Installation af fritstående svingkran: 3 fundamentsmetoder forklaret

Om en fritstående svingkran er installeret sikkert, påvirker det ikke kun dens normale drift, men også løftesikkerheden og den lange levetid. Under drift skaber en last, der er placeret nær enden af udliggeren, et betydeligt væltende moment på kransøjlen og fundamentet. Selv når to udliggerkraner har samme nominelle løftekapacitet, kan forskellige udliggerlængder resultere i meget forskellige krav til fundamentet og forankringssystemet.

Derfor bør forbindelsen mellem kranbasen og fundamentet ikke vælges udelukkende ud fra løftekapacitet. Andre faktorer skal også tages i betragtning, herunder nominel belastning, udliggerlængde, driftsfrekvens, betonforhold og byggeforhold på stedet.

Der er tre almindelige fundamenttilslutningsmetoder til en fritstående svingkran: Montering af stor bundplade, montering af kemiske ankerbolte og indlejret ankerburfundament.

Hver metode har sine egne passende anvendelser. Der findes ikke én enkelt fundamentløsning, der er egnet til alle fritstående svingkranprojekter.

Montering af stor bundplade: Fordeling af belastninger over et større fundamentareal

Stor bundpladeinstallation kan anvendes til nogle fritstående svingkraner med lille og mellemstor kapacitet, typisk i det omtrentlige område 1-3 tons. Om denne metode er egnet, skal dog verificeres i henhold til svinglængden, væltningsmomentet, bundpladens dimensioner, ankerarrangementet og betonfundamentets forhold.

Denne installationsmetode bruger en bredere og tykkere stålbundplade under kransøjlen med flere forankringspunkter fordelt på tværs af pladen.

Det er vigtigt at forstå, at en større bundplade ikke betyder, at den fritstående svingkran blot kan installeres på et almindeligt værkstedsgulv, og den kan heller ikke erstatte et korrekt designet betonfundament.

Hovedformålet med den større bundplade er at øge lastfordelingsområdet og give yderligere forankringspunkter, så belastningerne og væltningsmomentet, der genereres af svingkranen, kan overføres over et større fundamentområde.

Hvornår er en stor bundplade egnet?

Hvis der bygges et nyt værkstedsgulv, kan ankerbolte indstøbes under betonstøbningen. Når installationspladsen er begrænset, og det er ubelejligt at udgrave et stort fundamentshul til et ankerbur, kan en stor bundplade overvejes.

Hvis hele værkstedsgulvet skal støbes fornyet, kan indlejrede ankerbolte også placeres på forhånd i henhold til svingkranens design. Dette kan reducere den ekstra udgravning, der kræves til et separat dybt fundament.

I områder, hvor flere maskiner er installeret tæt sammen, og et integreret armeret betongulv eller fundament er tilgængeligt, kan en større bundplade også hjælpe med at fordele lokaliserede belastninger over et større område.

Hvad er forskellen mellem en stor bundplade og et indlejret ankerbur?

Begge metoder kræver et pålideligt betonfundament, men deres forankringsprincipper er forskellige.

En stor bundplade fordeler primært belastninger over et større fundamentsområde gennem sit større fodaftryk og flere forankringspunkter.

Et indlejret ankerbur bruger derimod armering og ankerbolte, der er indlejret dybere i betonfundamentet, for at skabe et mere integreret forankringssystem. Det giver generelt bedre strukturel integritet og modstandsdygtighed over for væltende kræfter.

For kraner med høj kapacitet, lange udliggere, hyppige løfteoperationer eller applikationer med store væltningsmomenter bør et indlejret ankerburfundament normalt evalueres først i stedet for blot at øge bundpladens størrelse.

