آسمان‌خراش‌هایی که در شهرها می‌بینیم بدون کمک ماشین‌آلات بزرگ و مخصوصی مانند تاورکرین هرگز پدید نمی‌‌آمدند. Tower Crane این جرثقیل غول‌آسای فولادی با بدنه‌ی مشبک را حتما در محوطه‌ی پروژه‌های ساخت‌وساز دیده‌اید. در این مقاله به این سوال پاسخ می‌دهیم که تاورکرین چیست؟ از چه بخش‌هایی تشکیل شده و چه کاربردها و مزایایی دارد؟ همچنین انواع آن را نیز معرفی خواهیم کرد. با فولادینو همراه شده و با یکی از مهم‌ترین ماشین‌آلات صنعتی و پرکاربرد در صنعت راه و ساختمان آشنا شوید.
فهرست این مطلب
تاورکرین چیست؟
تاورکرین چیست؟ تاورکرین یا جرثقیل برجی، نوعی سازه هیدروالکتریکی است که از آن برای هدایت و انتقال بارهای چند تنی در ارتفاعات در پروژه‌های ساخت‌وساز استفاده می‌شود. این سازه به شکل حرف T یا L معکوس، دارای یک دکل ثابت و یک بوم یا بازوی متحرک است که به بخش ثابت متصل شده است. این بازو می‌تواند به مرکزیت محل اتصال خودش با دکل، حول یک دایره و به‌صورت ۳۶۰ درجه بچرخد. نقطه‌ی اتکای دکل نیز معمولا در فونداسیون ساختمان ساخته می‌شود. برخی از جرثقیل‌های برجی هم متحرک هستند.
نگاهی به تاریخچه تاورکرین
سابقه‌ی استفاده از تجهیزاتی مانند جرثقیل برجی به هزاران سال قبل در مناطقی مانند آسیای شرقی، یونان و مصر می‌رسد. در آن زمان، این تجهیزات را عمدتا از چوب یا فلزات می‌ساختند. اما شاید جالب یا دردناک باشد که بدانید حدود ۴۰۰ سال پیش توماس دریک (Thomas Derrick)، یک جلاد انگلیسی، سازه‌ای جایگزین برای چوبه‌های دار قدیمی درست کرد که به دریک معروف شدند. دریک شکل اولیه تاورکرین امروزی است. سازه‌ای چوبی و مجهز به بالابر و قرقره که از یک پایه‌ی چرخان و یک بوم تشکیل شده بود.
در یک، بعدها به صنعت ساختمان‌سازی راه پیدا کرد. تا اواخر قرن نوزدهم نیز از همین وسیله برای انتقال بار به ارتفاعات در پروژه‌های ساخت‌وساز استفاده می‌شد. در این زمان با متراکم شدن شهرها، حملونقل دریک دشوارتر شده بود. محدودیتی که سبب اختراع وسیله‌ای به نام Gantry با تیرهای معلق و چرخ دستی شد. سرانجام در سال ۱۹۴۹یعنی زمانی که بازسازی شهرهای اروپا در پی جنگ جهانی دوم در جریان بود، مهندس آلمانی هانس لیبهر (Hans Liebherr) وسیله‌ای شبیه به تاورکرین‌های امروزی را با مکانیسم هیدرولیکی-مکانیکی اختراع کرد. محصولی که رفته‌رفته و به‌خصوص در دهه‌ی ۱۹۷۰ اصلاح شد و به شکل امروزی درآمد.
نقش اپراتور یا راننده تاورکرین
اکثر تاورکرین‌ها دارای یک مرکز هدایت یا کابین مرکزی هستند که هدایت‌گر، اپراتور یا راننده‌ی این وسیله در آن می‌نشیند. این شغل، نیازمند تخصص و کسب مدارک لازم از سوی سازمان‌های مربوطه در هر کشور است. اپراتور، وظیفه‌ی هدایت بازو در زوایای مختلف را برعهده دارد. او برای این کار با سیستم‌های الکترونیکی سروکار داشته و هر روز باید از صحت عملکرد موتور، کابل‌ها و سیستم‌ها مطمئن شود.
علاوه بر این، هر تاورکرین معمولا یک تیم عملیاتی و اجرایی با تخصص‌ها و وظایف مختلف هم دارد. مهم‌ترین این افراد، مدیر و سیگنال‌دهنده هستند. آنها به‌ترتیب مسئولیت برنامه‌ریزی برای جرثقیل برجی و آگاه‌سازی اپراتور از نقاط کور را برعهده دارند.
