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공종:건축공사:가설공사:타워크레인

타워크레인

개요

양중장비란 양중물의 양중 및 기중작업, 토사의 굴토 후 상차, 또한, 수평 이동을 가능하게 하는 가설장비로, 타워크레인은 건축물 또는 구조물 주위의 고소에 설치되어 상하, 회전 및 수평이동을 할 수 있는 건설기계이다. 일반적으로 공사중 자재의 수직 이동과 수평 이동에 사용하며 호이스트와는 수직 이동이 가능하다는 점에서 구분된다.

타워크레인 구분

구 분 명칭 특징
Boom
작동 방식에
따라
T-Tower Crane 타워크레인의 일반적 형태
반경 내에 장애물이 없을 경우, 주변 현황에 간섭이 없을 경우 사용
Luffing Crane 도심지 공사에 주로 사용되며, 지상권 침해가 우려되는 경우 사용
반경 내 장애물이 존재할 경우 사용
설치형식에
따라
Fixed Type
(Stationary Type)
기초를 타설하여 고정된 위치에 설치함으로 일정 반경 내에서만 작업
Rail Type
(Traveling Type)
건축물의 전면 또는 후면에 Rail을 설치하여 이동하며 사용
주로 조립식 건축물 (PC APT)의 경우에 사용
Climbing Type 주로 초고층 건축물에 사용.
마스트 사용에 대한 비용 절감이 가능하나, 타공정과의 간섭이 많음.
설치위치에
따라
Internal Type 건물 내부에 설치
Climbing Type으로 설치되어 초고층 건축물에 주로 사용됨
External Type 일반적인 형태로 건물 외부에 설치
특수장비 Jib Crane 소형 Crane으로 기초의 타설이 불필요하며, 양중 능력이 작다.
Crane 해체 시 사용
Internal Type (Luffing Crane)
Internal Type (Climbing Type)
T-Type Crane
Luffing Type Crane
Railway Type Crane
Jib Type Crane


타워크레인 구조

타워크레인 구조

번호 명칭 번호 명칭
1 기초 10 권상 장치
2 베이직 마스트 11 카운터 웨이트
3 마스트 12 트롤리
4 텔레스코핑 케이지 13 훅그블록
5 유압 상승 장치 14 카운터지브 타이바
6 운전실 15 메인지브 타이바
7 카운터지브 16 권상 로프
8 타워 헤드 17 트롤리 로프
9 메인 지브 18 선회장치

설치순서

1) 기초 앵커(Basic Anchor)

기초는 타워크레인의 하단부와 지면을 일체화시키기 위한 부위이며, 기초앙카를 매설하여 Basic Mast를 고정하게 된다. 이러한 기초 앵커를 매립하여 일체화(Fixed) 기초는 타워크레인 기종마다 그 형태가 다르며, 각 기종마다 철근 배근 및 형태가 Spec화 되어 있으므로, 사전 검토가 필요하다.

2) 기초 마스트(Basic Mast)

타워크레인의 기초 앙카와 일반 Mast를 연결하는 Basic Mast는 일반 Mast보다 보통 2~3배 이상 길이가 길다. 일반적으로 많이 사용하는 한양 LIEBHERR 사의 290HC 타워크레인은 Mas의 길이는 4.14M 이며 Basic Mast의 길이는 8.85M, 12.4M 이다.

3) 마스트(Mast)

타워크레인을 지지해 주는 기둥 역할을 하는 구조물로서 한 부재의 단위 길이가 약 3~5M 인 마스트를 핀 또는 연결볼트로 연결시켜 나가면서 설치 높이를 높일수 있다. 마스트는 대부분 고장력강의 재질을 사용한 앵글 또는 박스 타입의 용접구조이거나 또는 개방형 앵글과 H-Beam을 사용하는 경우도 있다.

4) 텔레스코핑 케이지(Telescoping Cage) 및 유압상승장치

유압실린더와 유압모터를 이용한 유압구동 상승장치로서 마스트의 높이를 높일 때 사용된다. 유압실린더를 몇 차례 작동하여 실린더 스트로크(Stroke)에 의해 확보되는 공간에 새로운 마스트를 끼워 넣어 높이를 높이게 된다.

