Hướng dẫn cơ bản về cần cẩu tháp Luffing Jib: Khả năng, ứng dụng và lựa chọn

Tìm hiểu thiết kế cốt lõi và cơ chế của cần trục Luffing

Trọng tâm của nhiều dự án xây dựng đô thị phức tạp là một công trình kiến ​​trúc kỳ diệu: cần trục tháp luffing jib. Không giống như đối tác đơn giản hơn của nó, cần cẩu đầu búa hoặc cần trục yên, cần cẩu cần trục luffing có cần trục (hoặc cần) có thể nâng lên và hạ xuống, một chuyển động được gọi là "luffing". Điểm khác biệt chính này mang lại lợi thế đáng kể ở những nơi làm việc đông đúc, đặc biệt là trong môi trường đô thị được xây dựng dày đặc, nơi không gian ở mức cao và việc tránh chướng ngại vật là điều tối quan trọng. Cơ học cơ bản bao gồm một hệ thống thủy lực hoặc tời điều khiển góc của cần trục so với mặt phẳng ngang. Bằng cách thay đổi góc này, bán kính hoạt động của cần trục sẽ giảm hoặc tăng, cho phép móc di chuyển đến gần hoặc xa hơn khỏi cột mà không di chuyển tải trọng sang một bên theo một vòng cung rộng.

Các thành phần chính và chức năng của chúng

Để đánh giá đầy đủ khả năng vận hành của những cần cẩu này, người ta phải hiểu các bộ phận cốt lõi của chúng. Mỗi bộ phận đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động nâng an toàn và hiệu quả.

Cột buồm hoặc Tháp

Đây là phần tử kết cấu thẳng đứng cung cấp chiều cao cho cần trục. Nó thường được xây dựng từ các phần thép hàn và được neo vào một nền móng vững chắc, thường là nền bê tông hoặc, đối với cần cẩu cao hơn, được gắn vào chính tòa nhà. Cột buồm hỗ trợ tất cả tải trọng từ cần trục và cần phụ.

Cần cẩu Luffing

Tên gọi của cần cẩu, đây là cánh tay nghiêng, chuyển động thực sự mang tải. Nó được gắn bản lề ở chân đế với cột buồm và được nâng lên hạ xuống bằng một hoặc nhiều dây treo hoặc thanh truyền động thủy lực nối với đỉnh cần trục. Khả năng kiểm soát góc của nó là đặc điểm nổi bật của nó.

Đối trọng và đối trọng

Kéo dài theo hướng ngược lại của cần trục, cần đối trọng giữ các đối trọng giúp cân bằng tải trọng và trọng lượng của chính cần trục. Sự cân bằng này rất quan trọng để duy trì sự ổn định của cần trục và ngăn không cho nó bị lật.

Cab của người điều hành

Được gắn ở vị trí cao trên cột buồm, cabin giúp người vận hành cần cẩu có cái nhìn toàn cảnh về địa điểm. Từ đây, người vận hành sẽ điều khiển tất cả các chức năng của cần trục, bao gồm cẩu, nâng và xoay (xoay cần trục).

Cơ chế nâng

Bao gồm một tời mạnh mẽ, một sợi dây cáp và một cái móc, hệ thống này chịu trách nhiệm nâng và hạ tải thực tế. Sợi dây chạy từ tời lên trên các puly trên cần trục, đến đỉnh cần trục và cuối cùng đi xuống móc.

Luffing khác với Xoay và Cẩu như thế nào

Điều cần thiết là phải phân biệt giữa ba chuyển động chính của cần trục tháp để hiểu đầy đủ về hoạt động của nó.

• Hoisting : Đây là chuyển động thẳng đứng của tải lên và xuống, được thực hiện bằng cách cuộn dây tời vào hoặc ra.
• Slewing : Đây là chuyển động quay của toàn bộ kết cấu thượng tầng (cần trục và cần phụ) xung quanh đỉnh cột, cho phép cần trục đi qua một đường tròn xung quanh cần trục.
• Luffing : Đây là việc nâng và hạ cụ thể của cần trục, thay đổi góc của nó để thay đổi bán kính của tải trọng tính từ tâm cột.

Sức mạnh tổng hợp của ba chuyển động này cho phép cần trục quay có thể đặt tải với độ chính xác cao trong không gian ba chiều, ngay cả khi có chướng ngại vật bao quanh.

