Khám phá cần cẩu tháp: Người khổng lồ trên cao của công trường xây dựng

[Bui Nhat Minh]

Khi những thành phố ngày càng mọc lên những tòa nhà chọc trời, có một thứ âm thầm vươn cao hơn tất cả đó là tháp cẩu, hay cần trục tháp. Dù xuất hiện ở khắp các công trường, ít ai thực sự để ý hoặc hiểu rõ cách thức hoạt động của chúng.

Thật thú vị là, những chiếc tháp cẩu khổng lồ này không chỉ nâng hàng chục tấn vật liệu lên tầng cao mà còn... tự dựng chính mình! Hãy cùng khám phá những điều thú vị phía sau cỗ máy xây dựng vĩ đại này.

Cần cẩu là gì? Tháp cẩu khác gì các loại cần cẩu khác?​

Cần cẩu di động thường được lắp trên xe tải, có thể dễ dàng di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Dù tiện lợi, nhưng khả năng chịu tải của chúng thường không lớn.

Tháp cẩu (hay cần trục tháp) là loại cần cẩu cố định, chuyên dùng cho các công trình xây dựng cao tầng. Chúng có khả năng nâng vật nặng lên tới hàng chục tấn và vươn lên độ cao không giới hạn nhờ khả năng... tự nâng mình lên khi công trình tiến triển.

Các bộ phận chính của tháp cẩu
Một chiếc tháp cẩu điển hình có cấu tạo khá đơn giản nhưng cực kỳ hiệu quả:

Đế bê tông: Là phần nền vững chắc, được đúc trước khi lắp cẩu, giúp giữ cho toàn bộ kết cấu không bị lật.

Cột buồm (mast): Gồm các đoạn giàn thép ghép lại, tạo nên chiều cao cho tháp cẩu.

Bộ phận quay (slewing unit): Cho phép cẩu xoay 360 độ.

Cánh tay chính (jib): Phần vươn ngang ra ngoài, nơi móc treo di chuyển để nâng hạ vật liệu.

Cánh tay đối trọng (counter-jib): Chứa các khối bê tông nặng giúp cân bằng cánh tay chính.

Móc và xe đẩy: Dùng để móc và di chuyển tải dọc theo chiều dài cánh tay.

Cabin điều khiển: Nơi người vận hành ngồi và điều khiển toàn bộ hoạt động của cần cẩu.

Nguyên lý hoạt động và khả năng tự dựng của tháp cẩu​

Điều đáng kinh ngạc nhất ở tháp cẩu chính là khả năng tự dựng lên cao mà không cần sự hỗ trợ từ máy khác. Vậy nó hoạt động như thế nào?

Cân bằng bằng mô men lực​

Tháp cẩu hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng mô men tức là cân bằng giữa lực nâng của hàng hóa và lực giữ từ đối trọng. Càng nâng vật nặng xa tâm tháp, lực lật càng lớn. Vì thế, các vật nặng thường được nâng càng gần trụ cẩu càng tốt để đảm bảo an toàn.


Cần cẩu cũng được trang bị các cảm biến đo tải trọng và mô men, giúp cảnh báo khi nguy cơ quá tải xảy ra.

Tự leo lên như thế nào?​

Khi công trình xây ngày càng cao, tháp cẩu cũng phải “leo” theo. Điều này được thực hiện nhờ một khung leo thủy lực lắp quanh phần trên của cột buồm. Bộ phận quay cùng cánh tay cẩu được nâng lên vài mét bằng xi lanh thủy lực. Khoảng trống tạo ra được lắp thêm một đoạn cột buồm mới – chính do chiếc cần cẩu này nâng lên! Sau đó, bộ phận trên được hạ xuống và cố định vào đoạn mới, lặp lại quá trình nếu cần.


Khi công trình kết thúc, tháp cẩu sẽ tháo rời theo trình tự ngược lại hoặc dùng một loại cần cẩu đặc biệt gọi là cẩu Derrick để tháo từng phần từ trên mái nhà.

Kết luận: Những cỗ máy khổng lồ nhưng thầm lặng​

Dù không được chú ý nhiều, tháp cẩu chính là "người hùng thầm lặng" trong quá trình xây dựng những kỳ quan kiến trúc hiện đại. Chúng kết hợp giữa sức mạnh cơ học, độ chính xác kỹ thuật và đôi khi cả sự tinh tế trong thiết kế.


Lần tới khi bạn nhìn thấy một chiếc tháp cẩu sừng sững giữa trời, hãy nhớ: đó không chỉ là một cỗ máy, mà là biểu tượng cho sự tiến bộ, sáng tạo và tham vọng của con người muốn vươn lên cao hơn mỗi ngày.

How Do Tower Cranes Work?

A tower crane is a fixed crane that is capable of hauling heavy loads to precarious heights. The working of crane is surprisingly simple. It is designed in such a manner that all overturning forces are counteracted by the concrete pad and the counterweights hanging off the machinery arm.

www.scienceabc.com