Ce este nou în tehnologia macaralelor turn?

Ce este nou în tehnologia macaralelor turn?

De-a lungul anilor, pe măsură ce clădirile din întreaga lume au devenit mai înalte și designul lor mai complex și mai provocator, la fel au devenit și mașinile și tehnologia necesare pentru a le construi. În continuă evoluție pentru a satisface cele mai recente cerințe ale industriei construcțiilor, macaralele turn au fost reproiectate și reproiectate în mod continuu, pentru a ajuta la construirea lumii noastre moderne și fiind adesea la fel de impresionante ca și clădirile în sine.

Un inovator istoric: Linden Alimak

Capetele s-au întors spre cer în 1977, când Linden Alimak a câștigat o comandă pentru a furniza versiuni personalizate de ridicare grea, de clasă de 1.400 de tone, ale macaralelor sale turn modulare din seria 8000. Destinate unui proiect de centrală electrică din Polonia, caracteristicile lor unice de design i-au făcut pe oameni să se mire. Acestea atingeau o înălțime de 139 de metri și puteau să ridice 16,7 tone la 46 de metri și 50 de tone la 17,6 m.

Niciodată până acum nu a fost fabricat un design modular de macara cu braț cu șa,  fără un cap de turn clasic, în această dimensiune. Au trecut zeci de ani până când capacitatea acestor macarale a fost depășită de un design cu vârf plat, actualizat.

Designerul Franc Jost a arătat calea unei descoperiri în domeniul macaralelor turn pentru construcții cu vârf plat încă din 1998.

La acea vreme, designul său unic pentru vârful plat Potain MDT412, de 400 de tone, avea un profil de braț înalt de 3,1 m, care arăta la fel de puternic ca acum și vârfuri plate comune de 800 de tone. Aceasta arată îmbunătățirea recentă a designului macaralei.

Beneficiile macaralelor turn moderne

Experiența pozitivă a clienților în clasa de capacitate mică și medie a făcut că blaturile nu mai sunt un produs de nișă. Beneficiile pot fi găsite în mai multe aspecte, făcând astfel de macarale o alegere mai bună pentru lucrările standard de construcție. Brațul este autoportant, ceea ce înseamnă că tensiunea apare întotdeauna în elementul superior, compresia întotdeauna în elementele inferioare, indiferent de locul în care sarcina este amplasată de-a lungul brațului. Stresul în structuri va fi întotdeauna în aceeași direcție, ceea ce ajută la reducerea oboselii și permite proiectarea economică a brațului.

Dacă un șantier este planificat cu două sau mai multe macarale care se rotesc una pe cealaltă, designul superior plat permite o reducere a înălțimii totale a turnului pentru fiecare macara. Costurile fundației sunt apoi reduse.

Restricțiile generale de înălțime sunt mai ușor de respectat și combinațiile speciale de braț scurt pot fi adaptate mai ușor. Mai puține componente, de exemplu, fără pandantive sau un cap de turn, înseamnă un timp de montare mai rapid. Reducerea dimensiunii și greutății componentelor înseamnă și o macara mai mică pentru montare și demontare.

Modele moderne de macarale cu vârf plat de mare capacitate

Un vechi argument împotriva vârfurilor plate mari a fost că toate componentele brațului erau prea mari și prea grele. Structurile din oțel au fost optimizate de atunci,. Liebherr demonstrează într-o comparație între 280 EC-H cu ”cap de pisică” și noul său Top plat 340 EC-B.

Folosind aceeași macara mobilă, versiunea cu vârf plat poate fi instalată cu 13 m mai sus decât clasicul 280 EC-H, datorită faptului că nu are capul turnului în sus. Unitatea de rotire a capacului plat poate fi redusă de la 11,8, la 7,1 tone, în timp ce unitatea de rotire 280 EC-H, de 13 tone, poate fi demontată în continuare pentru a o reduce la 10,2 tone.

