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건설기계기술사

타워크레인의 설치 및 해체 순서와 안전대책

by allonemylife 2024. 10. 24.
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1. 개요

타원크레인은 초고층 양중 건설기계로서 최첨단 기능을 구비한 것으로 작업의 편리성이 높다.

기종에 따라 협소공간작업 및 적층공법에 용이하며 지상권 침해 민원 방생 해소가 가능하다.

적용 : 초고층 및 고측 건축공사, CP제작공장, 조선소 및 플랜트 공사 등

 

 

 

2. 종류

1) 타워크레인의 설치형식에 따른 구분

  • 고정식(Stationary Type) : 지반에 고정 앵커를 콘트리트로 타설하여 고정하는 기본적 형식이다.
  • 상승식(Climbing Type) : 건축공사장이 넓어 건물외곽에서 타워크레인 1대로 곤란한 경우나, 주로 철골 구조물 건축공사중 건물 외곽에 타워크레인 설치장소가 없을때 건물 자체 구조물에 설치, 지지하는 Wall Tie 방식이다.
  • 주행식(Travelling Type) : 레일 상에서 타워크레인이 이동하는 형식이다.

2) 지브 형상에 따른 구분

(1) T형 타워크레인 : 타워크레인의 주종으로 가장 많이 사용하는 형식이다.

  • 지브의 항하 작동이 고정된 지브 고정형이다.
  • 작업반경 내 장애물이 없는 경우 사용이 적합하다.

 

(2) 러핑 지브형 타워크레인 : 지브를 상하로 움직여 작업물의 인양이 가능하다.

  • 고공권 침해 및 타건물에 간섭이 있는 경우 적합하다.

 

 

 

 

 

3. 타워크레인 기종 선정 및 유의 사항

1) 기종 및 용량 선정 방법

  • 취급 재료형상 및 단위 중량을 고려하여 기종 및 용량결정
  • 취급 하중에 적합한 이송 속도 결정
  • 필요작업 반경과 높이에 상응하는 기종 결정
  • 작업 장소 주변여건에 의한 고정식과 이동식 결정
  • 공사규모, 공기 등에 의한 기종, 용량, 대수 결정

2) 선정시 유의사항

(1) 용량 : 거리별 사용최대 중량 검토

(2) 지브 길이 검토

  • 주변건물과의 간섭
  • 도로측 침범길이 최소화
  • 도로에서의 자재반입 용이성

(3) 설치위치

  • 지하구조물의 보 등과 간섭 및 작업성 검토
  • 지상건물 마감선 이격 거리 검토

(4) 기타 사항

  • 설치, 해체 용이성
  • 안전성 및 작업효율성
  • 기본 mast 외 추가 mast의 사용여부
  • 타워크레인 해체 시 옥상층 Guy Derrick 해체장비 설치 검토
  • 사후관리처리
  • 국내 보유현황

 

 

 

 

 

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4. 타워크레인의 설치 및 해체

1) 타워크레인의 설치순서

설치 작업순서 결정 - 고소작업시 주의사항 숙지
- 이동식 유압크레인 작업 안전 숙지
- 고장력 볼트 체결방법 숙지
- 기초 하중표 참고
- 필요시 기초 보강 실시
- 베이직 마스트와 기초 앵커를 정확히 일렬로 맞춘 후 고정실시
-Telescoping 사이드 쪽에 설치
- 운전실 설치 후 메인 전원을 메인 전기 패널안의 터미널 박스에 접속
- Telescoping 장치의 유압 시스템에 전원 공급
- 과부하 방지장치가 제대로 동작되는지 확인 필요
- 필요시 항공등, 풍속계 등을 조립하여 설치
- 슬링 위치 확인 후 유압크레인으로 권상장치를 설치한다.
- Tie 바의 연결 상태를 반드시 확인
- Trolly 장치 및 타이바 등을 조립, 설치
- 슬링위치 확인(무게 중심 고려)
- 카운터 웨이트 중량 확인
- 카운터 웨이트의 웨이트 블록을 뒤쪽에서 앞쪽(타워쪽)을 향해서 배치
- 로프 설치 후에는 로프 이탈 방지장치 설치
- 타워크레인 재해 중 약 50%가 Telescoping 장치의 사고임.
설치 작업 중 위험요인 파악 및 작업자 교육
기초 앵커 설치
베이직 마스트 설치
Telescoping 케이지 설치
운전실 설치
캣 헤드 설치
카운터 지브 설치
권상장치 설치
메인 지브 설치
카운터 웨이트 설치
Trolly 주행용 와이어로프 설치
권상용 와이어로프 설치
Telescoping 작업