Grundlæggende installationsprocedure for en stor bundplade

• 1. Konstruer betonfundamentet
  Støb betonfundamentet i henhold til fundamentets design, og placer de indlejrede ankerbolte i henhold til bundpladens hulmønster.
• 2. Placer og niveller den store bundplade
  Rengør fundamentets overflade, løft bundpladen på plads, juster den med de indlejrede ankerbolte, og juster dens midterposition og niveau.
• 3. Spænd ankermøtrikkerne
  Monter skiver og møtrikker, og spænd dem derefter gradvist og jævnt i en diagonal rækkefølge.
• 4. Installer kransøjlen
  Forbind søjlebasen med den store bundplade, spænd forbindelsesboltene, og kontroller søjlens lodrette justering.
• 5. Slutinspektion og fugning om nødvendigt
  Kontroller alle forbindelser, bundpladekontakt og søjlens vertikalitet. Hvis der er specificeret et fugelag i fundamentdesignet, skal der påføres en passende krympefri fugemasse.

Anbefales generelt ikke uden specifik strukturel verifikation: Applikationer med høj kapacitet, lange jibs, højfrekvente applikationer eller applikationer med høje væltningsmomenter bør ikke udelukkende være afhængige af en forstørret bundplade som erstatning for et indlejret fundament uden korrekte strukturelle beregninger.

Montering af kemiske ankerbolte: Minimering af ændringer på eksisterende værkstedsgulve

Kemiske ankerbolte anvendes almindeligvis til nogle lette fritstående svingkraner, typisk i det omtrentlige område på 0,25-1 ton. Egnetheden kan dog ikke alene bestemmes ud fra krankapaciteten. Den eksisterende beton skal også kontrolleres for styrke, tykkelse, armering, nødvendig forankringsdybde, kantafstand og det væltende moment, der genereres af svingkranen.

I modsætning til et indlejret ankerbur kræver denne metode ikke, at der installeres ankre, før betonen hældes.

I stedet bores der huller i det eksisterende betonfundament i henhold til kranens bundplademønster. Efter at hullerne er grundigt rengjort, sprøjtes kemisk forankringslim ind, og gevindstænger indsættes.

Når det kemiske forankringsmateriale er fuldstændig hærdet og har nået den nødvendige styrke, kan kransøjlen installeres.

Hvornår er kemiske ankerbolte egnede?

Hvis et værksted allerede har et betongulv eller -fundament, der opfylder svingkranens strukturelle krav, og det er vanskeligt at udgrave et nyt fundament, kan montering af kemiske ankerbolte vurderes.

Denne metode er særligt velegnet til:

• Eksisterende værkstedsopgraderinger
• Værksteder med færdige betongulve
• Arbejdsstationer hvor omfattende fundamentsudgravning er vanskelig
• Projekter, der kræver en relativt kort installationsperiode

Dens primære fordele er hurtigere installation og færre ændringer af det eksisterende gulv eller fundament. Dette betyder dog ikke, at en fritstående svingkran kan installeres på ethvert eksisterende betongulv ved hjælp af kemiske ankre.

Hvis betonen er revnet, hul, for tynd, af ukendt styrke, eller hvis de nødvendige ankerpositioner er for tæt på fundamentskanten, skal installationsmetoden revurderes.

Grundlæggende procedure for installation af kemiske ankre

• 1. Marker ankerpositionerne i henhold til hullerne i søjlebundpladen.
• 2. Bor huller til den angivne diameter og dybde.
• 3. Fjern grundigt støv og snavs fra hullerne.
• 4. Injicér den angivne mængde kemisk forankringslim.
• 5. Sæt gevindstængerne i, og lad klæbemidlet hærde helt.
• 6. Monter søjlebasen, skiverne og møtrikkerne.
• 7. Juster søjlens vertikalitet, og spænd ankrene i henhold til de specificerede krav.

Blandt disse trin er boredybde, rengøring af hullet og hærdningstid særligt vigtige for ankerets ydeevne. For meget støv inde i hullerne, utilstrækkelig forankringslim eller belastning af ankrene før fuld hærdning kan reducere forankringens ydeevne betydeligt.

