باشد.

نکته دیگر هزینه های غیر مستقیم است: اگر برنامه حمل بار با تیم های قالب بندی، آرماتوربندی و بتن ریزی هماهنگ نباشد، اتلاف وقت رخ می دهد و مزیت سرعت از بین می رود. راه حل ساده است؛ یک نفر به عنوان هماهنگ کننده لیفتینگ تعیین کنید تا درخواست ها را زمان بندی و اولویت گذاری کند. از منظر محیط زیست، کنترل نشت روغن و مدیریت پسماندهای سرویس نیز اهمیت دارد. در شرایط باد شدید، پارک کردن بازو در جهت امن و آزاد کردن ترمز طبق دستور سازنده، از واردشدن تنش های اضافی جلوگیری می کند.

ویژگی های تاور کرین یا جرثقیل برجی

ویژگی های کلیدی شامل ظرفیت نامی، شعاع کاری، سرعت بالابری، کلاس کاری، نوع بازو (سرچکشی یا لوفینگ) و قابلیت کلایمینگ است. ارتفاع تاور کرین با افزودن سکشن و مهار به سازه افزایش می یابد و بسته به مدل، می تواند صدها متر را پوشش دهد. سامانه های ایمنی مانند لیمیت اورلود، قطع کن ارتفاع، بادسنج و نشانگر گشتاور به اپراتور کمک می کنند در محدوده امن کار کند.

منبع تغذیه معمولاً برق سه فاز کارگاهی است و باید تابلوهای حفاظت، ارتینگ و کلیدهای ایزولاسیون معتبر باشند. برخی مدل ها امکان کنترل از راه دور دارند که در دید محدود یا هوای نامساعد، کار اپراتور را ساده تر می کند. داده نگارها (دیتالاگر) ساعات کارکرد و خطاها را ثبت می کنند و برای برنامه ریزی سرویس مفیدند. نمایشگرهای دیجیتال با ارائه سرعت ها و بار لحظه ای، تصمیم گیری را دقیق تر می کنند و در آموزش اپراتور مفیدند. وجود سنسورهای شیب و محدودکننده های منطقه کاری، خطای انسانی را کاهش می دهد. همچنین نورپردازی مناسب کابین ضروری است.

کاربردهای تاور کرین

اصلی ترین کاربرد تاور کرین در ساخت برج ها، مجتمع های مسکونی بلند، هتل ها و بیمارستان های مرتفع است. در صنایع نفت و گاز، نیروگاه ها و پروژه های زیر ساختی مانند پل ها و مترو نیز از جرثقیل برجی برای جا به جایی المان های سنگین استفاده می شود.

در انبارهای بلند و یاردهای ساخت اسکلت فلزی، تاورهای کوچک تر برای تغذیه خطوط مونتاژ به کار می روند. به طور کلی هرجا نیاز به جا به جایی مکرر بار در ارتفاع و مسیرهای تکرارشونده باشد، tower crane انتخابی اقتصادی و امن است. در پروژه های بادی و نصب توربین ها، تاورهای خاص برای مونتاژ قطعات سنگین در ارتفاع استفاده می شوند. در اسکله ها و یاردهای کشتی سازی، مدل های لوفینگ به خاطر کنترل شعاع در نزدیکی آبراه ها محبوب اند.

در کارگاه های پیش ساخته، جا به جایی پانل ها و قطعات بتنی با مسیرهای تکراری به کمک تاور، سرعت نصب را بالا می برد. همچنین در مناطق کوهستانی که دسترسی جرثقیل های متحرک مشکل است، استقرار یک جرثقیل تاور کرین ثابت راه حل اقتصادی محسوب می شود. در پروژه های معدنی و ساخت تأسیسات صنعتی دور از شهر نیز، یک تاور ثابت می تواند لجستیک داخلی را ساده کند و هزینه های حمل مکرر را کم کند.

