Ako sa stavia žeriav?

Autor: Stanislav Marosz | 10.1.2008 o 20:01 | Karma článku: 11,55 | Prečítané:  15662x

Neďaleko nášho paneláku v Žiline sa stavia nový mrakodrap Europalace. Ako postupne pribúdajú poschodia, všimol som si, že spolu s mrakodrapom rastie aj žeriav. Vtedy mi po prvýkrát napadla otázka: Ako rastie žeriav, keď už je raz postavený? Odpoveď je fascinujúca – žeriav rastie sám!

Existuje viacero typov žeriavov - ten, ktorý stavia mrakodrap u nás na Vlčincoch, je klasický príklad vežového žeriavu. Je zložený z pevného vertikálneho stĺpu (veže) a horizontálneho otáčacieho ramena. Ramená sú vlastne dve – jedno dlhé a druhé krátke. Na dlhom (pracovnom) ramene behá jazdec s hákom, na ktorý sa zavesí dvíhaný predmet, na krátkom (strojovom) ramene je zavesené závažie pre protiváhu dvíhanému predmetu (viac o tom, prečo sa žeriav neprevrhne, keď je prázdny, je písané ku koncu článku).

parts_of_a_tower_crane.jpg

Ako žeriav rastie

Otázka "ako sa stavia žeriav" pripomína trochu známu otázku "ako sa dostane do práce vodič snežnéh pluhu". V tomto prípade bola však odpoveď pre mňa naozaj vzrušujúca a ostal som prekvapený – žeriav skutočne rastie sám.

Stĺp žeriava sa skladá z viacerých (približne 6 metrov vysokých) častí. Na to, aby žeriav narástol, je potrebné vložiť ďalšiu časť – presne ako kúsok lega. Použije sa na to šikovná hydraulická mašina, ktorá je prichytená na vrchu žeriava. Otáčacie zariadenie spolu s vyváženým horizontálnym ramenom sa odmontuje (rozumej: "chlapci zo žeriavnickej posádky odmontujú") od stĺpu, prichytená mašina odmontované otáčacie rameno chmatne, a pomocou hydraulického piestu ju vyzdvihne o 6 metrov do výšky – akurát o toľko, aby sa tam vošiel ďalší kúsok veže.

tower-crane18.jpg

Keď je nový kus zmontovaný so zvyškom stĺpu, horný horizontálny kus žeriavu, ktorý drží hydraulická mašina, sa prichytí naspäť ku stĺpu – a je hotovo. Hydraulická mašina si môže oddýchnuť, kým nebude treba žeriav zdvihnúť o ďalší kus.

tower-crane19.jpg
 
Čo je na tom všetkom navyše zaujímavé, je to, že celý tento proces riadi žeriavnik sediaci v kabínke vo vyzdvihnutej časti žeriavu! Chlapík si jednoducho pod sebou pekne pomaličky rozoberá žeriav... (Nepripomína vám to trochu odpílenie si konára, na ktorom sedíte?)

Môžete si pozrieť aj video z reálnej stavby.

Prečo sa žeriav neprevráti, keď nenesie závažie?

Zamyslime sa ešte nad jednou otázkou: Prečo sa žeriav neprevrhne, keď z neho vypustíme závažie?

Musíme si uvedomiť, čo spôsobuje rovnováhu žeriavu. Môže za to fyzikálna veličina, ktorej hovoríme moment sily. Moment sily má na svedomí najjednoduchší prístroj – páku. Veľkosť momentu sa vypočíta ako súčin hmotnosti závažia a dĺžky ramena, čiže

M = F . r .

Aby bola sústava v rovnováhe, musí byť moment sily rovnaký pre obidve ramená:

F1 . r1 = F2 . r2

Keďže pôsobiaca sila je úmerná hmotnosti (F = m.g), môžeme to jednoducho zapísať aj takto:

m1 . r1 = m2 . r2 .

Tomuto sa v mechanike hovorí momentová veta. Platí všeobecne pre akúkoľvek sústavu v rovnováhe – súčet momentov síl sa musí rovnať nule. My však máme sústavu len s dvomi ramenami, preto nám stačí momentová veta v tejto zjednodušenej podobe. (Smer momentu sily sa určuje takzvaným „pravidlom pravej ruky“, pretože ide o vektorový súčin, ale to sem teraz pre jednoduchosť nebudeme pliesť, hoci je to práve smer momentu sily, ktorý určuje, kam sa celá sústava natočí).