Ưu điểm hàng đầu của việc sử dụng cần cẩu tháp Luffing Jib trên các địa điểm hạn chế

Quyết định sử dụng cần cẩu tháp jib luffing thường bị chi phối bởi những hạn chế riêng của công trường xây dựng. Thiết kế của nó mang lại một số lợi ích hấp dẫn khiến nó trở thành cỗ máy được lựa chọn cho các dự án đầy thách thức.

Giảm thiểu vòng tròn quét bên ngoài và tránh chướng ngại vật

Ưu điểm đáng kể nhất là "vòng quét bên ngoài" nhỏ của cần cẩu. Khi cần nâng được nâng lên vị trí gần như thẳng đứng, dấu chân mà cần trục quét qua trong quá trình quay sẽ giảm đáng kể. Điều này là vô giá ở các trung tâm thành phố nơi cần cẩu phải hoạt động mà không va vào các tòa nhà liền kề, công trình lịch sử hoặc các cần cẩu khác trên cùng địa điểm. Cần cẩu đầu búa, với cần trục ngang cố định, đòi hỏi một khu vực rộng, thông thoáng xung quanh nó, điều này thường không thể đạt được. Ngược lại, một cần cẩu luffing có thể được "gắn vào" để tránh xung đột không phận.

Khả năng nâng cao ở nhiều bán kính khác nhau

Cần trục quay Luffing nổi tiếng với biểu đồ tải trọng ấn tượng. Do cần trục có góc cạnh nên lực kết cấu chủ yếu là lực nén và lực kéo, cho phép tạo ra một thiết kế hiệu quả hơn, có thể xử lý tải trọng nặng hơn so với cần cẩu đầu búa có kích thước tương tự, vốn chịu mô men uốn đáng kể. Khả năng chịu tải giảm khi bán kính tăng (khi cần cẩu được hạ xuống), nhưng khả năng nâng tải rất nặng ở bán kính gần là một tính năng chính.

Chiều cao móc lớn hơn và tính linh hoạt

Khả năng nâng cần trục cũng cho phép chiều cao móc lớn hơn đối với chiều cao cột buồm nhất định. Điều này rất quan trọng để xây dựng những tòa nhà chọc trời rất cao, vì cần cẩu có thể tiếp tục nâng vật liệu lên những điểm cao nhất mà cần cẩu của nó không bị cản trở hoặc bị cản trở bởi cấu trúc đang phát triển. Người vận hành có thể liên tục điều chỉnh góc nghiêng để tìm ra đường đi tối ưu để nâng vật liệu từ mặt đất lên tầng cần thiết, điều hướng giữa các bộ phận kết cấu khác.

Những cân nhắc quan trọng đối với việc lựa chọn và lắp đặt cần trục Luffing

Lựa chọn và lắp đặt cần trục tháp luffing là một quá trình phức tạp đòi hỏi phải lập kế hoạch tỉ mỉ và chuyên môn kỹ thuật. Đây không phải là một quyết định được xem nhẹ vì nó ảnh hưởng đến sự an toàn, tiến độ và ngân sách của toàn bộ dự án.

Đánh giá các yêu cầu cụ thể của trang web

Bước đầu tiên liên quan đến việc phân tích kỹ lưỡng nhu cầu của dự án. Các câu hỏi chính phải được trả lời:

• Trọng lượng tải tối đa và bán kính yêu cầu mà chúng phải được nâng lên là bao nhiêu?
• Chiều cao móc cần thiết để phục vụ toàn bộ tòa nhà là bao nhiêu?
• Những hạn chế về không gian của trang web là gì? Có những tòa nhà, đường dây điện hoặc đường công cộng liền kề nào cần tránh không?
• Cần bao nhiêu con sếu và liệu chúng có cần tránh nhau không?
• Điều kiện đất là gì và loại nền móng nào được yêu cầu?

Trả lời những câu hỏi này sẽ xác định kiểu dáng của cần trục, chiều cao cột và chiều dài cần trục tối đa. Ví dụ, một dự án có các bộ phận đúc sẵn cực nặng sẽ cần cần cẩu có mô men tải cao, trong khi một dự án ở khu lịch sử đông đúc sẽ ưu tiên cần cẩu có bán kính quay tối thiểu.

