Руководство по башенным и строительным кранам: выбор и планирование площадки

В большинстве проектов многоэтажного коммерческого строительства башенный кран выбирается еще до того, как фундамент здания будет готов — его размещение, высота и грузоподъемность заранее фиксируются в плане логистики объекта, поскольку перемещение или модернизация башенного крана в середине проекта является дорогостоящим и разрушительным. Выбор подходящей крановой машины для строительной площадки сводится к соотнесению грузоподъемности и вылета с высотой здания, занимаемой площадью и самыми тяжелыми грузами, которые придется перемещать во время строительства.

Как Башенные краны Отличаются от других крановых машин на строительных площадках

Башенный кран состоит из вертикальной мачты, прикрепленной к фундаменту или прикрепляемой к конструкции здания при ее подъеме, вращающейся стрелы (горизонтальной стрелы), контрстрелы с противовесами и кабины оператора, расположенной наверху. Такая конструкция с фиксированным положением дает башенным кранам большое преимущество на высоких и плотных городских объектах: они занимают небольшую площадь на уровне земли, но при этом охватывают всю оболочку здания и за его пределами.

Другие распространенные типы кранов, используемые в коммерческом строительстве, выполняют разные функции:

• Мобильные краны (на базе грузовика или повышенной проходимости): Используется для непродолжительных подъемов, обустройства площадки или в качестве вспомогательного крана рядом с башенным краном для погрузочно-разгрузочных работ на уровне земли.
• Гусеничные краны: Гусеничные краны высокой грузоподъемности без выносных опор, часто используемые для подъема тяжелых грузов, таких как стальные балки или сборные железобетонные конструкции, на малоэтажных или промышленных площадках.
• Самомонтирующиеся краны: Меньшие краны, которые раскладываются с передвижной базы без внешних монтажных кранов, подходят для жилых или малоэтажных коммерческих проектов с ограниченным пространством.
• Башенные краны с подъемной стрелой: Вариант башенного крана, в котором угол стрелы можно поднимать или опускать, а не оставаться в горизонтальном положении, что позволяет работать в тесных городских условиях, где стрела не может свободно перемещаться над соседними объектами.

Ключевые характеристики, определяющие выбор башенного крана

Выбор башенного крана для проекта начинается с трех взаимосвязанных характеристик, каждая из которых ограничивает другие — увеличение одной часто означает принятие уменьшения другой.

Диаграммы нагрузки, публикуемые производителями кранов, выражают грузоподъемность в виде кривой, а не одного числа — кран, рассчитанный на подъем нескольких тонн вблизи мачты, может быть ограничен долей этого веса при максимальном радиусе стрелы, поэтому самые тяжелые ожидаемые грузы (например, сборные панели или системы отопления, вентиляции и кондиционирования) необходимо сверять с диаграммой нагрузки в фактическом положении доставки, а не только с основным значением грузоподъемности крана.

Системы фундамента, анкеровки и подъема для башенных кранов

Мачта башенного крана должна поддерживаться таким образом, чтобы выдерживать как вертикальную нагрузку поднимаемых материалов, так и опрокидывающие силы, создаваемые ветром, действующим на стрелу и контрстрелу, особенно когда кран достигает своей полной высоты. В зависимости от условий площадки и высоты проекта используются три основных подхода к фундаменту:

1. Независимый (отдельно стоящий) фундамент: Кран расположен на собственном бетонном основании, отдельно от здания, что обычно используется для кранов небольшой высоты или там, где конструкция здания еще не способна поддерживать врезки.
2. Привязанная (привязанная) конфигурация: По мере подъема здания мачта через определенные промежутки времени крепится к конструкции здания с помощью рам с воротником, что позволяет крану работать на высоте, значительно превышающей ту, которую может выдержать независимый фундамент.
3. Внутренний подъемный кран: Кран расположен внутри ядра здания (например, в шахте лифта) и «поднимается» вверх по мере завершения строительства этажей с помощью гидравлических подъемных рам — этот подход сохраняет зону действия крана полностью внутри здания и часто встречается на очень высоких конструкциях.

Расчеты ветровой нагрузки являются важной частью проектирования фундамента и анкеровки - опубликованные значения максимальной рабочей скорости ветра башенного крана и номинальной скорости ветра при выходе из эксплуатации (штормового) существенно различаются, и кран необходимо оставлять в состоянии свободного вращения во время сильного ветра, когда он не работает, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на мачту и точки крепления.

Планирование крановой логистики для коммерческих строительных площадок

Помимо самого крана, несколько логистических факторов определяют, насколько эффективно башенный кран интегрируется в общий график строительства, а плохое планирование в этих областях является распространенной причиной задержек проекта.

• Доступ для монтажа и демонтажа: Для первоначального монтажа башенного крана и его демонтажа по завершении проекта требуется мобильный или вспомогательный кран — требуемая мощность вспомогательного крана и маршрут доступа должны быть запланированы до прибытия башенного крана на площадку.
• Координация нескольких кранов: На крупных объектах с двумя или более башенными кранами перекрывающиеся рабочие зоны требуют систем предотвращения столкновений и скоординированного планирования подъемов между операторами.
• Соседний объект выходит за пределы: В густонаселенных городских районах стрела крана, возможно, придется перекинуть через соседние объекты, что часто требует юридических соглашений с соседними владельцами перед установкой крана.
• Электропитание и удобства оператора: Башенным кранам требуется специальный источник электропитания, рассчитанный на пиковые нагрузки двигателя, а также безопасный доступ (обычно внешняя лестница или подъемник), позволяющий операторам добраться до кабины на высоте.
• Графики проверок и сертификации: В большинстве юрисдикций требуются периодические структурные и эксплуатационные проверки в течение всего времени нахождения крана на площадке, при этом документация должна храниться вместе с отчетами о безопасности проекта.

Поскольку башенный кран часто находится в центре общей последовательности операций на объекте — заливка бетона, монтаж стали и доставка материалов конкурируют за время крана — во многих проектах назначается специальная роль координатора крана, чтобы управлять ежедневными приоритетами подъема и избегать узких мест, которые могут возникать на протяжении всего графика строительства.