 

2) 설치 세부 방법

(1) 체결용 볼트 및 핀 작업위치, 개수 및 작업 방법 확인

가. 고장력 볼트 또는 핀 체결부 확인

  • 슬루잉 플랫폼(선회대)
  • 볼 슬루잉 링(선회링)
  • 볼 슬루잉 서포트
  • 타워섹션(베이스 타워 섹션)
  • 타워섹션(기초앵커)

나. 타워크레인 연결부 확정

  • 상부 회전체 붑분은 PIN으로 체결

다. 고장력 볼트의 구성 및 체결방법

  • 구성 : 볼트, 너트, 평와셔 2개, 디스턴스 링(필요시), 보호캡
  • 볼트를 아래에서 위로, 볼트 규격별 조임 토크에 준하여 체결함.
  • 볼트 체결면에 오물 및 페인트 등 기타 이물질은 제거한다.

 

라. 볼트 조임 방법

  • 토크렌치 사용
  • 와셔는 둥근 모서리를 가진면이 볼트 머리, 너트 면과 접촉하도록 할것(권상시 순간응력 발생에 의한 볼트의 파손방지)
  • 해체 작업을 고려하여 나사산과 너트 접촉면에는 몰리브덴 또는 아황화물 함유 그리스를 도포
  • 정기적인 체결상태 점검을 실시

(2) 기초 및 Telescoping 케이지 설치

가. 기초 앵커 설치

  • 기초 응력(지내력) 분석과 보강재의 배근도에 따라 기초 작업을 준비한다.
  • 보통 지내력은 2kg/cm2 이상이며, 불충족시 콘크리트 파일 등을 항타하여 재하시험 후 콘크리트 블록을 설치한다.
  • 고정앵커용 콘크리트 블록의 강도는 일반적으로 2,400kg/cm2이상 기준에 의해 레미콘 선정, 타설
  • 타워 섹션의 Telescoping 부분은 건물벽에서 90도 일정(해체시 지브가 건물벽에 평행이 되도록)

나. Telescoping 케이지 조립

  • Telescoping 유압장치, Telescoping슈가 있는 램, 서포트 슈와 플랫폼을 Telescoping 케이지에 설치한다.
  • Telescoping 케이지 쪽으로 흔들리지 않도록 Telescoping 슈와 서포트를 고정하여, 구동레일을 부착한다.
  • Telescoping 케이지의 롤러 구동 상태 확인, 장애물의 유무 확인 및 제거한다.

다. Telescoping 케이지 설치

  • 지상에서 조립을 끝낸 후 크레인을 사용하여, 일시에 들어올려 베이직 마스트의 위에서 아래로 설치한다.
  • Telescoping 유압장치는 마스트의 Telescoping 사이드로 설치된다.

 

라. Telescoping

  • 마스트를 Telescoping 케이지 근처로 운반한다.
  • 타워크레인의 지브의 길이에 따라 제작사 권장하중을 들어올려 설치한 후, Trolly를 지브의 안쪽, 바깥쪽으로 이동하면서 상부의 무게 균형을 잡는다.
  • Telescoping 작업 풍속은 10m/s 이내
  • Telescoping 케이지가 선회링 서포트와 정상적으로 조립되어 있지 않은 상태에서는 선회 불가
  • 유압실린더가 Telescoping 케이지 공간을 확보하면, 타워크레인 상부 전체가 올라가고, 새로운 마스트 공간이 생긴다.

