Torenkraan boven op een wolkenkrabber: bouwen op grote hoogte uitgelegd

Torenkranen zijn ontworpen om mee omhoog te groeien met een gebouw. Naarmate de bouw vordert, worden speciale klimsystemen, zoals hydraulische vijzels of klimmers, gebruikt om de hoge mast van de kraan stapsgewijs naar hogere verdiepingen te tillen. Deze opwaartse beweging vereist een zorgvuldige coördinatie en strikte veiligheidsprotocollen voor een soepele en gecontroleerde klim.

Een torenkraan boven op een wolkenkrabber in aanbouw is uitgegroeid tot een iconisch symbool van het moderne stadsbeeld. Deze enorme kraanconstructies spelen een cruciale rol bij de bouw van hoogbouw en maken het mogelijk om zware materialen en apparatuur naar duizelingwekkende hoogten te hijsen en daar te plaatsen.

Kranen worden boven op wolkenkrabbers gemonteerd met methoden zoals de externe klimmethode, waarbij de kraan langs de buitenkant van het gebouw omhoog groeit, of de interne klimmethode, waarbij de kraan vanuit het gebouw omhoog klimt. Zo nodig kunnen zware helikopters kraanonderdelen naar de bouwplaats vervoeren. Lees dit artikel en ontdek hoe torenkranen boven op gebouwen terechtkomen.

Kraanbediening en veiligheidsoverwegingen

Kranen boven op een gebouw krijgen is een risicovolle onderneming die strenge veiligheidsmaatregelen en protocollen vereist. Een torenkraan heeft altijd een overbelastingsbeveiliging, met onder meer lastmomentindicatoren, lastcapaciteitsindicatoren en anemometers. Deze zijn essentieel voor een veilige en efficiënte bediening van de kraan:

Lastlimieten en capaciteitsindicatoren

Kranen hebben specifieke lastlimieten en nominale capaciteiten, afhankelijk van factoren zoals de gieklengte, de radius en de windomstandigheden. Om overbelasting en mogelijke ongelukken te voorkomen, zijn kranen uitgerust met:

• Lastmomentindicatoren (LMI): elektronische systemen die de last en de configuratie van de giek continu controleren en de machinist realtime feedback geven.
• Lastcapaciteitsindicatoren (RCI): visuele displays of waarschuwingssystemen die de machinist waarschuwen wanneer de kraan zijn nominale capaciteit nadert.
• Beveiliging tegen overschrijding van de veilige werklast: Dit systeem schakelt kraanbewegingen, zoals hijsen of het uitschuiven van de trolley, uit wanneer die tot een overbelasting boven de nominale capaciteit van de kraan zouden leiden. Het werkt samen met het LMI-systeem.

Weermonitoringssystemen

Wind en weersomstandigheden kunnen de werking en stabiliteit van kranen aanzienlijk beïnvloeden. Kranen boven op gebouwen zijn doorgaans uitgerust met:

• Anemometers: apparaten die de windsnelheid en -richting meten, zodat machinisten hun werkzaamheden kunnen aanpassen of bij harde wind kunnen stilleggen.

Klimmethoden voor kranen

Naarmate deze hoge gebouwen verder omhoog groeien, moeten kranen ook kunnen klimmen of hoger worden om efficiënt te blijven werken. Daarvoor worden verschillende technieken gebruikt.

Een tweede kraan gebruiken

Bij deze methode wordt een tweede kraan ingezet om het doel te bereiken. Hoewel dit mogelijk is, gebeurt het op bouwplaatsen niet vaak. Het is namelijk erg gevaarlijk en alleen ervaren machinisten kunnen twee kranen tegelijk bedienen.