Anbefales generelt ikke: Hvis tykkelsen, styrken, armeringen eller den generelle tilstand af den eksisterende beton ikke kan bekræftes, eller hvis betonen viser betydelige revner, hulrum eller strukturelle skader, bør kemiske ankre ikke vælges udelukkende baseret på krankapacitet.

Indlejret ankerburfundament: Velegnet til langvarige og krævende applikationer

Et indlejret ankerbur er en af de mest almindelige fundamentløsninger til en fritstående svingkran. Det kan imødekomme en bred vifte af applikationer fra små og mellemstore kapaciteter til relativt tunge kraner, med et typisk referenceområde på cirka 0,5-5 tons.

Til lange udliggere, højere løftekapacitet, hyppige løfteoperationer eller applikationer med store væltningsmomenter prioriteres denne fundamentsmetode ofte.

Indlejret installation kræver udgravning af en fundamentsgrav. Armering, ankerbolte og positioneringskomponenter installeres inde i fundamentet, før betonen støbes.

Når betonen har nået den specificerede installationsstyrke, monteres kransøjlebasen på de indlejrede ankerbolte.

Hvornår er et indlejret ankerbur egnet?

Et indlejret ankerbur er særligt velegnet til nye værksteder eller projekter, hvor der stadig er byggeri i gang.

Hvis placeringen af den fritstående svingkran og de vigtigste tekniske parametre bestemmes under værkstedets byggefase, kan fundamentet og ankerburet designes og installeres på forhånd. Dette hjælper med at minimere ændringer af det færdige værkstedsgulv senere.

Et indlejret fundament bør generelt tages i betragtning med hensyn til:

• Permanente arbejdsstationer
• Højkapacitets svingkraner
• Længere jibarme
• Højfrekvente løfteoperationer
• Anvendelser, der involverer betydelige dynamiske belastninger
• Projekter, der kræver større fundamentsintegritet og modstandsdygtighed over for væltning

Sammenlignet med kemiske ankre og store bundpladeforbindelser overfører et indlejret ankerbur de belastninger og det væltende moment, der genereres af kransøjlen, til et større betonfundament, hvilket skaber et mere integreret forankringssystem.

Grundlæggende installationsprocedure for indlejret ankerbur

• 1. Udgrav fundamentet i henhold til de angivne dimensioner.
• 2. Fremstil ankerburet og placer ankerboltene nøjagtigt.
• 3. Fastgør ankerburet for at forhindre bevægelse under betonstøbning.
• 4. Hæld betonen ud og vibrer den korrekt.
• 5. Hærd betonen i henhold til de specificerede krav.
• 6. Installer kransøjlen, når fundamentet har nået den nødvendige monteringsstyrke.
• 7. Juster søjlens vertikalitet, og spænd ankermøtrikkerne.

Under konstruktionen skal der lægges særlig vægt på ankerboltenes placering, afstand, vertikalitet og synlige længde. Hvis ankerburet ikke er korrekt fastgjort, kan betonhældning og vibrationer få ankerboltene til at forskyde sig, hvilket gør det vanskeligt eller umuligt at justere kranens bundplade under installationen.

Begrænsning at overveje: Selvom et indlejret ankerbur giver fremragende fundamentsintegritet, kræver det udgravning, armeringsarbejde, betonstøbning og hærdning. Derfor er tiden til anlægsarbejde og installation generelt længere end med de to andre metoder.

Sådan vælger du mellem de tre metoder til fundament af fritstående svingkraner

Kapacitetsintervallerne nedenfor er kun beregnet til foreløbig reference og bør ikke betragtes som fundamentsdesignstandarder.

Vigtig: Selv når to fritstående svingkraner har nøjagtig samme nominelle løftekapacitet, kan forskelle i svinglængde, løftehøjde og driftsforhold resultere i forskellige fundamentbelastninger. Derfor bør den endelige fundamentsmetode aldrig vælges udelukkende i henhold til de ovenfor viste kapacitetsintervaller.

