타워크레인 일반
1. 타워크레인 역사와 시장 동향
타워크레인은 4가지 동작을 할 수 있다.
1)호이스트 동작 : 인양물을 들어 올리거나 내리는 권상, 권하동작
2)트롤리 동작 : 짚을 따라 트로리 이동으로 후크에 메달린 하중을 전, 후로 움직이는 횡행 동작
3)트레블링 동작 ; 타워크레인 자체를 전, 후 움직이는 레일트렉 동작
4)선회 동작 : 크레인 상부 전체를 회전하여 인양물을 목적한 위치까지 이동시키는 동작
타워크레인은 독일의 경우 1950년도부터 제작하기 시작했으며, 이웃의 중국의 경우에는 장사건설기계연구원에서 1956년 설립된 건설국 산하기관으로 타워크레인을 포함한 종합건설기계를 연구하여 1991년까지 주로 국영타워크레인 제조업체 설계를 제공하였으며, 연구기관으로 자체 생산은 하지 않았으며, 1992년 이후 장사 중련을 설립, 직접생산개시 후 현재는 설계도면을 타사에 제공하지 않고 독자적으로 생산하고 있다. 건설기계 연구원을 모태로 1992년 설립하여 2000년에는 중국주식시장에 상장하였으며 장사건설기계연구원(국영기업)이 50%, 중국표준산업유한회사가 16%의 주식을 보유하여 실질적으로 준 정부산하기관이며, 중국 10대 상장기업이고 기계분야에서는 1위 기업으로 총주식은 39억 인민폐로 (4,800억원), 자산규모는 100억 인민폐임 (1조2000억원), 종업원은 6,000명 정도이며, 최신 연구기술과 조립 생산능력을 결합한 회사로 정부 산하기관인 국립도시 건설품질검사 및 시험센터, 레미콘장비기술연구센터, 국립 건설장비연합회도 소재하고 있다.
한국의 경우 분류하면 아래와 같다.
1)(주)한양에서 독일의 립헬사에서 타워크레인을 윈치류와 공급받으면서 도면도 같이 제공받아 타워크레인을 인천과 창원에서 생산하기 시작했다. 이후 1996년부터 자체적으로 윈치류를 개발하기 시작해서 1997년 IMF를 맞아 부도가 났다가 2003년 한국타워크레인(주)가 기업을 인수하면서 타워크레인을 다시 생산되기 시작했다.
2)대우종합기계는 (주)한양공영과 비슷한 시기에 시작했다가 2003년 두산 인프라코어에 인수되었다. 타워크레인의 경우에는 두산인프라코어에서 상호로 한우티엔씨에서 생산, 판매하고 있다. 윈치류는 크롤사에서 공급받아 생산하고 있다.
3)금강정공은 1997년 IMF때 부도 되었다가 2003년부터 금강 꼬멜딜이라는 상호로 다시 생산하기 시작하였으며, 현재 L형 크레인 시장을 석권하고 있으며, 윈치류 또는 일부 구성품은 이탈리아 트렉스(꼬메딜)에서 수입해서 제조 판매하고 있다.
4)전진기업은 한우티엔씨에서 생산한 장비를 OMA 방식을 제작하였다가 자체적으로 윈치류를 수입하여 독자모델을 생산하기 시작했다.
타워크레인 외 중장비 수입 판매회사별 분류하면 아래와 같다.
1. KS TECHNOLOGY는 중국의 최대 중장비 제조업체인 ZOOMLION의 제품을 수입 판매하는 회사로 우수한 품질과 저렴한 가격으로 가장 경쟁력 있는 업체로 타워크레인, 크롤라크레인, 하이드로크레인, 콘크리트 펌프카, 아스팔트포장기, 청소차, 밴드쇼, 콘크리트 플레이싱 붐, 공작기계제조 등 7개 사업부분으로 구성되어 있는 회사이다.