 

3) 타워크레인의 해체 후 재설치 및 이전 점검

  • 타이 바 등 구조물 등의 용접부 및 연결핀 검사(PT, UT, RT, 육안검사)
  • 와이어로프 및 각 구동부위
  • 설치 전 구조 및 용접 결함 등에 대한 비파괴 검사

 

 

 

 

5. 타워크레인 안전사고의 원인 및 대책
(1) 전도 지브의 설치 해체시 무게중심의 이동으로 인한 균형 상실 제작사의 작업절차를 준수한다.
가능한 한 이동식 크레인을 2대 배치하여 작업한다.
안전장치의 고장에 의한 과하중 작업전 안전장치의 작동유무를 확인한다.
권상 능력 이상의 하중을 매달지 않는다.
가이 로프 강도 부족, 파손 불량 최대 사용 하중에 충분히 견딜 수 있도록 설계 및 시공한다.
Telescoping 시 상부 무게 불균형 점검을 확실히 한다.
수평력에 대하여 충분한 강도를 갖도록 설계한다.(안전율4이상)
(2) 지브의
절손
인접 시설물 및 근접 다른 크레인과의
접촉
지브의 수직 높이를 조정한다.
기복 와이어로프의 절단 불량품은 반드시 작업 전에 교체한다.
와이어로프는 충분한 강도를 갖도록 설계한다.(안전율5이상)
수평 인양 작업
안전장치의 고정에 의한 과하중 점검 후 조정 또는 교환을 한다.
권상 능력이상의 하중을 매달지 않는다.
(3) 크레인
본체의
낙하
텔레스코핑 작업 중 작업순서 무시 제작사의 작업절차를 준수한다.
선회부의 용접 상태 및
연결 볼트의 체결상태 불량
크레인의 설치 전 지상에서 액체 침투탐상 시험(PT)를 실시하고, 설치후 또는 사용할 볼트의 이완상태를 점검한다.
지브 연결 고정핀의 체결 상태 불량 핀 체결의 이완유무를 확인한다.
(4) 화물의 낙하 권상용 와이어로프의 절단 로프 소선의 절단 직경의 감소, 킹크(kink), 찌그러짐 및 부식의 유무를 점검한다.
줄걸이 잘못으로 인한 화물 낙하 화물의 중심 위치를 파악하여 편심하중, 화물의 요동 및 미끄러짐 등이 발생하지 않도록 한다.
지브와 달기구와 충돌 권과 방지장치(과권상 및 과권하 시 자동으로 동력을 차단)를 항상 유효한 상태가 되도록 점검후 운전한다.
(5) 기타 자유선회가 되지 않는 경우 정기 점검하여 작동상태를 확인한다. 35m/s 이상의 풍속에서는 선회 장치의 브레이크를 풀어 지브가 자유선회되도록 한다. 
낙뢰 크레인의 꼭대기에 피로치(KSC 9609)를 설치한다.
항공기에 의한 접촉 항공법에 의거 항공장애 및 주간 장애 표지와 항공등을 설치한다.

 

 

 

 

 

6. 결론

타워크레인 선정시 지상권, 고소침해 민원발생을 사전에 고려하여 당해 현장에 가장 적합한 T형 또는 러핑형을 선정한다.

타워크레인 검토 방안

  • 타워크레인의 작업반경, 높이 검토
  • 최종 시뮬레이션 및 리허설을 실시한 후 문제점을 검토
  • 장비 및 부품이 노후화 되었을 때(국내기준 년식 제한:15년) 선정대상에서 제외

타워크레인의 사고 유형은 75%가 설치/해체하기 위한 텔레스코핑 작업에서 발생하며 대게가 작업미숙에 의한 사고이며,

25% 가량이 장비 결함에 따른 사고로 면밀한 사전검사 및 관리가 필요하다.

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