En simpel indledende udvælgelsesguide

Eksisterende betongulv og udgravning er vanskelige
→ Kontroller først de eksisterende betonforhold. For lette kraner kan kemiske ankerbolte vurderes.

Nyt betongulv: ankerbolte kan placeres på forhånd, men dyb udgravning er begrænset
→ En stor bundpladeinstallation kan vurderes.

Nyt værksted, permanent drift, højere løftekapacitet, lang udligger eller hyppig løft
→ Et indlejret ankerburfundament foretrækkes generelt.

Disse retningslinjer er kun beregnet til indledende udvælgelse. Det endelige fundamentsdesign skal altid bekræftes i henhold til kranens parametre og de faktiske forhold på stedet.

Hvorfor bør fundamentet ikke vælges udelukkende ud fra krankapacitet?

Dette er et af de mest oversete aspekter ved design af fundamenter til fritstående svingkraner.

For eksempel, overvej to svingkraner, der begge er klassificeret til 1 ton. Den ene har en 2 meter svingarm, mens den anden har en 6 meter svingarm.

Når lasten når den ydre ende af udliggeren, kan væltningseffekten, der virker på søjlefundamentet, være betydeligt forskellig mellem de to kraner.

Derfor kræver det at afgøre, om en funderingsmetode er egnet, at mindst følgende faktorer tages i betragtning:

• Nominel løftekapacitet
• Jib-længde
• Løftehøjde
• Kranens egenvægt
• Driftsklasse og driftsfrekvens
• Dynamiske belastninger
• Fundament- og betonforhold

Derfor vil en producent af svingkraner normalt ikke kun spørge: "Hvilken løftekapacitet har du brug for?", men også om den nødvendige svinglængde og fundamentsforholdene på stedet, før installationsløsningen bekræftes.

Hvilke oplysninger kræves før installation af en fritstående svingkran?

Hvis du er usikker på, om dit projekt skal bruge kemiske ankre, en stor bundplade eller et indlejret ankerbur, er det ikke tilrådeligt at træffe beslutningen udelukkende baseret på krankapacitet.

Før du vælger fundamentløsningen, skal du forberede følgende oplysninger:

• 1. Nominel løftekapacitet
  For eksempel: 500 kg, 1 ton, 2 ton eller 5 ton.
• 2. Udliggerlængde / arbejdsradius
  Afstanden fra kransøjlens centrum til den ydre ende af det effektive arbejdsområde.
• 3. Nødvendig løftehøjde
  Den effektive vertikale løftehøjde, der kræves fra gulvniveau til krogen.
• 4. Eksisterende fundamentforhold
  Dette inkluderer betontykkelse, styrke og armering. For et nyt værksted skal de planlagte fundamentforhold angives, hvis de er tilgængelige.
• 5. Fotos eller tegninger af installationsområdet
  Fotos af byggepladsen, værkstedsplaner og fundamentstegninger kan hjælpe med at bestemme den tilgængelige byggeplads og identificere omgivende strukturer, der kan påvirke installationen.

Baseret på disse oplysninger kan belastningerne og væltningsmomentet, der virker på fundamentet, evalueres yderligere, hvilket gør det muligt at vælge et mere passende fundament og forankringsmetode.

Til tunge løfteopgaver med lange udliggere og højfrekvente løfteopgaver eller projekter med komplekse fundamentforhold, bør fundamentet specifikt designes og strukturelt verificeres i henhold til de faktiske kranparametre i stedet for at bruge generiske fundamentdimensioner.

Kun når betonfundamentet, forankringssystemet, søjlebasen og den fritstående svingkranstruktur danner et korrekt designet og sikkert forbundet system, kan kranen fungere sikkert, pålideligt og ensartet på lang sigt.