2. 킨텍스 코리아는 LIEBHERR 한국 대리점으로 하이드로, 크롤라, 타워크레인이 주요 수입품목이다. 현재는 타워크레인 보다 하이드로크레인, 크롤라 크레인이 주요 수입품목이다.
3. 코리아 인터내쇼날은 포테인(타워크레인), 특수타이어, 기타 건설기계를 수입 판매하는 회사이다. 타워크레인 보다 특수 타이어가 주요 수입품목이다.
국내의 경우에는 건설 장비를 주로 삼성이나 현대에서 일본과 기술 제휴로 생산하였다가 자체적으로 경쟁력을 갖지 못하자 IMF 이후 생산을 중단하였고 현재 중장비 기술 분야에서는 굴삭기, 지게차, 페어로더, 어테치먼트 등은 두산인프라코어 및 일부 중.소 제조사에서 생산하여 경쟁력이 있으나 중장비에서 가장 큰 시장이라고 볼 수 있는 기중기(크레인), 특장차, 포장장치, 토목장비가 거의 생산하지 않고 있다.
이틈에 중국에서 1989년부터 중장비를 점차적으로 연구하면서 품질 개선이 되면서 1991년부터 중국 정부에서 본격적으로 기술 개발하여 2001년부터 유럽과 일본의 중장비 제조업체와 기술 제휴 또는 일부 부품을 완성품에 부착하면서 품질이 개선되었으며, 해외에서 시장에서 품질과 기술력을 인정받고 있다. 향후 2년~3년 후면 유럽제품과 별 차이가 없을 것으로 보며, 한국시장에서 중국 제품을 보기는 어렵지 않을 것으로 보인다.
2. 타워크레인의 종류
[설치형식에 따른 분류]
1. 이동식 : 크레인이 이동이 가능한 타입
1)츄렐라식 : 자체 동력 장치가 없이 트럭에 의해서 견인되어 이동하는 크레인
(1)츄렐라 타입
(2)트럭 견인식 타입
2)트럭식 : 트럭에 탑제되어 이동할수 있는 크레인
(1)고정식 짚 : 짚이 고정되어 운전자 임의로 조정할수 없는 크레인
(2)텔레스 코핑식 짚 : 텔레스코핑장치를 부착하여 짚 길이를 조정할 수 있는 크레인
3)주행식 :크레인 하부에 구동부위가 있어 레일을 타고 이동할수 있는 크레인
2. 고정식 : 크레인 이동이 불가능 한 타입
(1)기초앵커 타입
(2)포털타입
3. 상승식 : 건물 내부에 크레인 설치되어 건물상승과 더불어 같이 상승되는 타입
[디자인과 외형에 따른 분류]
1. T형 타입 : 주종을 이루는 형식으로 작업반경내에 장애물이 없을 때 사용한다.
1)탑 헤머 타입 : 시중에서 흔히 볼수 있는 타워헤드가 있는 타워크레인
2)탑레스 타입 : 타워헤드 또는 타이로드(타이바)가 없는 타워크레인
2. L형 타입 : 고공권 침해 또는 타 건물에 간섭이 있는 경우 선택되는 장비로 모빌 크레인처럼 지브를 상하로 움직여 작업할 수 있다.
1)주권형 타입
2)주권/보권형 타입
[동력장치의 의한 분류]
1. 전동기 탑제형 타입 : 전기를 공급 받을수 있는 일반적인 타워크레인의 형태
2. 엔진 탑제형 타입 : 일부 특수한 경우로 전기를 공급할수 없는 지역에서 사용한다.
2.설치 전 장비 선정
1)기종의 선정
타워크레인의 제원표를 참고하여 현장여건에 맞는 기종을 선택한다.