Quá trình lắp đặt và leo núi

Bản thân việc lắp đặt một cần trục quay luffing đã là một dự án. Nó thường liên quan đến việc sử dụng cần cẩu di động để lắp ráp các phần cột ban đầu và các bộ phận riêng của cần trục. Đối với các tòa nhà cao hơn, cần cẩu được thiết kế để "leo" trong lõi tòa nhà hoặc dọc theo nó. Quá trình này bao gồm việc sử dụng khung nâng thủy lực để nâng cần cẩu và lắp các phần cột buồm mới bên dưới nó. Đây là một hoạt động rất phức tạp đòi hỏi điều kiện thời tiết hoàn hảo và phi hành đoàn có tay nghề cao. Hiểu biết về cần cẩu tháp luffing thủ tục leo núi là điều quan trọng đối với những người lập kế hoạch dự án để lên lịch thang máy và dự đoán những khoảng thời gian mà cần cẩu có thể ngừng hoạt động để leo lên. Quy trình này bao gồm việc cố định cần trục, gắn khung leo, nâng toàn bộ kết cấu cần trục, lắp phần cột mới và sau đó cố định lại cần trục trước khi nó có thể tiếp tục hoạt động.

So sánh chuyên sâu: Cần trục Luffing và cần cẩu tháp Hammerhead

Mặc dù cả hai đều là loại cần cẩu tháp, nhưng việc lựa chọn giữa thiết kế cần cẩu luffing và thiết kế đầu búa (đỉnh phẳng) là cơ bản và phụ thuộc hoàn toàn vào bối cảnh dự án. Sự so sánh sau đây nêu bật những khác biệt chính của chúng.

Sự khác biệt chính nằm ở tính di động của cần trục. Cần cẩu đầu búa có cần trục ngang cố định quay, đòi hỏi diện tích hình tròn rộng, thông thoáng xung quanh cần trục. Cần trục có góc thay đổi của cần trục luffing cho phép nó hoạt động với diện tích nhỏ hơn nhiều, lý tưởng cho các địa điểm chật hẹp. Hơn nữa, do thiết kế cấu trúc khác nhau, cần cẩu trục quay thường cung cấp khả năng chịu tải cao hơn cho chiều dài cần trục và chiều cao cột buồm nhất định, đặc biệt là ở bán kính gần hơn. Tuy nhiên, lợi thế này đi kèm với sự phức tạp trong vận hành. Biểu đồ tải trọng của cần trục quay luff phức tạp hơn vì công suất là hàm số của cả bán kính tải và góc quay. Người vận hành cần được đào tạo chuyên sâu hơn để quản lý việc điều khiển đồng thời các chuyển động nâng, xoay và treo một cách hiệu quả.

Các giao thức an toàn thiết yếu và bảo trì để đạt hiệu suất tối ưu

Sức nâng và chiều cao to lớn của cần trục tháp luffing đi kèm với trách nhiệm an toàn sâu sắc. Một chế độ kiểm tra, bảo trì và kỷ luật vận hành nghiêm ngặt là không thể thương lượng để ngăn ngừa những hư hỏng thảm khốc.

Kiểm tra định kỳ và bảo trì phòng ngừa

Một lịch trình bảo trì toàn diện là tuyến phòng thủ đầu tiên. Điều này bao gồm việc người vận hành kiểm tra trước khi vận hành hàng ngày, kiểm tra hàng tuần bởi người giám sát hiện trường và kiểm tra chi tiết hàng tháng bởi thanh tra viên có thẩm quyền. Các lĩnh vực trọng tâm chính bao gồm:

• Dây cáp và tang trống: Kiểm tra dây bị đứt, mòn, ăn mòn và cuộn dây thích hợp trên trống.
• Hệ thống thủy lực (để luffing): Kiểm tra rò rỉ, tính toàn vẹn của ống và mức áp suất.
• Thành phần kết cấu: Tìm kiếm các vết nứt, ăn mòn hoặc biến dạng ở cột, cần trục và các mối nối.
• Thiết bị an toàn: Kiểm tra tất cả các công tắc giới hạn (căng thăng, nâng, xoay), máy đo gió (tốc độ gió) và chỉ báo mô men tải (LMI) để đảm bảo chúng hoạt động tốt.
• Dây buộc móng và cột: Đảm bảo không có sự lún hoặc dịch chuyển trong nền móng và tất cả các mối liên kết với kết cấu đều được an toàn.

