Các loại cẩu tháp xây dựng
Cần cẩu tháp được sử dụng trong xây dựng thuộc một số loại chính, được phân biệt chủ yếu bởi cấu hình cơ sở và cách chúng được gắn hoặc hỗ trợ trên công trường. Các loại chính bao gồm cần cẩu đứng, gắn liền (gắn vào tòa nhà), leo núi (di chuyển lên bên trong tòa nhà khi nó mọc lên) và cần cẩu gắn trên ray , mỗi loại phù hợp với độ cao tòa nhà khác nhau, hạn chế về địa điểm và nhu cầu trình tự dự án.
| loại | Cấu hình |
|---|---|
| Cần cẩu tháp đứng tự do | Được neo vào một đế cố định, không được tòa nhà đỡ, sử dụng cho các dự án có chiều cao từ thấp đến trung bình |
| Cần cẩu tháp gắn liền | Được neo vào đế và được cố định vào cấu trúc tòa nhà theo từng khoảng thời gian khi nó tăng lên, dành cho các tòa nhà cao hơn |
| Cần cẩu tháp leo núi | Vị trí bên trong lõi tòa nhà, leo lên bên trong khi tiến trình xây dựng |
| Cần cẩu tháp gắn trên đường ray (di chuyển) | Được gắn trên đường ray, cho phép di chuyển theo chiều ngang dọc theo đường ray cố định trên một địa điểm rộng lớn |
| Cẩu tháp tự dựng | Thiết kế nhỏ gọn có thể tự dựng lên mà không cần cần cẩu hỗ trợ bên ngoài, được sử dụng ở những địa điểm nhỏ hơn |
Nguyên lý làm việc của cẩu tháp
Cần trục tháp hoạt động dựa trên các nguyên lý cơ học đơn giản được áp dụng ở quy mô lớn: cột thẳng đứng cung cấp khả năng hỗ trợ về chiều cao và kết cấu, cần ngang cung cấp tầm với và cần đối trọng có đối trọng giúp cân bằng tải trọng được nâng lên ở phía làm việc. Xe đẩy chạy dọc theo cần nâng để điều chỉnh bán kính tải trọng từ cột buồm, đồng thời cơ cấu tời nâng tự nâng hạ tải bằng hệ thống dây cáp và khối móc.
Cân bằng là nguyên tắc cốt lõi
Độ ổn định của cần trục phụ thuộc vào hệ thống đối trọng trên cần trục cân bằng mô-men xoắn được tạo ra bởi tải trọng trên cần trục làm việc - sự cân bằng này, kết hợp với tính toàn vẹn về cấu trúc của cột, là yếu tố cho phép cần cẩu tháp nâng tải nặng một cách an toàn ở độ cao đáng kể và khoảng cách ngang.
Toàn bộ cụm phía trên — cần trục, cần trục đối diện và cabin vận hành — quay quanh cột thông qua cơ cấu xoay, cho phép cần trục định vị tải ở bất kỳ vị trí nào trong bán kính làm việc tròn của nó mà không cần phải di chuyển bệ cần trục.
Cần cẩu tháp hoạt động như thế nào: Hệ thống chính
- Cơ cấu nâng: nâng và hạ tải thông qua dây cáp, được điều khiển từ cabin vận hành
- Cơ chế xoay: xoay toàn bộ cụm cần trục xung quanh cột để định vị tải ở các góc khác nhau
- Cơ chế xe đẩy: di chuyển xe đẩy dọc theo cần trục để điều chỉnh khoảng cách ngang của tải với cột buồm
- Cơ cấu leo (đối với cần cẩu leo): nâng phần cột của cần cẩu khi chiều cao tòa nhà tăng lên
Cấu trúc và linh kiện cần trục tháp
| thành phần | chức năng |
|---|---|
| Nền tảng/nền móng | Neo cần cẩu và chuyển tất cả tải trọng xuống đất |
| Cột buồm (tháp) | Phần kết cấu thẳng đứng cung cấp chiều cao cần trục |
| Bộ phận xoay | Cơ cấu quay nối cột với cụm trên |
| Jib (cần làm việc) | Tay ngang chở xe đẩy và tải trọng |
| phản công | Cánh tay đối diện ngắn hơn cầm đối trọng và máy móc |
| Đối trọng | Cân bằng mômen tải ở phía cần làm việc |
| Cabin điều hành | Trạm điều khiển nơi người vận hành thực hiện tất cả các chức năng của cầu trục |
| Khối móc | Gắn tải vào dây cáp tời |
Cần cẩu tháp được lắp đặt và vận hành như thế nào
Quá trình lắp đặt bắt đầu bằng nền bê tông cốt thép được thiết kế để xử lý toàn bộ tải trọng cơ bản của cần trục, có kích thước phù hợp với trọng lượng của mô hình cần cẩu cụ thể và mô men tải tối đa. Sau đó, cần cẩu được lắp dựng theo từng giai đoạn, thường sử dụng cần cẩu di động để nâng và lắp ráp phần đế, phần cột ban đầu và bộ phận xoay , tiếp theo là lắp ráp cần trục và cần phụ và lắp đặt đối trọng.