اجاره و خرید تاور کرین

خرید تاور کرین برای شرکت هایی که پروژه های پیوسته و بلندمدت دارند مقرون به صرفه است، اما برای پروژه های کوتاه مدت، اجاره به حفظ نقدینگی کمک می کند. در تحلیل اقتصادی، علاوه بر قیمت تاور کرین، هزینه حمل، نصب، بیمه، اپراتور، برق، سرویس و دمونتاژ را هم لحاظ کنید. برای مقایسه، می توانید قیمت تاور کرین 10 تن و 25 تن را به عنوان دو ظرفیت پرطرفدار بررسی کنید؛ قیمت تاور کرین 25 تن و 10 تن بسته به برند، سال ساخت، طول بازو و وضعیت قطعات مصرفی تفاوت محسوسی دارد.

ارزیابی فنی قبل از عقد قرارداد، بررسی سابقه سرویس و تست های عملکردی، ریسک خرابی حین کار را پایین می آورد. برای تصمیم گیری، شاخص هزینه مالکیت کل (TCO) را محاسبه کنید: استهلاک، بهره، بیمه، قطعات مصرفی و توقف های احتمالی. در اجاره، مزیت انعطاف و دسترسی به مدل های به روز وجود دارد؛ اما باید شرایط بازگشت، خسارت ها و مسئولیت های بیمه ای شفاف باشد. در خرید، توجه به گارانتی، آموزش اپراتور، تأمین قطعه و ارزش فروش مجدد، ریسک سرمایه گذاری را پایین می آورد. بازدید میدانی، تست بار و بررسی شماره سریال با اطلاعات سازنده، خرید مطمئن را تضمین می کند.

عوامل موثر بر قیمت تاور کرین

قیمت تاور کرین تابع عواملی مانند ظرفیت نامی، طول بازو، ارتفاع آزاد، سال ساخت، برند، کشور سازنده و سطح اتوماسیون است. بازار دست دوم به وضعیت سرویس، ساعات کارکرد، گزارش های تعمیرات و اصالت قطعات وابسته است. نوسان نرخ ارز و مواد اولیه نیز تاثیر جدی دارد؛ از این رو مقایسه همزمان چند پیشنهاد فروش یا اجاره دید واقعی تری می دهد. برای شفافیت بیشتر، دامنه های قیمتی را همراه با خدمات جانبی (حمل، نصب، آموزش و پشتیبانی) بسنجید و فقط بر برچسب اولیه تکیه نکنید. برای نمونه، تجهیزات با سیستم های کنترلی پیشرفته و اینورترهای چندگانه معمولاً قیمت بالاتری دارند، اما در عوض مصرف برق و تنش های مکانیکی را کاهش می دهند.

طول بازوی بیشتر، سازه قوی تر و وزنه های تعادل سنگین تری می طلبد که در قیمت گذاری اثرگذار است. در قراردادها، هزینه های پنهان مانند تست های اولیه، آموزش و قطعات یدکی را وارد جدول مقایسه کنید تا تصمیم بر پایه رقم واقعی باشد. هم چنین، بسته خدمات پس از فروش معتبر به تنهایی می تواند تفاوت چشمگیری در هزینه کل ایجاد کند.

جمع بندی
تاور کرین قلب تپنده کارگاه های بلندمرتبه است؛ ترکیبی از دکل، بازو و سامانه های کنترلی که جابه جایی بار را دقیق و ایمن می کند. انتخاب درست میان مدل های سرچکشی و لوفینگ به محدودیت فضا، موانع پیرامونی و الگوی باربرداری بستگی دارد. با شناخت اجزای تاور کرین، برنامه ریزی نصب مرحله ای و پایبندی به دستورالعمل های ایمنی، می توان بهره وری را بالا برد و توقف های پرهزینه را کاهش داد.

در نهایت، چه قصد خرید داشته باشید چه اجاره، نگاه کل نگر به قیمت، خدمات و سوابق سرویس کلید یک تصمیم به صرفه و پایدار است. اگر لازم دارید سندی کوتاه برای تیم تدارکات تهیه کنید، همین مقاله می تواند به عنوان راهنمای اولیه کنار دفترچه سازنده قرار بگیرد. پیشنهاد می شود پیش از امضا، حتماً صفحه بارنمود، برنامه سرویس و دستورالعمل ایمنی تاور کرین مربوط به همان مدل را مرور کنید.

سوالات متداول