کاربرد تاورکرین چیست؟
مهم‌ترین کاربرد تاورکرین در پروژه‌های ساختمانی مربوط به حمل و جابجایی مصالح، دیگر ماشین‌آلات و تجهیزات است. این جابجایی عمدتا عمودی است اما در برخی موارد از این محصول برای جابجای افقی بار در سطح پروژه نیز استفاده می‌شود. تیرآهن، بلوک‌های بتنی، موتور و ژنراتور ازجمله مهم‌ترین مصالح و وسایلی هستند که به این ترتیب جابجا می‌شوند.
معرفی اجزا تشکیل دهنده تاورکرین
بسته به سازوکار انتقال نیرو، یک جرثقیل برجی از قسمت‌های مختلفی تشکیل می‌شود که در ادامه مهم‌ترین آنها را شرح می‌دهیم.
تکیه گاه یا پایه جرثقیل
تکیه‌گاه (Base Support) به‌عنوان پایه‌ای برای کل تجهیزات یک تاورکرین ثابت عمل می‌کند. این قسمت معمولا با بتن‌ریزی به زمین متصل می‌شود. در برخی موارد نیز از شاسی‌های فولادی یا شبکه‌ای از تیرهای فولادی برای ثابت کردن آن استفاده می‌کنند. این قسمت معمولا در ارتفاع چندمتری از زمین ساخته شده و برای رسیدن به آن باید از راه‌پله استفاده کرد.
تاور یا دکل
به ستون عمودی تاورکرین، دکل، تاور یا مسک گفته می‌شود. ارتفاع قابل دسترسی جرثقیل به ارتفاع این سازه‌ی فولادی با بدنه‌ی مشبک بستگی دارد. ساختار شبکه‌ای به استحکام بیشتر این بخش کمک می‌کند. تاور، خود شامل بخش‌های زیر است:
- قلاب که در طول تاور و توسط یک قرقره یا بلوک، بالا و پایین می‌رود.
- وزنه‌های تعادلی که به حفظ تعادل دکل کمک می‌کنند و عموما از بتن آرمه یا فولاد ساخته می‌شوند.
- میز چرخش (Turntable) که در قسمت انتهایی دکل قرار داشته و با چرخش خود، بازو را به حرکت در می‌آورد.
- کله‌قندی (Cat Head) که به قسمت انتهایی دکل پس از عبور از بازو گفته می‌شود. از این بخش طناب‌های مهارکننده به سوی بازوی جرثقیل برجی کشیده شده‌اند. این طناب‌ها تعادل وزنی بازو را حفظ می‌کنند.
بازوی تاورکرین
به ستون افقی تاورکرین که به دکل متصل است، بازو یا بوم گفته می‌شود. این بخش می‌تواند بچرخد و بار را از نقطه‌ی مبدا برداشته و در نقطه‌ی مقصد پیاده کند. بوم‌ها معمولا مخروطی شکل هستند یعنی قطر آنها از ابتدا تا انتها کاهش می‌یابد. آنها سازوکارهای مختلفی مانند تلسکوپی یا ثابت دارند. روی بازو، یک قلاب یا تعدادی کابین چرخ‌دار تعبیه شده است که می‌توانند در طول آن به جلو و عقب حرکت کرده و بار را جابجا کند.
کابین جرثقیل برجی
در کابین هر تاورکرین ، راننده یا اپراتور آن می‌نشیند و در طول دکل حرکت می‌کند. در کابین تجهیزاتی مانند کامپیوتر، تجهیزات الکترونیک، سوئیچ‌های اضافه‌بار، جوی‌استیک و غیره را می‌بینیم. این قسمت معمولا دارای پنجره است.
بازوی ضد وزن
به قسمت امتداد یافته از بازوی تاورکرین ، بازوی ضد وزن یا Counterweight Jib گفته می‌شود. قسمتی که به‌عنوان برقرارکننده‌ی تعادل بازوی اصلی عمل می‌کند و از آن قطورتر؛ اما کوتاه‌تر است. این قسمت با کابل‌های مهارکننده به کله‌قندی متصل می‌شود.
نگاهی به مشخصات عملکردی تاورکرین
اولین ویژگی تاورکرین که باید به آن اشاره کنیم، ظرفیت وزنی آن است. این محصول، بسته به سازوکار انتقال نیز و اندازه‌اش می‌تواند بین دو تن تا ۱۰۰ تن بار را جابجا کند. حداکثر ارتفاع قابل‌دسترس برای این تجهیزات بدون درنظر گرفتن پایه، حدود ۸۱ متر و حداکثر طول بازوی آن هم حدود ۷۰ متر است. هرچه بار به سمت انتهای بازو نزدیک‌تر شود، توان وزنی جرثقیل برجی نیز کاهش خواهد بود. جرثقیل‌های امروزی عمدتا از مکانیسم هیدرولیکی-الکتریکی برای عملکرد خود استفاده می‌کنند. مکانیسمی که توان وزنی، ارتفاع و شعاع حرکتی آنها را افزایش داده است.
