Башенные краны спроектированы так, чтобы подниматься вверх по мере вертикального роста здания. По мере продвижения строительства специальные системы наращивания, например гидравлические домкраты или подъёмные устройства, постепенно перемещают высокую мачту крана на верхние этажи. Для такого подъёма необходимы тщательная координация и строгое соблюдение правил безопасности, чтобы обеспечить плавное и контролируемое движение вверх.
Башенный кран, установленный на строящемся небоскрёбе, стал знаковым символом современного городского пейзажа. Эти массивные конструкции играют важнейшую роль в строительстве высотных зданий: они позволяют поднимать и размещать тяжёлые материалы и оборудование на головокружительной высоте.
Краны устанавливают на вершинах небоскрёбов разными способами: при внешнем наращивании кран поднимается вдоль фасада здания, а при внутреннем — перемещается вверх изнутри здания. При необходимости детали крана могут доставить на площадку тяжёлым вертолётом. В этой статье мы расскажем, как башенные краны оказываются на крышах зданий.
Работа крана и требования безопасности
Установка кранов на крышах зданий — дело с высоким уровнем риска, требующее строгого соблюдения мер и правил безопасности. Башенный кран всегда оснащен системой защиты от перегрузки, в которую входят индикаторы грузового момента, индикаторы номинальной грузоподъемности и анемометры. Эти устройства необходимы для безопасной и эффективной работы крана:
Ограничения по нагрузке и индикаторы грузоподъёмности
Для кранов устанавливаются конкретные ограничения по нагрузке и номинальная грузоподъёмность с учётом таких факторов, как длина стрелы, вылет и сила ветра. Чтобы избежать перегрузки и возможных аварий, краны оснащают следующими устройствами:
- Индикаторы грузового момента (LMI): электронные системы непрерывно отслеживают нагрузку и конфигурацию стрелы крана, передавая оператору данные в режиме реального времени.
- Индикаторы номинальной грузоподъёмности (RCI): дисплеи или системы оповещения предупреждают оператора, когда нагрузка на кран приближается к номинальной грузоподъёмности.
- Ограничитель максимальной безопасной рабочей нагрузки: это устройство блокирует движения крана, например подъём груза или выдвижение тележки, которые могут привести к превышению номинальной грузоподъёмности. Оно работает совместно с системой LMI.
Системы мониторинга погоды
Ветер и погодные условия могут существенно влиять на работу и устойчивость крана. Краны, установленные на зданиях, обычно оснащают:
- Анемометрами: приборами для измерения скорости и направления ветра, которые позволяют оператору корректировать работу или приостанавливать её при сильном ветре.
Способы наращивания крана
По мере роста высотных зданий краны должны подниматься или увеличивать высоту, чтобы продолжать эффективно работать. Для этого применяют несколько способов.
Использование второго крана
Этот способ предполагает использование второго крана. Хотя он возможен, на строительных площадках к нему прибегают нечасто: работать одновременно с двумя кранами очень опасно, и это под силу только опытным операторам.
Способ внешнего наращивания
Способ внешнего наращивания применяют, когда башенный кран установлен снаружи строящегося здания. Вокруг башни крана устанавливают подъёмную раму или обойму. Этот метод считают одним из самых эффективных, поскольку он позволяет свести к минимуму простои. Основные этапы внешнего наращивания:
- Устройство основания: Залейте бетонное основание для крана и используйте мобильный кран, чтобы установить башенный кран на фундамент. Основание должно быть очень устойчивым.
- Сборка подъёмной рамы: на нужной высоте вокруг башни крана собирают подъёмную раму или обойму, чтобы нарастить башню. Эта стальная конструкция окружает башню и оснащена встроенными гидравлическими домкратами.
- Подъём гидравлическими домкратами: подъёмная рама оснащена домкратами, расположенными вокруг башни крана. Синхронно работая, они поэтапно поднимают всю башню, обычно на 20–30 футов (6–9 метров) за один раз.
- Установка секций мачты: пока башня крана поднимается гидравлическими домкратами, под неё устанавливают новые секции мачты. Их предварительно собирают на земле, а затем поднимают на место с помощью подъёмного механизма крана или вспомогательного крана.
- Болтовое соединение и крепление: после установки новых секций башни рабочие соединяют их с существующей конструкцией высокопрочными болтами и креплениями. Это обеспечивает прочность и устойчивость наращённой башни. Перемещение подъёмной рамы: после надёжного крепления новых секций раму разбирают и собирают на большей высоте. По мере строительства здания процесс повторяют, позволяя крану подниматься вместе с ним.
- Крепление к зданию: По мере увеличения высоты башню крана обычно крепят к несущим конструкциям здания с помощью стальных обойм или распорных систем. Эти соединения повышают устойчивость башни и не дают ей раскачиваться или опрокинуться под действием ветра и других нагрузок.
Способ внутреннего наращивания
Способ внутреннего наращивания применяют, когда башенный кран устанавливают внутри центральной части здания. По мере появления новых этажей кран поднимается, опираясь на несущие конструкции здания. Этапы работы:
- Сначала башню крана устанавливают в ядре здания или рядом с ним.
