השפעת טייפונים על מנופי מגדל ואמצעי בטיחות לשימוש בטוח מנוף גרירה

עם הגדלת הפיתוח העירוני והצורך בבנייה רבי קומות, מנוף מגדלS הפכו לרכיבים אינטגרליים באתרי בנייה ברחבי העולם. אוּלָם, מנופים אלה רגישים מאוד לרוחות חזקות, במיוחד במהלך טייפונים. טייפונים, ידוע ברוחות העוצמה הגבוהה שלהם, יכולות להיות השפעות עמוקות על היושרה המבנית, יַצִיבוּת, ובטיחות כללית של מנוף מגדלס. מסמך זה מתעמק בהשפעת כוחות הרוח על חוזקם המבני והיציבות של מנוף מגדלס, בחינת אפקטים של עומס רוח, ומציע אמצעי נגד כדי לשפר את חוסן המנוף בתנאי טייפון.

אֲנִי. השפעת הרוח על מנופי מגדל

רוח מפעילה כוחות משמעותיים על מנוף מגדלס, יצירת לחץ על רכיבים מבניים שונים ומשפיעים על יציבות. שני האזורים העיקריים שנפגעו הם:

חוזק מבני: עומסים הנגרמים על ידי רוח מטילים לחץ על מבני מסבך המנוף ובום.
יַצִיבוּת: רוח יכולה ליצור רגעים מפנים המאתגרים את מרכז הכובד של המנוף והאיזון הכללי.

א. השפעת הרוח על חוזק מבני

כאשר רוח נושבת בניצב לבום של מנוף, זה מייצר עומסי רוח משמעותיים הן על הבום והן על כל עומס שעשוי להיות מורם. עומס רוח זה יוצר מומנט $מ '$ על גוף המנוף, הפועל על מבנה המסבך בן ארבע המטוס של המנוף. ניתן לסווג את הלחץ הנגרם על ידי רוח על מסבך המנוף לשני סוגים ראשוניים:

לחץ הנגרם על ידי רוח על סד אלכסוני:
עומס הרוח הפועל על תנור המנוף וניתן לפרק את העומס לרכיבים המפעילים לחץ, בעיקר על סד האלכסוני של המנוף. הלחץ הזה, מיוצג כ $א_{1}$ , פרופורציונלי ישירות לעוצמת עומס הרוח ולמרחק האופקי בין נקודת הפעולה של הרוח לגוף המנוף.
- עומסי רוח גבוהים ורדיוס בום ארוך: עם עלייה בעומס הרוח וברדיוס הבום, $sigma_1$ גם על הסד האלכסוני עולה. נצפה כי ברוב המקרים, $sigma_1$ בגלל עומס הרוח עולה על הלחצים שנגרמו על ידי האינרציה של המשקל העצמי והסיבוב של הבום (מסומן כ $sigma_2$ ).
- השלכות על תכנון מבני: בהתחשב בעומס רוח מפעיל שליטה רבה יותר על רמות הלחץ באלכסון, במיוחד ברדיוסים גבוהים יותר, עיצובי מנוף חייבים להתאים את הסיכון לחוסר יציבות של מסבך. עומסי רוח אנכיים נוגעים במיוחד מכיוון שהם יכולים להוביל לאבזם מסבך או לכישלון.
השפעת רוחות חזותיות על הטיה בום:
כאשר הרוח נושבת ישירות לעבר בום המנוף, זה מייצר רגע כיפוף אחורי על ציר הבסיס של הבום. אם המנוף ממוקם ברדיוס בום מינימלי ועומס הרוח מגיע לעוצמה גבוהה מספיק, זה יכול לאזן את רגע הכיפוף קדימה שנגרם על ידי המשקל של הבום עצמו. זה יכול לגרום לבום להטות לאחור, מצב שעלול להיות קטסטרופלי אם המנוף חסר מכשיר נגד הטיה או אם מכשיר כזה נכשל.

לסיכום, עומסי רוח יכולים לגרום ללחץ קריטי על מנוף מגדל מסבכים, ורוחות חזיתיות יכולות ליצור רגעי הטיה לאחור. להתמודד עם סיכונים אלה, עיצובי מנוף צריכים לשלב מנגנוני אנטי-הטיה נאותים ולהבטיח כי סד אלכסוני מסוגל לעמוד בעומסי רוח צפויים.

