建設用タワークレーンの種類
建設現場で使用されるタワー クレーンは、主に基本構成と現場での取り付けやサポートの方法によって区別され、いくつかの主要なカテゴリに分類されます。 主な種類としては、自立式、拘束式（建物に取り付けられる）、クライミング式（建物が上昇しながら内部を移動する）、レール搭載クレーンなどがあります。 それぞれが、さまざまな建物の高さ、敷地の制約、プロジェクトの順序付けのニーズに適しています。
| 種類 | 構成 |
|---|---|
| 自立型タワークレーン | 建物に支えられていない固定ベースに固定され、低層から中層の高さのプロジェクトに使用されます。 |
| 連結式タワークレーン | 高層ビルの場合は、基礎に固定され、上昇するにつれて間隔をあけて建物構造に固定されます。 |
| クライミングタワークレーン | 建物コアの内側に位置し、建設が進むにつれて内部を上向きに上昇します |
| レールマウント型（走行式）タワークレーン | レールに取り付けられ、広い敷地内で固定軌道に沿って水平移動が可能 |
| 自立式タワークレーン | 外部補助クレーンなしで自立するコンパクトな設計で、小規模な現場で使用されます。 |
タワークレーンの動作原理
タワー クレーンは、大規模に適用される単純な機械原理に基づいて動作します。 垂直マストは高さと構造サポートを提供し、水平ジブはリーチを提供し、カウンターウェイトを備えたカウンタージブは作業側で持ち上げられる荷重のバランスをとります。 トロリーはジブに沿って走行してマストからの荷の半径を調整し、ホイスト機構はワイヤロープとフックブロックシステムを使用して荷自体を上げ下げします。
バランスが基本原則です
クレーンの安定性は、作業ジブにかかる荷重によって生じるモーメントのバランスをとる、カウンター ジブ上のカウンターウェイト システムに依存します。このバランスとマスト自体の構造的完全性を組み合わせることで、タワー クレーンが重い荷物をかなりの高さと水平距離で安全に持ち上げることができます。
ジブ、カウンタージブ、およびオペレーターキャブなどの上部アセンブリ全体が旋回機構を介してマストの周りを回転するため、クレーンのベース自体を再配置することなく、クレーンが円形の作業半径内の任意の場所に荷物を配置できます。
タワー クレーンの仕組み: 主要システム
- 巻き上げ機構： ワイヤロープを介して荷物を上げ下げし、運転室から制御します
- 旋回機構: ジブアセンブリ全体をマストの周りで回転させ、荷重をさまざまな角度に配置します
- トロリー機構: トロリーをジブに沿って移動させて、マストからの積荷の水平距離を調整します
- クライミング機構（クライミングクレーン用）： 建物の高さが増加するにつれて、クレーン自体のマストセクションが上昇します
タワークレーンの構造と部品
| コンポーネント | 機能 |
|---|---|
| ベース/基礎 | クレーンを固定し、すべての荷重を地面に移動します |
| マスト（塔） | クレーンの高さを提供する垂直構造セクション |
| 旋回ユニット | マストと上部アセンブリを接続する回転機構 |
| ジブ（ワーキングジブ） | トロリーと荷物を運ぶ水平アーム |
| カウンタージブ | カウンタウェイトと機械を保持する短い反対側のアーム |
| カウンターウェイト | 作業ジブ側の負荷モーメントのバランスを取る |
| 運転室 | オペレーターがクレーンのすべての機能を実行するコントロールステーション |
| フックブロック | ホイストのワイヤロープに荷を取り付けます |
タワークレーンの設置と操作の仕組み
設置は、特定のクレーン モデルの重量と最大荷重モーメントに応じてサイズ設定された、クレーンの全ベース荷重に対応するように設計された鉄筋コンクリート基礎から始まります。 その後、クレーンは段階的に組み立てられます。通常は移動式クレーンを使用して、ベース、最初のマストセクション、旋回ユニットを持ち上げて組み立てます。 、続いてジブとカウンタージブの組み立て、カウンターウェイトの取り付けが行われます。
高層ビルの場合、建物の高さが増加するにつれて、追加のマストセクションが段階的に追加されます。これは、クレーンを建物構造に間隔をあけて結び付ける（タイイン構成）か、建物のコア自体の中でクレーンを上昇させる内部クライミング機構を使用するかのいずれかによって行われます。操作には、認定を受けたオペレーターが高所のキャブから作業する必要があり、多くの場合、地上の信号担当者や無線通信と連携して、オペレーターが直接視線を向けることができない荷物を安全に配置します。
建設におけるタワークレーンの用途
- 高層住宅および商業ビルの建設
- 橋梁建設および重インフラプロジェクト
- 重量コンポーネントを高所で持ち上げる必要がある産業プラントの建設
- 到達距離と吊り上げ能力が移動式クレーンの制限を上回る大規模な複合用途および中層開発
タワークレーンの吊り上げ能力
タワー クレーンの吊り上げ能力は単一の固定された数値ではなく、マストからの荷物の水平距離 (半径) に基づいて変化し、次の逆関係に従います。 最大吊り上げ能力は最小半径で発生し、半径が増加するにつれて能力は徐々に減少します 。この関係は、荷物の実際の重量が変わっていなくても、クレーン構造物がマストから遠ざかるにつれて、荷物がクレーン構造にかかるモーメント (回転力) が増加するために存在します。
メーカーは、各クレーンのモデルとジブ構成に固有の荷重チャートを発行し、各半径増分での最大許容荷重を示します。オペレーターと現場計画者は、クレーン全体の単一の一般化された容量の数値に依存するのではなく、これらのチャートを継続的に参照して、特定のリフトが必要な距離でクレーンの安全な容量内にあることを確認します。
タワークレーン vs 移動式クレーン
| 因子 | タワークレーン | 移動式クレーン |
|---|---|---|
| 高さ対応能力 | 非常に高く、高層建築物に適しています | ブームの長さによって制限され、通常は最大高さが低くなります |
| モビリティ | 組み立てたら所定の位置に固定 | 現場内または現場間の移動が可能 |
| セットアップ時間 | 長く、基礎と多段階の組み立てが必要 | より速く、通常は到着後すぐに作業できる状態になります |
| プロジェクト期間全体にわたる吊り上げ能力 | 一貫性があり、プロジェクト期間中はサイト専用 | 継続的な使用ではなく、特定の重量物の運搬のために導入されることが多い |
| 最適な用途 | 持続的な吊り上げニーズを伴う高層の長期プロジェクト | 短期間のプロジェクト、低高さの建造物、または補助的な重量物の運搬 |
多くの大規模建設プロジェクトでは、両方のタイプのクレーンを併用しています。タワー クレーンは連続材料を扱い、建築全体を通して型枠を持ち上げます。これに、タワー クレーンの最も効率的な動作範囲外にある大型のプレキャスト要素や機械設備の設置など、特定の重量または特大のリフト用の移動式クレーンが追加されます。