Externe klimmethode

De externe klimmethode wordt gebruikt wanneer de torenkraan buiten de constructie staat die wordt gebouwd. Hierbij wordt een klimframe of klimkooi rond de kraantoren geplaatst. Sommigen beschouwen dit als de meest efficiënte manier om kranen naar de top te brengen, omdat de stilstandtijd beperkt blijft. De belangrijkste stappen bij extern klimmen zijn:

1. Fundering bouwen: Bouw een fundering voor de kraan van beton en gebruik een mobiele kraan om de torenkraan op de fundering te monteren. Let op: de kraanfundering moet zeer stabiel zijn.
2. Klimframe monteren: Op de gewenste hoogte, waar de toren moet worden verlengd, wordt een klimframe of -kooi rond de kraantoren gemonteerd. Het klimframe is een stalen draagconstructie die de kraantoren omringt en is voorzien van geïntegreerde hydraulische vijzelsystemen.
3. Hydraulisch vijzelen: Het klimframe is voorzien van hydraulische vijzels die strategisch rond de kraantoren zijn geplaatst. Ze worden gesynchroniseerd om de volledige kraantoren stapsgewijs omhoog te tillen, doorgaans telkens 20 tot 30 feet (6 tot 9 meter).
4. Mastsecties invoegen: Terwijl de hydraulische vijzels de kraantoren omhoog tillen, worden nieuwe mastsecties onder de verhoogde toren geplaatst. Deze mastsecties worden vooraf op de grond gemonteerd en vervolgens met het hijsmechanisme van de kraan of een hulpkraan op hun plek gehesen.
5. Bouten en vastzetten: Zodra de nieuwe torensecties op hun plek zitten, bevestigen werknemers ze met bouten en verbindingen met hoge treksterkte aan de bestaande toren. Zo blijft de verlengde toren stevig en stabiel. Het klimframe verplaatsen: nadat de nieuwe torensecties met bouten zijn bevestigd, wordt het klimframe gedemonteerd en op grotere hoogte weer gemonteerd. Dit proces wordt herhaald naarmate de bouw vordert, zodat de kraan met de constructie mee omhoog klimt.
6. Verankeringsverbindingen: Naarmate de kraantoren hoger wordt, wordt deze doorgaans met stalen kragen of verstevigingssystemen aan de draagconstructie van het gebouw verankerd. Deze verbindingen bieden extra steun en stabiliteit en voorkomen dat de kraantoren door windbelasting of andere krachten gaat zwaaien of omvalt.

Interne klimmethode

De interne klimmethode wordt gebruikt wanneer de kraantoren in het midden van het gebouw zelf wordt geplaatst. Naarmate er verdiepingen bijkomen, klimt de kraan omhoog met steun van de draagconstructie van het gebouw. De stappen zijn:

1. De kraantoren wordt aanvankelijk door of langs de kern van het gebouw omhoog gemonteerd.
2. Naarmate er verdiepingen worden gebouwd, wordt de verticale beweging van de kraan geleid door klimrails of geleiders die aan de kern van het gebouw zijn bevestigd.
3. Een hydraulische cilinder die in de kraantoren is geïntegreerd, tilt de kraan in stappen naar het niveau van de volgende verdieping. Daarna kunnen de werknemers de stalen balken verschuiven om een nieuwe steunbasis te maken.
4. Dit proces wordt herhaald terwijl het gebouw verder omhoog groeit.

Zware transporthelikopter / Skycrane

In bepaalde situaties, vooral bij bouwprojecten in afgelegen of moeilijk bereikbare gebieden, worden zware transporthelikopters ingezet voor hijswerk vanuit de lucht. Deze helikopters kunnen zware lasten nauwkeurig hijsen en plaatsen met lange hijskabels. Deze methode moet echter onderdeel voor onderdeel worden uitgevoerd en kan behoorlijk duur zijn. Daarom is ze niet erg geschikt om kranen naar de top te brengen. De belangrijkste voordelen van zware transporthelikopters zijn:

1. Toegang tot afgelegen locaties zonder wegen of infrastructuur op de grond
2. Apparatuur en materialen snel inzetten en verplaatsen
3. Lasten nauwkeurig plaatsen in krappe of drukke gebieden
4. Minder impact op het milieu dan traditionele kranen op de grond

Zware transporthelikopters worden vaak ingezet bij nutsinfrastructuurprojecten, bouw in afgelegen gebieden, lucht- en ruimtevaart, brandbestrijding en hulpverlening bij rampen, waar traditionele kranen niet eenvoudig kunnen worden ingezet.

Alle drie de klimtechnieken voor kranen hebben hun eigen toepassingen, afhankelijk van de projectvereisten, de omstandigheden op de bouwplaats en logistieke beperkingen. Kraan demonteren en verwijderen

Zodra de bouw van een wolkenkrabber is afgerond, moeten de kraan zorgvuldig worden gedemonteerd en verwijderd. Deze fase is net zo cruciaal als de installatie en bediening en vereist een nauwkeurige planning en naleving van veiligheidsprotocollen.