5) 운전실(Cabin)

운전실은 선회장치의 상부, 메인 지브의 바로 하부에 작업위치 및 선회반경 표시판이 잘 보이는 위치에 설치된다. 운전실 및 출입문은 견고한 구조로 되어 있고, 최근에는 실내에 지시계(Indicator) 및 냉난방 장치가 구비되어 있다.

6) 타워 헤드

메인 짚과 카운터 짚과의 연결바(Tie Bar)를 상호 지탱해 주기 위한 목적으로 설치되며 트러스 또는 “A-Frame” 구조로 되어 있다.

7) 메인 지브(Main Jib)

선회축을 중심으로 한 외팔보 형태의 구조물로서, 지브의 길이 즉 선회반경에 따라 권상용량이 결정된다. 풍하중 및 중량의 감소를 위해 트러스 구조로 되어 있으며, 트러스 내부에 트롤리 로프 안내를 위한 보조 풀리와 트롤리 윈치 점검을 위해 보도판이 설치된다.

8) 권상 장치(Hoist Unit)

권상장치는 권상모터, 감속기, 드럼 등으로 구성되며, 권상모터에서 후크까지의 상하작용을 유도한다.

9) 트롤리(Trolley)

메인짚을 오가며 상하작업을 위한 선회 반경을 결정한다.

10) 후크(Hook)

트롤리에서 내려진 와이어로프와 양중재를 연결하기 위한 고리이다.

11) 카운트 지브

타워크레인 전,후방의 균형 유지를 위해 메인 짚의 반대편에 설치되는 짚으로서 균형추와 윈치를 사용한 권상장치가 설치된다.

12) 카운트 지브 연결바(Tie Bar)

메인 지브와 카운터 지브를 지지하면서 각기 캣 해드에 연결해주는 바(Bar)로서 구조 기능상 매우 중요할 뿐만 아니라 인장력이 크게 작용하는 부재이다.

13) 변압기(T.R)

타워크레인의 변압기는 보통 건식변압기를 주로 사용한다.

양중재의 분류

타워크레인 설치 전 양중재의 형상과 중량의 파악은 타워크레인의 선정 시 고려해야 하며, 특이한 형상의 양중재 혹은 큰 용적 및 중량을 가지 자재가 집중적으로 사용되는 장소를 사전에 파악하는 것은 타워크레인의 설치 시 고려해야 한다. 또한 타워크레인의 설치 및 해체 시기를 정해야 할 때 양중재를 공정 별로 구분하는 과정을 거쳐야 한다.

자재의 형상 및 중량에 의한 분류

구분 내 용
대형재 철골, 기계, 전기 장비 등 그 중량과 부피가 대형으로서 양중과 동시에 세팅되어야 하므로 양중시간이 많이 필요함.
장척재 주로 양중 시에 고려되어야 하는 재료로 철근, 파이프류, 목재류, 경량형강 등이며 포장되지 않은 것이 보통이므로 양중시간에 맞추어 적당량을 묶어 두었다가 즉시 양중할 수 있는 시간이 필요함.
길이 4m 이상
길이 1.8~4m, 중량 1.5 ton 이상
길이 1.8~4m, 중량 1.5ton 이하
권물재 비닐제품, 카펫 등 롤 형태로 된 자재로서 상, 하차시 Flat Rear-Car 등을 이용
길이 1.8~4m
길이 1.8m 이하
평판재 길이와 폭을 고려해야 하는 자재로서 합판재, 철판재, 석고 등으로, 역시 Flat Rear-Car 등을 이용
길이 1.8~4m * 1.1m 이하
길이 1.8m 이하
이형재 문틀, B.T 비계 등 주로 인력으로 들 수 있는 중량으로서 자재 모양이 정형이 아닌 자재
길이 1.8~4 * 1.1m 이하
길이 1.8m 이하
정형재 가장 긴 쪽의 길이가 4m 이하의 크기에 중량 2ton 미만의 일반자재
길이 1.8~4m, 중량 1.5ton 이상 - 길이 1.8m 이하, 중량 1.5ton 이상
길이 1.8~4m, 중량 1.5ton 이하 - 길이 1.8m 이하, 중량 1.5ton 이하
분산재 콘크리트, 모래 등 포장 단위가 없고 용기에도 넣지 못하는 자재
부자재 공구, 산소, 간이 소변기 등 Sub - material로서 해당작업에 직접 관련없이 양중되어야 하는 자재

