أنواع الرافعات البرجية ومبادئ العمل وتطبيقات البناء

أنواع الرافعات البرجية للبناء

تنقسم الرافعات البرجية المستخدمة في البناء إلى عدة فئات رئيسية، تتميز في المقام الأول بتكوينها الأساسي وكيفية تركيبها أو دعمها في موقع العمل. تشمل الأنواع الرئيسية الرافعات القائمة بذاتها، والمرتبطة (المتصلة بالمبنى)، والرافعات المتسلقة (التي تتحرك لأعلى داخل المبنى أثناء ارتفاعه)، والرافعات المثبتة على السكك الحديدية ، كل منها مناسب لارتفاعات المباني المختلفة، وقيود الموقع، واحتياجات تسلسل المشروع.

مبدأ عمل الرافعة البرجية

تعمل الرافعة البرجية وفقًا لمبادئ ميكانيكية واضحة يتم تطبيقها على نطاق واسع: يوفر الصاري العمودي الارتفاع والدعم الهيكلي، بينما يوفر الذراع الأفقي إمكانية الوصول، بينما يعمل الذراع المضاد المزود بأثقال موازنة على موازنة الحمولة التي يتم رفعها على جانب العمل. تعمل العربة على طول الذراع لضبط نصف قطر الحمولة من الصاري، بينما تقوم آلية الرفع برفع وخفض الحمولة نفسها باستخدام حبل سلكي ونظام كتلة الخطاف.

تدور المجموعة العلوية بأكملها — الذراع، والذراع المضاد، وكابينة المشغل — حول الصاري من خلال آلية الدوران، مما يسمح للرافعة بوضع الأحمال في أي مكان داخل نصف قطر العمل الدائري دون الحاجة إلى نقل قاعدة الرافعة نفسها.

كيف تعمل الرافعة البرجية: الأنظمة الرئيسية

• آلية الرفع: يرفع ويخفض الحمولة عبر حبل سلكي، يتم التحكم فيه من كابينة المشغل
• آلية الدوران: يقوم بتدوير مجموعة الذراع بالكامل حول السارية لوضع الأحمال بزوايا مختلفة
• آلية العربة: يقوم بتحريك العربة على طول الذراع لضبط المسافة الأفقية للحمولة من الصاري
• آلية التسلق (لرافعات التسلق): يرفع أقسام الصاري الخاصة بالرافعة مع زيادة ارتفاع المبنى

هيكل الرافعة البرجية ومكوناتها

كيف يتم تركيب وتشغيل الرافعات البرجية

يبدأ التثبيت بأساس خرساني مقوى مصمم للتعامل مع التحميل الكامل لقاعدة الرافعة، ويتم تحديد حجمه وفقًا لوزن طراز الرافعة المحدد ولحظة التحميل القصوى. يتم بعد ذلك تركيب الرافعة على مراحل، وعادةً ما تستخدم رافعة متحركة لرفع وتجميع القاعدة وأقسام الصاري الأولية ووحدة الدوران ، يليها تجميع الذراع والذراع المضاد وتركيب ثقل الموازنة.

بالنسبة للمباني الشاهقة، تتم إضافة أقسام الصاري الإضافية تدريجيًا مع زيادة ارتفاع البناء - إما عن طريق ربط الرافعة في هيكل المبنى على فترات (تكوين مرتبط) أو باستخدام آلية التسلق الداخلية التي ترفع الرافعة داخل قلب المبنى نفسه. تتطلب عملية التشغيل وجود مشغل معتمد يعمل من الكابينة على ارتفاع، ويتم تنسيقه غالبًا مع موظفي الإشارة الأرضية أو الاتصالات اللاسلكية لوضع الأحمال بأمان والتي قد لا يكون لدى المشغل خط رؤية مباشر لها.

تطبيقات الرافعة البرجية في البناء

• بناء المباني السكنية والتجارية الشاهقة
• بناء الجسور ومشاريع البنية التحتية الثقيلة
• يتطلب بناء المصانع الصناعية رفع المكونات الثقيلة على ارتفاعات
• مشاريع تطوير واسعة النطاق متعددة الاستخدامات ومتوسطة الارتفاع حيث تفوق قدرة الوصول والرفع قيود الرافعات المتنقلة

قدرة الرفع للرافعة البرجية

قدرة الرفع للرافعة البرجية ليست رقمًا ثابتًا واحدًا - فهي تختلف بناءً على المسافة الأفقية للحمولة (نصف القطر) من الصاري، باتباع علاقة عكسية حيث تحدث قدرة الرفع القصوى عند الحد الأدنى لنصف القطر، وتتناقص السعة تدريجيًا مع زيادة نصف القطر . توجد هذه العلاقة بسبب العزم المتزايد (قوة الدوران) الذي يضعه الحمل على هيكل الرافعة أثناء تحركه بعيدًا عن الساري، على الرغم من أن الوزن الفعلي للحمل لم يتغير.

ينشر المصنعون مخططات تحميل خاصة بكل نموذج رافعة وتكوين ذراع، مما يوضح الحد الأقصى للحمل المسموح به عند كل زيادة في نصف القطر - يشير المشغلون ومخططو الموقع إلى هذه المخططات باستمرار للتأكد من أن الرفع المحدد يقع ضمن السعة الآمنة للرافعة على المسافة المطلوبة، بدلاً من الاعتماد على رقم سعة عام واحد للرافعة ككل.

رافعة برجية مقابل رافعة متنقلة

تستخدم العديد من مشاريع البناء الكبيرة كلا النوعين من الرافعات معًا - رافعة برجية تتعامل مع المواد المستمرة ورفع القوالب في جميع أنحاء المبنى، مكملة برافعة متحركة لمصاعد ثقيلة أو كبيرة الحجم محددة، مثل وضع عناصر مسبقة الصنع كبيرة أو معدات ميكانيكية، والتي تقع خارج نطاق التشغيل الأكثر كفاءة للرافعة البرجية.