Demontage in omgekeerde volgorde

In veel gevallen verloopt de demontage van de kraan in omgekeerde volgorde van de installatie en montage:

1. Elektrische systemen en besturing loskoppelen: De elektrische systemen, bedieningspanelen en veiligheidsvoorzieningen van de kraan worden veilig losgekoppeld en verwijderd.
2. Contragewichten verwijderen: De contragewichten worden zorgvuldig gelost en van de bouwplaats afgevoerd.
3. Giek en jib demonteren: De horizontale giek of jib wordt losgemaakt en naar de grond of een lagere verdieping van het gebouw neergelaten.
4. Demontage van toren/mast: De toren- of mastdelen worden systematisch gedemonteerd en omlaaggebracht, vaak met behulp van een mobiele kraan of de kraan zelf, die zichzelf in stappen afbreekt.
5. Verwijdering van de basis: De basis van de kraan wordt gedemonteerd en de locatie wordt vrijgemaakt en klaargemaakt voor verdere bouwwerkzaamheden of herstel.

Demontage van kraansegmenten

Bij kranen met modulaire klimsecties of segmenten kan de demontage het volgende omvatten:

• Gecontroleerd intrekken: De hoogte van de kraan wordt geleidelijk verminderd door de klimsecties één voor één in te trekken of te verwijderen.
• Segmenten omlaagbrengen: Afzonderlijke kraansegmenten worden losgemaakt en met mobiele kranen of helikopters voor zware lasten naar de grond of een lager niveau gebracht.

Opruimen en herstellen van de locatie

Nadat de kraan volledig is gedemonteerd en verwijderd, wordt de bouwplaats grondig opgeruimd en hersteld:

• Afvoer van puin: Eventueel achtergebleven puin, materialen of apparatuur die verband houden met de kraanwerkzaamheden worden van de locatie verwijderd.
• Herstel van oppervlakken: Betonnen platen, ankerpunten en andere oppervlakken die door de installatie van de kraan zijn aangetast, worden gerepareerd of in hun oorspronkelijke staat hersteld.
• Inspectie van de locatie: Er worden eindinspecties uitgevoerd om te controleren of de locatie veilig is en klaar voor de volgende bouwfase of ingebruikname.

Belangrijke aandachtspunten:

• Planning van retourlogistiek: Gedetailleerde plannen opstellen voor het vervoer en de afvoer van gedemonteerde kraanonderdelen.
• Veiligheidsprotocollen: Strikte veiligheidsmaatregelen toepassen tijdens de demontage, zoals afgezette zones, valbeveiliging en inspectieprotocollen voor de kraan.
• Naleving van milieuregels: Zorgen voor een correcte afvoer van gevaarlijke stoffen of afval dat vrijkomt bij het verwijderen van de kraan.

Veelgestelde vragen

Waar dienen de kranen boven op wolkenkrabbers voor?

Kranen op grote hoogte worden vooral gebruikt om bouwmaterialen te hijsen en op hun plaats te zetten. Zo verloopt de bouw van hoge gebouwen efficiënter en zijn hijsmiddelen vanaf de grond minder nodig; die zijn bij hoge constructies vaak minder praktisch of kosten meer tijd.

Hoe komen machinisten in de cabine van een torenkraan op grote hoogte?

Machinisten bereiken de kraancabine doorgaans via een combinatie van liften en ladders. Voor het laatste deel klimmen ze vaak via een ladder in de mast naar de cabine, waar ze hun werkdag doorbrengen.

Zijn er sanitaire voorzieningen beschikbaar voor kraanmachinisten die op grote hoogte werken?

Sommige torenkranen op grote hoogte hebben voor het gemak een eenvoudig, klein toilet in de cabine. Dat is handig omdat het onpraktisch is om tijdens de werkdag steeds naar beneden te gaan. Dit komt echter niet vaak voor.

Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een torenkraan?

De belangrijkste onderdelen van een torenkraan zijn de basis, de mast die de kraan zijn hoogte geeft, de draaikrans, de giek voor het dragen van contragewichten, de cabine voor de machinist en de haak waarmee lasten worden gehesen.