[기종 선정시에 참고 내용]
1)최대자립고
2)타워섹션의 사양
3)호이스트 드럼의 용량과 작업속도
4)월브레싱 작업시 브레싱간의 거리와 설치 공법
5)풍속에 따라서 작업에 미치는 영향(작업진행에 영향을 미침)
6)돌발 전원 차단시 슬로잉 브레이크 해제 상태와 잠김 상태(전도사고가 발생할수 있음)
7)중량 작업 (호퍼 작업, PC 작업)에 대한 크레인 속도와 크레인에 미치는 영향
8)크레인의 전기 제어방식(인버터 제어 방식, 시퀸스 제어방식)
9)최대 인양능력
10)타워크레인 자중
11)운전자의 편의 사양 및 안전성
12)크레인 근접 작업시 충돌관계
13)도색상태와 크레인의 유지 보수 관계
14)크레인 임대사의 운영체계와 A/S 관계
15)크레인 제도 연식과 임대 조건
16)크레인 교육 및 점검 조건
2)설치 방법의 검토
크레인 설치하는 데 있어 제일 중요한 사항은 크레인의 지지 보강에 대한 자료가 먼저 검토 되어야 한다. 특히 바람에 영향을 많이 받는 해안에 있는 타워크레인이나 고층 건물에 설치 되는 타워크레인은 지지 보강에 대한 내용이 우선 검토되어야 한다.
바람이 많이 부는 해안 지방에서는 타워크레인의 높이에 대한 고도를 제한 할 수 있으며, 특히 태풍과 같이 바람이 세게 자주 부는 지역에서는 크레인의 설치 방법뿐만 아니라 크레인 선정도 매우 신중하게 해야 한다.
한국의 특성상 고정형 중 기초 앵커형이 많은 반면 유럽이나 중동에서는 고정형 중 포털 타입의 고정이 많다.
고정형 타입, 상승형타입, 이동형타입 중 설치방법을 검토하여 채택한다.
3)앵커 위치의 선정
고정형의 경우는 앵커 위치가 대단히 중요하다. 이는 타워크레인의 작업반경과 인양능력에도 관계가 있지만, 작업완료 후 원만한 해체를 위하여 주변의 장애물 및 해체장비의 작업위치, 운반 장비의 투입과 관련이 있기 때문이다.
기초앵커는 외국(유럽, 중동)에서는 재사용하는 경우도 있으며, 한국의 건설현장에서는 대부분 절단해서 폐기하고 이후 콘크리트로 매몰하는 경우가 많다.
4)인입 전원
제원표를 참고하여 기동 전력을 감안. 충분한 수전을 받아야 하며 메인 케이블은 필히 타워크레인용 단독으로 가설하여야 하며 케이블이 길 경우 전압 강하를 감안한 케이블선도 중요하다. 공사도중 용접기. 콤프레샤, 전등등이 타워크레인 전원에서 연결하여 사용되지 않도록 처음부터 계획을 잡아야 한다. 전압은 440V 로 공급 받는 것이 좋으며 220V. 380V인 경우에는 기종에 따라서 달라지나 국내 특성상 트렌스포마를 설치하는 경우가 있다.
5)기초앙카 및 콘크리트 블럭 제작
고정형의 경우 메뉴엘을 참고하여, 작업스케줄을 작성한 후 안전하게 설치되어야한다. 특히 지압(GROUND PRESSURE)이 2kg/㎠ 이상 나오지 않을 경우 콘크리트 파일를 규정에 의거 항타 후 제하 시험을 하고 그 위에 콘크리트 블록을 설치하여 공정한다.
철근 및 FIXING ANCHOR 하단부는 받침 철근 앵커는 사전에 준비해두고 철근과 결속선도 튼튼히 해야 하며 콘크리트 양생시간은 10일 이상 습윤 양생으로 한다.
6)레미콘의 선정
FIXING ANCHOR용 콘크리트 블록의 콘크리트는 강도235kg/㎠ 이상이나 크레인 제조사에 따라서 약간씩 차이가 난다.