- По мере строительства новых этажей движение крана вверх направляют подъёмные рельсы или направляющие, закреплённые на ядре здания.
- Гидравлический цилиндр, встроенный в башню крана, поднимает его на следующий этаж. Затем рабочие могут сдвинуть стальные балки, чтобы создать новую опору.
- Процесс повторяют по мере того, как здание становится выше.
Тяжёлый вертолёт / Skycrane
В некоторых ситуациях, особенно при строительстве в удалённых или труднодоступных местах, для подъёмных работ используют тяжёлые вертолёты. Они могут точно поднимать и размещать тяжёлые грузы с помощью длинных строп. Однако груз приходится перемещать по частям, а стоимость такого способа может быть очень высокой, поэтому его редко рекомендуют для подъёма кранов на вершину здания. К основным преимуществам тяжёлых вертолётов относятся:
- доступ к удалённым объектам без дорог и наземной инфраструктуры
- быстрая доставка и перемещение оборудования и материалов
- точное размещение грузов в ограниченном пространстве или среди препятствий
- меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными наземными кранами
Тяжёлые вертолёты часто используют при строительстве коммунальной инфраструктуры, на удалённых объектах, в аэрокосмической отрасли, при тушении пожаров и ликвидации последствий стихийных бедствий — там, где сложно задействовать обычные краны.
Каждый из трёх способов наращивания крана подходит для определённых задач и зависит от требований проекта, условий на площадке и логистических ограничений. Демонтаж и снятие крана
После завершения строительства небоскрёба необходимо тщательно выполнить демонтаж крана и его снятие. Этот этап не менее важен, чем монтаж и эксплуатация, и требует тщательного планирования и строгого соблюдения правил безопасности.
Демонтаж в обратном порядке
Во многих случаях кран демонтируют в порядке, обратном его установке и сборке:
- Отключение электрических систем и систем управления: электрические системы крана, панели управления и защитные устройства безопасно отключают и снимают.
- Снятие противовесов: противовесы осторожно разгружают и вывозят с площадки.
- Демонтаж стрелы/гуська: горизонтальную стрелу или гусёк отсоединяют и опускают на землю либо на нижний уровень здания.
- Демонтаж башни/мачты: секции башни или мачты последовательно разбирают и опускают, часто с помощью мобильного крана или самой башни в процессе самодемонтажа.
- Демонтаж основания: основание крана разбирают, а площадку расчищают и подготавливают к дальнейшим строительным работам или восстановлению.
Демонтаж секций крана
Для кранов с модульными секциями наращивания или звеньями процесс демонтажа может включать:
- Контролируемое уменьшение высоты: высоту крана постепенно уменьшают, поочередно втягивая или снимая секции наращивания.
- Опускание секций: отдельные секции крана отсоединяют и опускают на землю или нижний уровень с помощью мобильных кранов или тяжёлых грузовых вертолётов.
Уборка и восстановление площадки
После полной разборки и удаления крана на строительной площадке проводят тщательную уборку и восстановительные работы:
- Удаление мусора: с площадки вывозят оставшийся мусор, материалы и оборудование, связанные с работой крана.
- Восстановление поверхностей: бетонные плиты, анкерные точки и другие поверхности, затронутые установкой крана, ремонтируют или восстанавливают до исходного состояния.
- Осмотр площадки: проводят заключительные проверки, чтобы убедиться, что площадка безопасна и готова к следующим этапам строительства или эксплуатации.
Основные аспекты:
- Планирование обратной логистики: разработка подробных планов транспортировки и утилизации демонтированных компонентов крана.
- Правила безопасности: соблюдение строгих мер безопасности, таких как ограждение опасных зон, защита от падения и проверка крана во время демонтажа.
- Соблюдение экологических требований: обеспечение надлежащей утилизации опасных материалов и отходов, образующихся при демонтаже крана.
Часто задаваемые вопросы
Для чего нужны краны на вершинах небоскрёбов?
Главная задача кранов на такой высоте — поднимать и устанавливать строительные материалы, обеспечивая эффективное возведение высотных зданий. Это сокращает потребность в наземном подъёмном оборудовании, использование которого для высоких сооружений может быть затруднено или занимать больше времени.
Как операторы поднимаются в кабину высотного башенного крана?
Обычно операторы добираются до кабины крана на лифте, а затем по лестницам. Последний участок пути часто проходит по лестнице внутри мачты крана, ведущей в кабину, где оператор проводит рабочий день.
Есть ли туалеты для крановщиков, работающих на большой высоте?
В некоторых высотных башенных кранах в кабине оператора оборудована небольшая простая уборная — это удобно, поскольку в течение рабочего дня сложно часто спускаться вниз. Однако такое встречается нечасто.
Из каких основных частей состоит башенный кран?
К основным компонентам башенного крана относятся основание, мачта, обеспечивающая его высоту, поворотный узел, стрела для размещения противовесов, кабина оператора и крюк для подъёма грузов.