ב. השפעת הרוח על היציבות

היציבות של א מנוף מגדל נקבע ברובו על ידי סכום הרגעים הפועלים עליו. אם רגעים אלה גורמים לאפקט מייצב נטו, המנוף נשאר זקוף; אוּלָם, אם רגעי ההפצה שולטים, המנוף הופך להיות נוטה להתבוננות. גורמים התורמים ליציבות המנוף בתנאים סוערים כוללים:

ייצוב VS. רגעים מפתיעים:
- עם עומס מורם: כאשר מנוף מרים את העומס המקסימלי שלו, המשקל העצמי של המנוף מספק רגע מייצב $M_1$ , ואילו עומס ההרמה ועומס הרוח משתלבים ליצירת רגע מפנה $M_2$ .
- סף יציבות קריטי: לעומס רוח נתון $F1wf_{1w}$ , אִם $M_1 + M_2 = 0$ , המנוף במצב יציבות קריטי. האם עומס הרוח יגדל כך $F1W>FWF_{1w} > F_w$ , המנוף יתייצב.
יציבות מנוף פורקת:
כשפרוק, מנוף מסתמך על המשקל העצמי שלו כדי להישאר יציב. אם רוח רוח חזקה מספיק, זה יוצר רגע מפנה שיכול לחרוג מהרגע המייצב שמספק המשקל העצמי של המנוף, במיוחד אם מרכז הכובד ממוקם לאחור כדי לאזן את המנוף תחת עומס. בתנאי רוח חזקים, זה יכול להוביל לטייל לאחור.

הגורמים לעיל מדגישים את הצורך בסטנדרטים של תכנון מנוף כדי לשלב רגעים מייצבים חזקים ואמצעים נגד טייט המהווים את כוחות הרוח, גם כאשר נטענים ונפרקים.

ג. השפעת עומס הרוח על הטיה של בום ומנוף

ההשפעה של עומס הרוח על הטיה מנוף חמורה במיוחד למנופי לוף, אשר מסתמכים על זוויות בום משתנות ויכולות להיות בסיכון להטייה לאחור כאשר הם נתונים לרוח ראש חזקה. שיקולים ספציפיים כוללים:

מנופי לוף: במנוף מנוף, רוח רוח ראשית הנושבת על הבום ברדיוס קטן מייצרת רגע אחורי על ציר הבום. אם למנוף אין מכשיר אנטי-הטיה מבצעי או אם המכשיר נכשל, הבום יכול להטות לאחור. הטיה לאחור זו פוגעת בשלמות המבנית של המנוף ויכולה לגרום לנזק קשה.
מנופי לף עגלה קבועה ועגלה אופקית: לסוגי המנוף האלה, רוח גבית חזקה יכולה להוביל לטיית קדימה, במיוחד בתנאי עומס מדורגים. כדי למנוע הטיה קדימה, עיצובי מנוף ממקמים לעתים קרובות את מרכז הכובד לאחור, אֵיזֶה, תוך כדי התייצבות תחת עומס, עלול להוביל להטייה לאחור כאשר המנוף נפרק.

II. אמצעי נגד ומדדי מניעה להתנגדות לרוח מנוף מגדל

בהתחשב בהשפעה העמוקה של עומסי רוח על מנוף מגדל יושרה ויציבות מבנית, סדרה של אמצעי נגד חיוניים להגנה על מנופים מפני טייפונים חזקים:

א. שיפורי עיצוב עמידים לרוח

מנגנונים נגד הטיה:
מכשירים נגד הטיה הם מכריעים למניעת ההפצה לאחור כאשר רוח רוחה מנוגדת לרגע הכיפוף של המנוף קדימה של המנוף. יש לבדוק ולתחזק מכשירים אלה כדי להבטיח יעילות בתנאי רוח גבוהים.
חוזק מסבך משופר:
חיזוק רכיבי סד אלכסוני ורכיבי מסבך חיוני לעמוד בלחץ המוגבר הנגרם על ידי עומסי רוח בניצב. על ידי חיזוק רכיבים אלה, מנופים יכולים להתנגד טוב יותר לחוסר יציבות מסבך בתנאי רוח גבוהים.
תקני חישוב עומס רוח:
באמצעות דגמי חישוב עומס רוח מתקדמים, עיצובי מנוף צריכים לשלב תרחישי עומס רוח גבוהים כדי להבטיח חוסן מבני. דגמים אלה צריכים להתיישר עם תקני עיצוב מנוף מעודכנים כמו GB38ⅱ ו- GB/T13752, שקובעים הנחיות ליציבות ולחץ תחת עומסי רוח.