Tuân thủ nghiêm ngặt danh sách kiểm tra bảo trì cần cẩu tháp luffing jib không chỉ là cách thực hành tốt nhất; đó là một yêu cầu pháp lý ở hầu hết các khu vực pháp lý. Danh sách kiểm tra này chính thức hóa quy trình kiểm tra và đảm bảo không có thành phần quan trọng nào bị bỏ qua.

An toàn vận hành và quản lý tải

Hoạt động an toàn không chỉ dừng lại ở bản thân máy mà còn đến các biện pháp thực hành quản lý việc sử dụng máy. Người vận hành cần cẩu phải được đào tạo và cấp chứng chỉ chuyên sâu. Điều quan trọng là họ không bao giờ được nâng tải trọng vượt quá khả năng của cần trục đối với góc và bán kính cần trục hiện tại. Hệ thống Chỉ báo mô men tải (LMI) là công cụ chính để ngăn ngừa quá tải. Nó liên tục tính toán tải trọng làm việc an toàn dựa trên bán kính và góc quay và sẽ cảnh báo người vận hành hoặc dừng hoạt động nếu sắp xảy ra tình trạng quá tải. Hơn nữa, luffing jib cần cẩu giới hạn tốc độ gió là một yếu tố an toàn quan trọng. Tất cả các cần trục đều có tốc độ gió tối đa cho phép đối với các hoạt động nâng (thường khoảng 45-50 ft/s hoặc 20 m/s) và tốc độ cao hơn khi cần trục phải tắt và đặt ở chế độ điều chỉnh thời tiết (nơi nó được phép quay tự do theo gió). Người vận hành phải liên tục theo dõi tốc độ gió và ngừng hoạt động khi đạt đến giới hạn.

Vượt qua những thách thức khi vận hành cần cẩu Luffing

Bất chấp những lợi thế của chúng, cần cẩu jib luffing đặt ra những thách thức đặc biệt mà các nhóm dự án phải chủ động quản lý để đảm bảo hoạt động trơn tru và hiệu quả.

Giải thích biểu đồ tải phức tạp

Biểu đồ tải trọng của cần trục quay luffing vốn đã phức tạp hơn so với cần cẩu đầu búa. Tải trọng làm việc an toàn được xác định bởi sự tương tác giữa bán kính tải trọng và góc nghiêng. Người vận hành không thể chỉ nhìn vào khoảng cách của tải; họ cũng phải xem xét góc của cần trục. Việc hiểu sai biểu đồ này có thể dẫn đến tình huống quá tải nguy hiểm. Điều này đòi hỏi phải đào tạo nâng cao cho người vận hành và nhân viên tín hiệu. Việc sử dụng hệ thống LMI hiện đại giúp giảm thiểu rủi ro này nhưng không loại bỏ nhu cầu hiểu biết sâu sắc. Sự phức tạp này là lý do chính tại sao cần cẩu luffing yêu cầu đào tạo người vận hành rất nghiêm ngặt. Người vận hành cần được đào tạo chuyên sâu về mô hình cần trục cụ thể để hiểu các đặc điểm cụ thể của nó và các sắc thái của biểu đồ tải trọng của nó.

Lập kế hoạch cho điểm mù "Vòng trong"

Một thách thức đặc biệt khi vận hành với cần trục quay là điểm mù "vòng trong". Khi cần trục được nâng lên một góc rất dốc để vận chuyển tải gần cột, móc và tải có thể biến mất khỏi tầm nhìn của người vận hành, bị che khuất bởi cấu trúc của chính cần trục. Điều này tạo ra một điểm mù đáng kể và một tình huống nguy hiểm. Để giảm thiểu rủi ro này đòi hỏi phải có sự liên lạc tốt giữa người vận hành và người báo hiệu (hoặc dogger) trên mặt đất hoặc qua radio. Hệ thống truyền hình mạch kín (CCTV) với camera tập trung vào khu vực móc cũng là một giải pháp ngày càng phổ biến và hiệu quả cao để loại bỏ điểm mù này và tăng cường an toàn tổng thể cho khu vực.