공종에 따른 양중재의 분류

공 종 자 재 명 대형재
(대형재,장척재,
정형재)
중형재
(권물재,평판재
이형재,정형재)
소형재
(권물재,평판재,
이형재,정형재,분산재)
Length > 4m 1.8m < Length ≤ 4m Length ≤ 1.8m
Wide > 1.8ton Wide ≤ 1.8 m Wide ≤ 1.8 m
Weight > 2ton Weight ≤ 2ton Weight ≤ 2ton
구조체
공 사
철골
Deck Plate
Unit Floor
철근
Wire Mesh
거푸집(갱폼 포함)
Precast Concrete
외벽
공사
외벽 Unit Panel
Al. Curtain Wall
Sash / Glass
마감
공사
UBR 방수판
UBR 재
ALC 재
경량벽체
석고보드
목재
Access Floor
벽지
기계
전기
설비
공사
Riser Unit
열교환기
Elev. Motor
DUCT 및 Pipe류
각종 Fixture
욕조,변기
등기구
대형재 중형재
대형재1.jpg 대형재2.jpg 중형재1.jpg 중형재2.jpg

선정기준

타워크레인의 경우, 양중부하에 적합한 최적 크레인을 선정하고 안전성을 확보하는 것은 생산성뿐만 아니라 프로젝트의 원가, 공기 등의 측면에서 매우 중요하다 양중계획과 크레인 선정은 매우 복합적이고 동적인 상관관계를 갖는다. 건설관리 측면에서 공기, 비용뿐만 아니라 작업반경, 작업능률, 인근 건물 및 타 작업과의 간섭, 대수 및 위치 선정, 현장설치, 클라이밍(climbing), 유지관리, 해체 등의 영향요인을 종합적으로 고려하여야 한다.

Tower crane 선정 Process

  1. 기초양중계획
  2. 타원크레인 선정
  3. 타당성 분석
    • 타당성 미흡시 요구조건 변경, 기종 및 성능 변경 후 양중계획 재수립
  4. 타워크레인 설치/운영

Tower crane 선정에 영향을 미치는 요인

타워크레인 선정시 체크리스트 :

단 계 검토사항 체크리스트
타워크레인
선정단계
사양 및
기종결정
크레인 최대인양하중
크레인 반경
크레인의 작업 범위 (단위 건물 당 크레인 수)
크레인 크기
크레인 운전방식
기타 기계장치 내구성
크레인 기종
크레인 수직이동방법 및 자립고
크레인 비용
크레인 안정성
크레인 유지보수성
크레인 해체 가능 여부

안전성 검토

선정된 타워크레인은 최종적으로 기초판의 설계, 휭지지 보강(설치높이가 자립고 이상일 경우 bracing) 부재선정의 안정성 검토를 거쳐 최종 타워크레인 선정여부를 결정하게 된다

상황별 타워크레인 선정의 예

SITE 내 Tower Crane 설치 예시도
  • JIB의 형태를 감안하여
    • ⓒ와 같은 경우 Boom이 대지 경계선을 넘어가므로 Luffing Type을 사용 한다.
    • ⓐ,ⓑ와 같은 경우 회전이 자유로우므로 T-Tower Type을 사용 한다.
  • 설치방법을 감안하여
    • ⓐ와 같은 초고층인 경우(자주식 높이를 초과)에는 Climbing Type을 사용 한다.
    • ⓑ,ⓒ와 같은 경우 Stationary Type을 사용 한다.