بدنه‌ی جرثقیل برجی عمدتا از فولاد گالوانیزه ساخته می‌شود. آلیاژی که ضمن استحکام بالا در برابر نیروهای خمشی، در برابر رطوبت و خوردگی نیز مقاومت عالی داشته و تا ده‌ها سال بدون نیاز به مراقبت عمر می‌کند.
لازم به ذکر است که قطعات تاورکرین به‌صورت جداگانه از هم به محل پروژه می‌رسند و در آنجا مونتاژ می‌شوند. محلی مشخص از محوطه کارگاه به این کار اختصاص می‌یابد. پیش از آن لازم است که پایه‌ی بتنی، ساخته شده باشد. پس از پایان پروژه هم قطعات آن دوباره باز خواهند شد.
سه نوع پرکاربرد تاورکرین
در طول چندین دهه توسعه تاورکرین ، انواع بسیار زیادی از این وسیله تولید شده‌اند. در این بخش سه مورد از پرکاربردترین آنها را معرفی می‌کنیم.
۱) جرثقیل برجی سرچکشی
معمول‌ترین نوع تاورکرین به سرچکشی یا Hammerhead Tower Crane معروف است. عنوانی که شکلش را توصیف می‌کند. آنچه در طول این مقاله توصیف کرده‌ایم، یک جرثقیل سرچکشی بود. ویژگی اصلی این وسیله، بخش ضد وزن یا Counterweight Jib و کله‌قندی آن است. برخی از تاورکرین‌های سرچکشی هم بدون کله‌قندی ساخته می‌شوند. بازوی این نوع جرثقیل تنها قابلیت چرخش داشته و نمی‌‌تواند در ارتفاع حرکت کند.
۲) جرثقیل برجی لوفر
تاورکرین بازو لوفینگی (Jib Luffing) یا لوفر (Luffer) دارایی بازویی است که می‌تواند بار را در ارتفاعات مختلف نیز جابجا کند. شکل جرثقیل لوفر، کمی پیچیده‌تر است که آن را در تصویر بالا ملاحظه می‌کنید. این محصول برای حفظ تعادل در حرکات طولی به یک ضلع دیگر هم نیاز دارد که با آن زاویه‌ی کمتر از ۹۰ درجه می‌سازد. در انتهای بازوی اصلی این محصول، قلاب یا کابلی برای اتصال بار قرار دارد.
۳) جرثقیل خودنصب
تاورکرین خودنصب یا Self-Erected یک جرثقیل کوچک است که بدون نیاز به نصب روی پایه، دکل و بازوی خود را از محل لولاها و اتصالات یا به‌صورت تلسکوپی گسترش داده و باز می‌کند. این محصول که نوعی بالابر متحرک محسوب می‌شود برای پروژه‌های کوچکتر و کم‌ارتفاع‌تر مناسب است؛ چرا که اساسا ارتفاع و ظرفیت بار محدودتری دارد.
ویژگی و مزایای استفاده از تاورکرین چیست؟
بسیاری از افراد می‌پرسند که با وجود ماشین‌آلاتی مانند بالابرهای متحرک، مزیت اجاره تاورکرین چیست؟ در پاسخ باید گفت که این تجهیزات، ظرفیت وزنی و حجمی حمل بار بسیار بیشتری دارند. علاوه‌بر‌این، آنها دسترسی به ارتفاعات بسیار بیشتری را فراهم می‌کنند. امنیت آنها نیز بیشتر است؛ چراکه پایه‌شان تا پایان پروژه ثابت است و خطراتی مانند برخورد با افراد یا تجهیزات دیگر را ندارند. تاورکرین با محل ثابت خود، باعث بی‌نظمی در محل انجام پروژه نشده و نیازی به حملونقل روزانه هم ندارد.
سخن آخر؛ نکات مهم هنگام اجاره تاورکرین
هنگام اجاره جرثقیل برجی باید به فضای موردنیاز برای حرکت آزادانه‌ی بازو و ظرفیت وزنی و حجمی آن توجه کنید. حتما به رابطه‌ی ظرفیت وزنی و شعاع حرکتی موردنظرتان هم دقت داشته باشید. اگر هر روز چندین مرتبه نیاز به جابجایی بارهای سبک دارید، شاید جرثقیل‌های متحرک گزینه‌ی بهتری باشند. علاوه‌بر‌این، توجه داشته باشید که مونتاژ و سپس برچیدن تاورکرین به فضای زیادی نیاز دارد.