La prima vedere, există dezavantaje evidente ale macaralelor cu vârf plat de mare capacitate, dar acestea pot fi depășite prin soluții de proiectare adecvate. La capătul de mare capacitate, vârfurile plate au fost excluse de către profilul brațului, în afara dimensiunilor standard de transport. Secțiunea brațului de bază a macaralei Linden 8000, inițial, cu o capacitate de 50 de tone, avea dimensiunile maxime acceptabile de transport la 3,7 m înălțime și 1,64 m lățime.

Linden a realizat studii de proiectare pentru o versiune de clasă de 3.600 de tone a modelului 8000. Acesta a arătat o rază de acoperire de 100 m și o capacitate de 70 de tone, la o rază de 50 m. Un braț superior plat de profil înalt a fost combinat cu un cap de turn convențional și două pandantive care se îndreaptă spre coardele inferioare ale brațului triunghiular.

Eficientizarea transportului

În 2011, Comansa a dezvoltat secțiuni brevetate de braț de 6,2 m înălțime pentru seria LC3000, în care partea superioară poate fi pliată pentru a permite transportarea secțiunilor de braț, în picioare, în containere deschise. Au fost realizate studii de fezabilitate pentru seria LC3000, până la 90 m braț și o capacitate de 125 de tone.

În China, unde sunt fabricate cele mai multe macarale turn de mare capacitate, o altă soluție a fost aleasă de Zhongsheng Construction Machinery (ZS), Yongmao, Finehope, Shen Yang Bao Quan și SYM. Desig-ul patentat de vârf plat are un braț în care triunghiul este inversat, plat în partea de sus. Acesta permite o reducere a dimensiunii totale și a greutății căruciorului cu monorail.

În acest design, coarda inferioară rămâne aceeași, dar există o structură mixtă a țevilor de braț cu o înălțime diferită a profilului, fapt care reduce greutatea proprie a brațului. Deoarece partea superioară a brațului este largă, cele două coarde superioare pot împărtăși forța mare de tracțiune generată pe macaralele de mare capacitate.

Pentru o instalare ușoară a secțiunii brațului în aer, se pot introduce două știfturi de balamale în zăvoare sau zăvoare duble pe secțiunile brațului de bază, folosind platforme mari și sigure pe partea superioară lată a brațului triunghiular.

Pentru transport, acestea pot fi realizate dimensiuni acceptabile. Cea mai mare secțiune de braț din clasa Yongamo STT2200, de 2.200 de tone, formează o unitate de 12,6 m lungime, 3,70 m lățime și 2,40 m înălțime, cântărind 24,2 tone. Un dezavantaj, însă, este operația de decantare, pentru a-l aduce în poziție verticală. Secțiunea de braț în formă de triunghi inversat trebuie să fie asigurată cu stabilizatoare de ridicare la nivelul solului înainte de a fi ridicată.

Controlul momentului de încărcare

La macaralele mari cu brațe lungi este important să se minimizeze scăderea momentului de încărcare. O modalitate de a reduce greutatea proprie este utilizarea unui cărucior cu monorail. Celălalt este de a aplica un sistem de cărucior dublu în care căruciorul interior de ridicare grea este parcat la secțiunea de bază a brațului și numai căruciorul exterior ușor este utilizat pentru a aplica momentul maxim de încărcare la raza maximă.

În cele mai bune practici, trecerea de la funcționarea căruciorului dublu la un singur cărucior poate fi controlată de către operator din cabină, așa cum a realizat Comansa și Kroll.

Economisirea greutății este esențială. La macaraua turn Kroll K630F, cu un singur cărucior ca versiune de 12/24 de tone, căruciorul și cârligul cântăresc 1,6 tone. La versiunea de 12/36 tone, căruciorul frontal al căruciorului dublu cântărește 950 kg inclusiv blocul de cârlig.