양중부하 산정

양중부하는 타워크레인 대수 산정을 위한 주요 영향 요소이다. 양중부하를 산정하기 위하여 우선 기준층 골조공사 사이클을 분석하고 층당 타워크레인으로 양중해야 하는 자재의 물량을 파악하여야 한다. 기준층 골조공사 사이클을 분석해보면 양중 부하가 균등하게 분포되어 있지 않고 특정 일자의 특정 시간대에 집중되는 것을 알 수 있다. 때문에 2개 이상의 동에서 타워크레인을 공유할 경우 각 동별 작업 스케줄을 조율하여 양중부하가 경감되도록 하는 것이 중요하다.

구조 형태별 골조공사 cycle

철근콘크리트조의 공정사이클

철근콘크리트조의 경우 각 단위공종별 크레인의 작업 지원이 많은 경우다. 특히 갱폼 인양의 경우 전일 타워크레인의 지원이 필요하며 또한, 타워크레인에 전적으로 의존할 수 밖에 없으므로, 타 공정 및 타 작업과의 간섭이 많이 발생하게 된다. 따라서, 여러 개의 건물을 하나의 타워크레인을 공유하는 경우, 적정한 공정 cycle을 유지하기 위한 면밀한 공정 협의가 필요하다.

단위 span 당(층당) 일 양중 소요수량 산출

단위 span당 일 양중 소요수량은 위에서 살펴본 골조공사 기준층 사이클을 참조하도록 한다. 이는 건물 형태나 규모, 구조 형식에 따라 다르므로 각 현장에서 양중해야 할 양중재의 수량을 파악해야 한다.

최대 양중무게 검토

최대 양중무게는 타워크레인의 기종과 마스터에서의 거리에 따라 달라지므로 타워크레인의 기종과 설치위치를 결정하기 전에 해당 크레인이 부담해야 하는 최대 양중무게를 필히 검토하여야 한다. 일반적으로 건축 공사에서 가장 무거운 양중자재가 될 수 있는 것들을 살펴보면 다음과 같다.

  • Gang-form
    타워크레인 배치계획시 타워 크레인에서 거리가 가장 먼 측벽 갱폼에 대한 검토가 면밀히 이루어져야 한다. 갱폼 자체의 중량뿐만 아니라 하부 작업용 케이지, 발판, 동절기 보양시 필요한 보양막이나 홍보용 천막, 분진 발생과 낙하물을 줄이기 위한 수직보호망의 무게에 안전율 까지 고려되어야 한다. 철판의 두께나 보강대의 간격 등 갱폼의 제작사양에 따라 중량에 차이가 있을 수 있으나 대략적인 갱폼의 중량은 m2 당 100KG정도이다. 국내 갱폼 생산업체(㈜엘에스폼웍)의 자료를 참조하여 높이 3M, 길이 12M인 측벽 갱폼의 중량표를 <별첨 1>에 첨부하였다.
  • PC
    주차장 PC공사의 경우 대부분의 양중재들을 이동식 크레인으로 양중 및 설치하는 것을 기본으로 하나 작업동선 등 불가피한 이유에 의해 부분적으로 타워크레인을 사용하여야 하는 경우가 있으므로 양중부하 검토시에 PC부재들에 대한 중량 검토도 이루어져야 한다. PC부재의 경우 그 크기가 현장별로 다르고 같은 현장에서도 부위별로 치수가 다르다. PRC공법(Half PC)으로 시공되는 아파트 지하주차장에 사용되는 대표적인 몇 가지 부재의 중량을 계산해보면 다음과 같다. 부재별 joint detail에 따라 모양이 조금씩 달라질 수 있지만 개략적인 중량 검토를 위해 기둥, 보, 슬래브 모두 직육면체로 가정하였고, 철근콘크리트의 단위중량은 2.5ton/m3로 보았다.

설치

운영

해체

주요자재별 단위중량 리스트

공종/건축공사/가설공사/타워크레인.txt · 마지막으로 수정됨: 2016/03/28 22:00 저자 bluetree