ב. אמצעי בטיחות תפעוליים

מערכות ניטור מזג אוויר:
אתרי בנייה צריכים ליישם מערכות ניטור מזג אוויר בזמן אמת כדי להתריע בפני מפעילי המנוף על טייפונים מתקרבים או עליות רוח פתאומיות. התראות אלה יכולות לעזור למפעילים לאבטח מנופים או ליזום נהלי כיבוי לפני שמהירויות הרוח יגיעו לרמות מסוכנות.
זוויות בום וגבהים מתכווננים:
למנופים צריכים להיות זוויות בום גמישות וגבהים מתכווננים המאפשרים למפעילים למקם מחדש את המנוף ולהפחית את עומס הרוח במהלך טייפונים. לְמָשָׁל, הורדת הבום יכולה להפחית את חשיפת המנוף לכוחות רוח גבוהים, שיפור היציבות.
אימוני בטיחות ופרוטוקולי חירום:
מפעילי מנוף וצוות אתרי הבנייה צריכים לעבור הכשרה קבועה בפרוטוקולי חירום ספציפיים לתנאי רוח גבוהים. זה כולל נהלים לאבטחת מנופים ומזעור הסיכון להפצה או נזק מבני במהלך טייפונים.
מערכות עיגון משופרות:
במהלך אירועי רוח חזקים, יש לעגן את מנופים בצורה מאובטחת כדי למנוע תנועה או הטיה לא מכוונים. יש לחזק ולבדוק מערכות עיגון באופן קבוע כדי להבטיח את אמינותן בתנאי טייפון.

ג. אמצעי זהירות טרום טייפון

אבטחת עומס וציוד:
לפני טייפון, יש להוריד את כל העומסים ולאבטח, יש להסיר או להדק ציוד רופף על המנוף או סביבו כדי למנוע סכנות הנגרמות על ידי רוח.
הפחתת פרופיל התנגדות הרוח:
מנופים יכולים להפחית את פרופיל התנגדות הרוח שלהם על ידי חזרה על הבום, אם אפשר, ומיקום גוף המנוף כדי להתמודד עם הרוח באופן שממזער את חשיפת שטח הפנים. זה מקטין את עומס הרוח והמומנט הפועלים על המנוף.
תחזוקה ובדיקה שוטפת:
על מנופים לעבור בדיקות תחזוקה שגרתיות כדי לאמת את שלמותם של כל הרכיבים המבניים והמכניים, במיוחד אלה הרגישים לבלאי ולחץ מעומסי רוח גבוהים.

מַסְקָנָה

טייפונים מהווים איום משמעותי על היושרה והיציבות המבנית של מנוף מגדלס. באמצעות שיקולי עיצוב זהירים, התאמות תפעוליות, ואמצעי מניעה, מנוף מגדלניתן להגן טוב יותר מפני הסיכונים הנובעים על ידי רוחות חזקות. להבטיח שמנופים מצוידים במכשירים חזקים נגד הטיה, חוזק מסבך משופר, ומערכות עיגון יעילות יכולות להפחית מאוד את הסיכון להטיף או לכישלון מבני. תחזוקה שוטפת, ניטור מזג אוויר, והקפדה על תקני חישוב עומס רוח הם מכריעים להשגת פעולת מנוף בטוחה במהלך טייפונים. באמצעות אמצעים מקיפים אלה, אתרי בנייה יכולים לשפר את הבטיחות והחוסן של מנוף מגדלס, להבטיח שהם יישארו יציבים ובטוחים אפילו בתנאי מזג אוויר קיצוניים.