7)기타
타워크레인 설치 풍속은 10m/sec 이상인 경우 운행 및 설치작업을 중단하며, 20m/sec 이상의 풍속에는 작업 가동 중지의 풍속이다.
4.타워크레인 설치시 준비사항
1)설치 전(前) 현장 준비사항
1)사전에 장비 유무확인 및 건물구조에 따른 설치장소에 관한 협의를 한다.
2)설치장소는 설치작업을 안전하게 할 수 있는 장소로서 각 부품에 대한 점검을 수시로 할 수 있는 장소이어야 한다.
3)기초 콘크리트는 WALL BRACING 설치 및 작업자에 용이하도록 적당한 위치를 선정 해야 한다.
4)설치 장소의 전원은 220V~380V로 크레인 또는 지게차 통행이 가능해야 한다.
5)현장 여건과 크레인 기종에 따라 전력사용량이 다르므로 사전에 충분히 검토한다.
2)설치작업 준비사항(사용자 사항)
가)설치작업자 준비 사항
-50톤 크레인 접근로 및 장비 하차장.
나)기초 CONCRETE 설치
-기초 도면상에 나오는 압축력과 인장력을 감안 하중에 충분히 견딜 수 있는 크기의
기초 CONCRETE가 되어야 한다.
-매립지반의 경우 지반 침하 발생할 수 있으므로 사전에 지내력을 충분히 검토한다.
-제조사에 제사하는 강도를 가진 콘크리트를 타설하고, 관련 자료를 유지 보관한다.
3)전원 설비
가)크레인의 전기 시스템은 3상 380V 50Hz전용으로 설계 제작되어 수전 설비 전압이 3상 3상 440V 60Hz 일 때 별도의 T/R을 별도로 설치한다. 이런 경우에는 크레인의 Power 또는 Speed 가 10%정도 상승한다.
나)수전 설비
제조사에 따라서 기종에 대한 전체 소요 전기가 달라지기 때문에 반드시 설치 전에 전기 소요량을 계산하고 충분하게 여유 있게 수전 받아야한다.
다)전기 및 차단기
크레인의 설치 장소 5~10m 이내에 1차 누전 차단기는 크레인의 전체 용량에 따라서 각 기 다르게 설치되어야 한다.
․MAIN 수전 설비로부터 50m 이네 설치시 3선 50SQ 이상
․50m~100m 이내 설치시는 80SQ이상
․100m 이상시 100SQ이상
위는 일반적인 사항이므로 반드시 제조사의 규정에 의거하여 설치해야 한다.
라)접지
접지는 크레인 본체 접지와 T/R과 1차 누전차단기와 더불어 접지 설비를 설치하고 접지 설비에 대한 내용은 별도의 접지에 대한 자료를 참고하기 바란다.
4)설치장소 준비사항
가)배선
․동력전원은 3상 교류 380V~440V를 사용하며, 기종에 따라서 전기 사양이 다르므로
반드시 설치 전에 크레인 사용 설명서을 참고하여 설치해야한다.
만약 T/R을 설치하는 장비의 경우에는 전기 회로도를 참고하여 설치하되 전압강하로 인한 전기 드롭현상이 발생하지 않도록 충분히 감안하여 배선한다.
․전원 제어반. 전동기. 조작버튼. 리미트 스위치 등 결선에 헐거움이나 어긋남이 없는지 또는 전원 휴즈는 적당한가를 점검한다.
․우선 전원을 넣고 버튼을 누르고 권상, 기복, 선회가 표시대로 작동을 하는지 확인한다. 만약 역의 경우엔 전원 연결 터미널의 R. T의 2본위 배선을 갈아 넣는다.
․어스는 안전상 반드시 한다.
나)시운전
전원 버튼을 누르고 각 부위의 이상 유무를 확인한다.
누른 버튼 표시와 작동이 일치하지 않을 때 각 안전장치가 역으로 방향으로 작용하고 있 으므로 주의하고 안전 리미트는 정상적으로 작동하는지 확인한다.