Dlaczego dźwig na budowie się nie przewraca

Z mostu na Wiśle przy dobrej pogodzie widać kilka żurawi naraz. Kiedy jadę rowerem do szkoły, liczę je, tak jak inni liczą bociany. Kiedyś na lekcji uczeń zapytał wprost: „Proszę pana, jak to się nie przewraca? Przecież to stoi na jednej nodze”. Narysowałem wtedy na tablicy huśtawkę z podwórka i wystarczyło na pół lekcji. Druga połowa poszła na pytanie, co się dzieje, kiedy wieje.

Do żurawi mam trochę osobisty stosunek. W zakładzie przez lata pilnowaliśmy suwnic w halach, a kurs konserwatora urządzeń dźwigowych zrobiłem jeszcze jako brygadzista. Ludzie mówią na żuraw „dźwig” i każdy wie, o co chodzi, choć w przepisach dozoru dźwig to winda. Żuraw wieżowy to inna maszyna niż suwnica, ale zasady bezpieczeństwa są z tej samej rodziny: ogranicznik, hamulec, wyłącznik krańcowy i człowiek, który nie próbuje być od nich mądrzejszy.

Z czego się składa

1. Fundament albo podwozie z balastem - betonowa stopa z kotwami albo rama obłożona ciężkimi blokami na dole.
2. Wieża - kratownica ze stalowych segmentów, skręcanych jeden na drugim.
3. Wieniec obrotowy - wielkie łożysko z zębatym wieńcem, na którym obraca się cała górna część.
4. Wysięgnik z wózkiem - długie ramię, po którym jeździ wózek z hakiem.
5. Przeciwwysięgnik z przeciwwagą - krótkie ramię z betonowymi blokami i wciągarkami.
6. Kabina i ogranicznik udźwigu - operator, a obok niego układ, który liczy, czy ładunek nie jest za ciężki na danym wysięgu.

Huśtawka z betonu

Na huśtawce lżejsze dziecko siada dalej od środka, a cięższe bliżej. Z żurawiem jest tak samo. Ładunek na haku przechyla wieżę w swoją stronę, a ta siła zależy od ciężaru i od tego, jak daleko od wieży ładunek wisi. Inżynier nazywa to momentem: ciężar razy ramię.

Po drugiej stronie wieży, na krótkim ramieniu, leżą betonowe bloki przeciwwagi i ciągną w przeciwną stronę. Konstruktor dobiera je tak, żeby przy typowej pracy żuraw był z grubsza zrównoważony. Przy pustym haku przeważa przeciwwaga, przy ciężkim ładunku daleko na wysięgniku przeważa ładunek. Wszystkie te różnice musi przenieść wieża i fundament.

Fundament to druga połowa odpowiedzi. Żuraw stacjonarny jest przykręcony do betonowej stopy, która waży więcej niż on sam i siedzi w gruncie. Żuraw na podwoziu dostaje na dole balast, czyli kolejne bloki betonu. Dzięki temu środek ciężkości całości jest nisko, a podstawa szeroka.

Montaż też odbywa się według zasady huśtawki. Najpierw stawia się wieżę, potem przeciwwysięgnik z częścią bloków, potem wysięgnik, a resztę przeciwwagi dopiero na końcu. Kolejność i liczbę bloków dla danej długości wysięgnika podaje producent. Gdyby ktoś założył pełną przeciwwagę na żuraw bez wysięgnika, przewróciłby go do tyłu. W tym miejscu uczniowie przestają się śmiać z rysunku huśtawki.

Tabela udźwigów w kabinie

Z huśtawki wynika najważniejsza zasada pracy: im dalej od wieży, tym mniej wolno podnieść. Blisko wieży żuraw udźwignie kilka razy więcej niż na końcu wysięgnika. Operator ma to przed oczami w tabeli udźwigów.

Człowiek się myli, dlatego tabela jest też zapisana w ograniczniku udźwigu. Czujniki mierzą siłę w linie i położenie wózka. Gdy ładunek jest za duży na dany wysięg, ogranicznik blokuje ruchy, które pogorszyłyby sytuację, czyli dalsze podnoszenie i jazdę wózka na zewnątrz. Pozwala za to opuścić ładunek albo przyciągnąć go bliżej wieży. Przepisy BHP przy obsłudze żurawi wieżowych zabraniają pracy z wyłączonymi ogranicznikami obciążenia. Kto wyłącza ogranicznik, bo „przecież tylko trochę za ciężkie”, nie wie, ile kosztuje przewrócony żuraw.

Do tego dochodzą wyłączniki krańcowe. Wózek nie wyjedzie poza koniec wysięgnika, hak nie wjedzie w wózek, a obrót można ograniczyć, żeby ładunek nie przechodził nad ulicą albo nad sąsiednim żurawiem.

Kiedy wieje

Wiatr to osobny temat. Wysięgnik ma dużą powierzchnię, a ładunek na haku, zwłaszcza duża płyta, działa jak żagiel. Według przepisów BHP przy obsłudze żurawi wieżowych przy zwykłych pracach żuraw staje, gdy wiatr w porywach przekracza 15 m/s, a przy ładunkach wielkowymiarowych już powyżej 10 m/s, chyba że producent określił inne wartości. Na szczycie zwykle kręci się mały wiatromierz, który pokazuje operatorowi prędkość wiatru.

Najciekawsze dzieje się po pracy. Operator zwalnia hamulec obrotu i zostawia żuraw w pozycji wolnowiatrowej. Wysięgnik obraca się wtedy swobodnie jak chorągiewka na dachu i ustawia się tyłem do wiatru, tak żeby stawiać mu najmniejszy opór. Zablokowany żuraw wichura spychałaby na bok. Jeśli więc widzisz, że żuraw nad budową w nocy sam zmienił kierunek, to znaczy, że ktoś zrobił wszystko jak trzeba.

Na noc hak podciąga się do góry, a wózek dojeżdża bliżej wieży, żeby nic nie dyndało nad ogrodzeniem. Rano, zanim operator podniesie pierwszy ładunek, sprawdza hamulce i ograniczniki. Na suwnicach w zakładzie robiliśmy to samo i zawsze znalazł się ktoś, kto chciał to pominąć, bo „wczoraj działało”. Wczoraj działało też wszystko, co zepsuło się dzisiaj.