La macaralele turn de mare capacitate, cu opțiuni de braț lung, este obișnuit să se ofere două opțiuni de lungime la contragreutate. Dacă greutățile componentelor de montare sunt reduse, greutatea minimă de ridicare devine importantă, nu doar lungimea totală a contrabracului.

În clasa de 400, până la 600 de tone, există o tendință clară de a înlocui macaralele convenționale cu braț, cu o șa cu capete turn. Aceasta ajută la minimizarea costurilor de transport și tachelaj.

O nouă piață

O nouă piață a apărut în sectorul transporturilor grele de peste 800 de tone, în piețe de nișă deservite anterior în principal de macarale mobile mari sau de macarale cu braț basculant. Pentru construcții grele din oțel, s-au construit în China giganți cu vârf plat cu o capacitate de 180 de tone. Ele sunt utilizate pentru construcția cazanelor ca alternativă la macaralele grele cu braț.

O cerință pentru o înălțime redusă la cap peste înălțimea maximă a cârligului, fapt care le permite să lucreze împreună pentru ridicarea în tandem. Calea orizontală a încărcăturii și troliul fără rulare reprezintă un avantaj economic față de luffers. Un exemplu este ZSC3600 cu o capacitate de 180 de tone la o rază de 20 m.

Zoomlion T3000-160V încorporează caracteristicile de design Jost, de exemplu, conectarea primei secțiuni de braț armat direct deasupra unității de rotire. Capacitatea este de 160 de tone la o rază de 19,5 m.

Viitorul macaralelor turn gigant

Capuri plate de și mai mari dimensiuni sunt în curs de dezvoltare, pentru construcția pilonilor de pod. Linia de produse ZS este condusă de ZSC5200 cu o capacitate de 260 de tone la o rază de 20 m și încă 87 de tone la 50 m. Are un braț patentat în formă de triunghi inversat și un braț modular în formă de cutie, unde unitatea troliu este apoi adăugată deasupra.

Un design similar este Yongmao STT3930-200t, dezvoltat pentru proiectul Nanjing Puyi Highway Bridge. Pe o rază de 21 m va ridica 200 de tone la o înălțime de 250 m cu două trolii de ridicare de 162 kW, conectate cu 8 căderi în modul cărucior dublu. La o rază de maxim 50 m cu un singur cărucior pot fi manipulate 79,1 tone. Cu un sistem de turn monobloc de 3,6 x 3,6 m, ușor de transportat, înălțimea maximă în picioare este de 67,3 m.

Toate știfturile de conectare ale catargului și brațului pot fi introduse cu ușurință folosind extractoare hidraulice. În curs de testare este un troliu dublu de ridicare Yongmao, versiune cu vârf plat. Este un design simplu, cu cele două platforme de troliu situate la înălțimi diferite deasupra secțiunii de capăt dreptunghiulare contra brațului. Cablurile de ridicare sunt ghidate peste secțiunea superioară a turnului către scripetele de tensionare în a doua secțiune a brațului.

Noul Finehope FHTT2000 prezintă, de asemenea, configurația tipic chinezească a brațului cu triunghi inversat. Acest top plat, cu o capacitate de 100 de tone, deservește un proiect de centrală electrică din Dubai. Are un transportator de balast mobil suplimentar neobișnuit adăugat la balastul fix. Suportul suplimentar de contragreutate de deplasare de sub brațul de sprijin funcționează ca un mecanism automat brevetat de echilibrare a sarcinii. Acest lucru reduce momentul încovoietor pe turn.

Caracteristica de mai sus este potrivită în special pentru modelele cu vârf plat, spre deosebire de brațurile susținute de pandantive care tind să prezinte mai multă deformare la sarcină maximă. Momentul maxim de încărcare este susținut a fi crescut substanțial față de vârfurile plate obișnuite. Trebuie luat în considerare, totuși, că sistemele de balast în mișcare au mai multe părți mobile și necesită mai multă întreținere și monitorizare.