Đối với các tòa nhà cao tầng, các phần cột bổ sung được bổ sung dần dần khi chiều cao công trình tăng lên - bằng cách buộc cần trục vào cấu trúc tòa nhà theo từng khoảng thời gian (cấu hình gắn liền) hoặc bằng cách sử dụng cơ cấu leo bên trong để nâng cần trục bên trong lõi tòa nhà. Việc vận hành yêu cầu người vận hành được chứng nhận làm việc từ cabin trên cao, thường phối hợp với nhân viên tín hiệu trên mặt đất hoặc liên lạc vô tuyến để định vị an toàn các tải trọng mà người vận hành có thể không có đường ngắm trực tiếp tới.
Ứng dụng cẩu tháp trong xây dựng
- Xây dựng nhà ở và thương mại cao tầng
- Xây dựng cầu và các dự án cơ sở hạ tầng nặng
- Xây dựng nhà máy công nghiệp cần thang máy hạng nặng ở độ cao
- Các dự án phát triển khu phức hợp và trung tầng quy mô lớn nơi tầm với và sức nâng vượt xa những hạn chế của cần cẩu di động
Sức nâng của cẩu tháp
Khả năng nâng của cần trục tháp không phải là một con số cố định - nó thay đổi dựa trên khoảng cách ngang (bán kính) của tải từ cột, theo mối quan hệ nghịch đảo trong đó sức nâng tối đa xảy ra ở bán kính tối thiểu và sức nâng giảm dần khi bán kính tăng . Mối quan hệ này tồn tại do mômen tăng dần (lực quay) mà tải đặt lên kết cấu cần trục khi nó di chuyển ra xa cột buồm hơn, mặc dù trọng lượng thực tế của tải không thay đổi.
Các nhà sản xuất xuất bản các biểu đồ tải trọng cụ thể cho từng kiểu cần trục và cấu hình cần trục, hiển thị tải trọng tối đa cho phép ở mỗi mức tăng bán kính - người vận hành và người lập kế hoạch địa điểm liên tục tham khảo các biểu đồ này để xác nhận một lực nâng cụ thể nằm trong khả năng an toàn của cần trục ở khoảng cách yêu cầu, thay vì dựa vào một con số công suất tổng quát duy nhất cho toàn bộ cần trục.
Cần cẩu tháp vs cần cẩu di động
| Yếu tố | Cẩu tháp | Cần cẩu di động |
|---|---|---|
| Khả năng chiều cao | Rất cao, phù hợp xây dựng nhà cao tầng | Bị giới hạn bởi chiều dài cần, thường thấp hơn chiều cao tối đa |
| Tính cơ động | Cố định tại chỗ sau khi dựng lên | Có thể di chuyển xung quanh địa điểm hoặc giữa các địa điểm làm việc |
| thời gian thiết lập | Dài hơn, cần có nền móng và lắp dựng nhiều giai đoạn | Nhanh hơn, thường sẵn sàng làm việc ngay sau khi đến |
| Sức nâng trong suốt thời gian thực hiện dự án | Phù hợp, tận tâm với địa điểm trong suốt thời gian thực hiện dự án | Thường được triển khai cho các thang máy hạng nặng cụ thể hơn là sử dụng liên tục |
| Phù hợp nhất cho | Các dự án cao tầng, dài hạn với nhu cầu nâng hạ liên tục | Các dự án có thời gian ngắn hơn, các công trình có chiều cao thấp hơn hoặc các thang máy hạng nặng bổ sung |
Nhiều dự án xây dựng lớn sử dụng cả hai loại cần cẩu cùng nhau — cần trục tháp xử lý việc nâng vật liệu và ván khuôn liên tục trong suốt công trình, được bổ sung bằng cần cẩu di động cho các thang máy hạng nặng hoặc quá khổ cụ thể, chẳng hạn như lắp đặt các bộ phận đúc sẵn lớn hoặc thiết bị cơ khí, nằm ngoài phạm vi hoạt động hiệu quả nhất của cần trục tháp.