Žeriav v rovnováhe teda vyzerá takto:

Slide1.JPG

Betónové závažie na krátkom ramene musí vyvážiť hmotnosť dvíhaného predmetu, ináč by sa žeriav prevrhol takto:

Slide2.JPG

Prečo sa však žeriav takto neprevráti na druhú stranu, keď závažie odpojíme a dlhé rameno necháme prázdne?

Slide3.JPG

Odpoveď sa skrýva v ukotvení žeriavu. Vertikálny stĺp je ukotvený v masívnej betónovej podložke, ktorá sama osebe vyvažuje zavesené betónové závažie na krátkom ramene. Hmotnosť podložky je väčšia v porovnaní s betónovým závažím na krátkom ramene. Ťažisko celej sústavy je vďaka tomu posunuté tak, že celá sústava je stabilná a neprevrhne sa.

Slide4.JPG

Podmienky pre stabilitu žeriavu sú predpisované prísnymi bezpečnostnými podmienkami, ktoré majú obvykle dosť veľkú rezervu (sila F1 na predchádzajúcom obrázku musí byť oveľa väčšia ako sila F2). Napriek tomu sa však nešťastia stávajú – jeden z posledných prípadov je smrť žeriavnika vo Viedni po tom, ako spadol žeriav pri orkáne, ktorý sa nedávno prehnal aj Slovenskom.

Šikovná páka

S momentom sily a s pákou súvisí ešte jedna vec – nie v každej vzdialenosti na dlhom ramene môže byť zavesené rovnako ťažké závažie. Blízko pri stĺpe môže byť maximálna hmotnosť vyššia, ako na samom kraji dlhého ramena. Prečo? Odpoveď je opäť v momentovej vete: čím je dlhšie rameno, tým menšia sila (teda aj menšia hmotnosť) je potrebná na prevrátenie závažia na krátkom ramene. Keby sme išli do extrémov – ak by bolo na krátkom ramene, ktoré meria 2 metre, zavesených 30 ton, ale dlhé rameno by malo viac ako 60 kilometrov, stačilo by na koniec dlhého ramena zavesiť jeden kilogram a žeriav by sa prevrhol. (Pre jednoduchosť sme v tomto príklade zanedbali hmotnosť ramien a odmysleli sme si ukotvenie).

Maximálne hmotnosti, ktoré môžu byť dvíhané pre jednotlivé dĺžky ramena, udávajú výrobcovia žeriavov. Pre zaujímavosť si môžete pozrieť príklad, ako táto hmotnosť klesá so vzdialenosťou.

graf1.JPG

Iné zaujímavosti

Niektoré vežové žeriavy sa dvíhajú inak, ako ten náš, čo stavia Europalace. Existujú aj „samozdvižné žeriavy“, ktoré sa postavia skutočne samy! Tu je schéma stavania takéhoto žeriavu.

potainHD32A_X02.GIF

Ak to chcete vidieť na vlastné oči, existuje o tom aj pekné video:

Takže na záver: nabudúce keď vás niekto hĺbavý osloví z otázkou: „Ako to, že ten žeriav rastie spolu s panelákom?“, môžete mu to pekne vysvetliť. A keby sa vás náhodou nikto takúto otázku nespýtal, môžete na najbližšej prechádzke okolo novostavby ohúriť balenú osobu niečím ako:

„Počuj, a vieš ty ako sa stavia taký žeriav?“
„No netuším, ale fest by ma to zaujímalo... Ako?“
„No to máš tak...“, a ideš.

No a už je ruka v rukáve. :-)

---------------------------------------

Zdroje:

http://science.howstuffworks.com/tower-crane4.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Crane_(machine) http://farm1.static.flickr.com/221/500910985_32bea35604_o.jpg http://neturebau.sk/sluzby_prenajom_stavebnezeriavy_potainHD32A.html

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

Stĺpček Zuzany Kepplovej

České Salisbury osvecuje slovenský Sputnik

Vybrať sa s nákupným vozíkom do Ruska, akoby nebolo žiadne včera ani zajtra, sa nedá.


Už ste čítali?