Rădăcini europene

XCMG prezintă mai multe rădăcini europene în designul său XT1200. Prima secțiune de braț este dreptunghiulară și conectată direct la unitatea de rotire. Secțiunile de braț rămase sunt de tip triunghiular convențional, permițând o extindere de până la 80 m cu o sarcină de vârf de 10,5 tone.

După cum se vede la seria Potain MD, cadrul de balast din spatele platformei troliului este înclinat, pentru a permite blocurilor de balast să se autoblocheze prin gravitație.

Contra brațul modular dreptunghiular are 18,2 m lungime, până la un braț de 50 m și apoi 28,2 m pentru brațuri mai lungi. Noul T1200-64Q de la Zoomlion oferă o capacitate de 64 de tone și apoi 15 tone la o rază de 80 m. Nicio parte a macaralei nu este mai lată sau mai mare de 3,2 m pentru un transport ușor.

Ridicarea componentelor prefabricate

Guvernul din Singapore încurajează companiile de construcții să dezvolte metode prefabricate de construcții volumetrice prefinite (PPVC), pentru a îmbunătăți productivitatea cu până la 50 %, în ceea ce privește economisirea de timp și de muncă. PPVC implică stivuirea, într-o manieră asemănătoare Lego, a modulelor de clădire construite din fabrică, complete cu finisaje interne, accesorii și accesorii, pentru a forma clădiri rezidențiale și hoteliere.

Pe lângă faptul că oferă rapid depozitarea atât de necesară, ajută și la evitarea lipsei de forță de muncă calificată adecvat. În timp ce modulele de oțel cântăresc în general până la 20 de tone, modulele preferate de beton armat din prezent cântăresc aproximativ 35 de tone. De aceea, este o bună practică să ridicați modulele PPVC cu ajutorul unui cadru special de guler din oțel, astfel încât modulul să nu fie supus forțelor înclinate de la curele.

Pentru o bună utilizare, trebuie adăugată o greutate suplimentară din echipamentul de slinging, ceea ce înseamnă că este necesară o capacitate de cel puțin 25 până la 40 de tone pe o rază de 35 până la 40 m. Cel puțin 1.000 de tone, la o macara auto-cărcătoare de clasă 1.600 de tone, este necesară atunci când înălțimea clădirii depășește utilizarea economică a macaralelor mobile.

Experiența și performanța

Cu o moștenire care datează de la seria originală Linden 8000 din anii 1970, producătorul spaniol Comansa are cea mai mare experiență în materie de macarale mari. Chiar și la cel mai mare model din seria LC3000, caracteristicile includ trolii de mare viteză, controlul momentului PowerLift și schimbarea controlată automată de la cărucior simplu la cărucior dublu.

Seria LC3000 are un design unic patentat de braț pliabil și contra braț. Fiecare secțiune formează un corp rigid principal care conferă stabilitate secțiunilor brațului. Peste acestea sunt două panouri articulate cu balamale astfel încât să poată fi pliate și conectate în partea superioară a brațului cu șuruburi pentru a forma secțiunile de bază de 4,7 sau 6 m înălțime.

Capacitatea la o rază de 80 m este de 13,5 tone, în timp ce maximul variază între 32 și 90 de tone, în funcție de model. Populara serie 2100 de la Comansa a primit recent o nouă adăugare, 21LC1050, îmbunătățind standardele în clasa de 1.000 de tone de metri pentru transportabilitate și montare rapidă.

Doar partea de rotire trebuie să fie livrată într-un container de 20 de picioare cu top deschis și cinci secțiuni de bază triunghiulară, contra braț și braț, care au o înălțime de 3 m. Restul macaralei cu braț de până la 85 m și o capacitate de 50 de tone se potrivește în containere standard. Unitatea de rotire este cea mai grea parte cu 19,5 tone.

21LC1050 împarte până la cinci secțiuni de braț și patru secțiuni contra braț cu modelele mai mici 21LC660 și 21LC750. Această modularitate permite economii importante acelor companii care operează diferite modele Comansa. Designul brațului de contra permite șase lungimi standard de la 21,2 m la 31,1 m rază. Folosind balast din oțel, raza brațului contra-bracă poate fi mai scurtă cu încă un metru pentru toate cele șase configurații. Lungimea brațului poate fi setată între 30 și 85 m în trepte de 5 m. Versiunea scurtă de contra braț cu braț de 35 m este deosebit de potrivită pentru proiecte de module PPVC de 25 până la 35 de tone.

Design inteligent

Pentru seria sa H de macarale cu braț cu șa pentru încărcături grele, Jaso preferă un principiu de proiectare cu vârf joasă. Un cap de turn și pandantive scurte mențin dimensiunile de transport ale secțiunilor de braț de bază, întărite la minimum. În același timp, avantajul aplicației designului convențional cu vârf plat rămâne, de exemplu, înălțimea totală redusă a macaralei turn și posibilitatea instalării brațului în secțiuni direct din camioanele de livrare.

La prima vedere, se pare că cele două secțiuni de bază susținute de pandantive trebuie să fie montate ca o singură unitate grea. Cu toate acestea, un design inteligent permite ca prima secțiune a brațului să fie ridicată separat și fixată de capul turnului joasă printr-o pereche de pandantive fixate cu șuruburi de coardele superioare ale secțiunii de bază a brațului dreptunghiular. Apoi a doua secțiune de braț poate fi adăugată cu perechea de pandantive rămase deja depozitate deasupra. Pandantivele sunt apoi conectate și atașarea suplimentară a primului set de pandantive la prima secțiune a brațului este deconectată.

Până în prezent, J700 a fost cel mai mare model, cu o capacitate de 5,5 tone la o rază de 80 m și o rază maximă de 24 de tone până la 30 m. Grinda puternică, cu profil redus, permite o alegere a două lungimi. Noul gigant J1400, testat recent, are un design diferit contra braț, care permite patru configurații de la 18.1 la 29 m. La cerere, macaraua poate fi livrată cu contragreutate din oțel scurtând raza brațului cu încă 1,8 m.

Lungimea pandantivului de la capul turnului de 5,7 m înălțime, până la prima secțiune a brațului-contra braț a fost redusă la minimum pe J1400. La secțiunea de coadă a contra brațului se află platforma troliului de ridicare și blocuri de contragreutate ușor de instalat. Pentru transport și depozitare ușoare, secțiunile voluminoase de braț sunt complet pliabile. Pandantivele care țin primele două secțiuni de braț înseamnă că nicio secțiune a brațului nu este mai mare de 2,65 m.

Toate componentele pot fi transportate în containere cube, înalte de 40 de picioare. Greutățile componentelor, în special unitatea de rotire, sunt în general mai mari la macaralele cu vârf plat decât la modelele convenționale cu cap turn. Designul lui Jaso beneficiază de o unitate de rotire relativ ușoară. În starea standard de montaj,  turnul are 21,6 tone, dar poate fi împărțit la 10 tone unități pentru a minimiza dimensiunea macaralei de asamblare. Brațul poate fi extins de la 25 la 80 m în trepte de 5 m cu o sarcină la vârf de 10,5 tone. Sarcina maximă este de 64 de tone la o rază de 24,3 m.

Datorită greutății reduse a frânghiei de găzduire și datorită modului de funcționare cu maxim 4 cădere, până la 70 m sub înălțimea cârligului, clientul nu are în vedere nicio reducere a sarcinii. Caracteristicile de siguranță suplimentare opționale sunt frânele de clemă secundare pentru ridicare și troliu pentru cărucior. PPVC este o aplicație țintă cu brațul său scurt și o capacitate impresionantă de 42 de tone la o rază de acțiune maximă de 35 m.

infoconstruct