עגורן

עגורן מגדלי (Tower Crane) המשמש לבנייה.
בצד שמאל - זרוע ההרמה, בצד ימין - הזרוע הקצרה שמספקת משקל נגד, ומתחת - המגדל. החלק העליון נקרא "יחידת ההנפה" ומעליו - הסיפון.

עגורן נייד

עגורן נייד

עגורן הוא ציוד מכני הנדסי וסוג של מנוף המיועד להרמת גופים כבדים. מקור השם עגורן, בדומה לשמו בשפות אחרות, נגזר שמו מהעוף עגור שעמידתו על רגל אחת דומה למראה העגורן המגדלי. כך למשל באיטלקית (Gru) ובאנגלית (Crane). בישראל מכונים העגורנים בשם "מנופים" ומפעילם בשם "מנופאי", ועגורני הצריח שנפוצים באתרי בנייה מכונים "מנוף ענק".

עקרון המנוף כמכונה פשוטה המכפילה כוח, ידוע עוד מהעת העתיקה. ייחודו של העגורן הוא בזרועו הארוכה, המאפשרת לו לשנע משאות במהירות וביעילות בין נקודות שונות באתר הבנייה. בעוד שמנופים פרימיטיביים התבססו על שוויון מומנטים להגברת כוח (כוח קטן המופעל בנקודה הרחוקה מהסמך, משמע-בסיס הזרוע או נקודת הסיבוב, יוצר כוח גדול בנקודה הקרובה לסמך), מנופים מודרניים והעגורן בתוכם, מתבססים על מערכות של כבלים חזקים, כננות וגלגלות המותקנות על תורני פלדה חזקים ונמשכים באמצעות מנועים חשמליים רבי עוצמה.

בדרך כלל המונח "עגורן" מתייחס לעגורנים מגדליים הנפוצים באתרי בנייה של בניינים רבי-קומות ומגדלים. עגורנים אלה מורכבים באתרי בנייה ומטרתם להעלות ציוד בנייה, מנועים, גנרטורים וחומרי גלם אל הקומות הגבוהות. עגורנים אלה הם לרוב מבנים ענקיים אך מודולריים ובנויים כך שיהיה אפשר להרכיבם במקום ולפרקם בתום העבודה. עגורן בנוי, בדרך כלל, ממסבכי מתכת.

חלקי העגורן

המפרט להלן מתייחס לעגורן מגדלי:

• הבסיס - אלו הם היסודות עליהם מורכב העגורן. בעגורן נייח ישנם שני סוגי בסיסים :

בסיס שתול- בסיס שמורכב מהחלק התחתון של המגדל. החלק שנקרא חוליית שתילה מפולס על משטח בטון ולאחר מכן יוצקים בטון ו"קוברים" את החוליה כמעט עד סופה. לאחר ייבוש הבטון אפשר להרכיב על החוליה הזו את המשך המגדל.

בסיס נוסף הוא בסיס עם שאסי, המגדל עומד על קונסטרוקציית מתכת בתור בסיס ועליה מונחות משקולות בטון כבדות. ישנם מנופים שהבסיס שלהם יושב על מסילת ברזל והמנוף יכול לנוע מרחקים קצרים על גבי מסילה.

• המגדל או הצריח (Mast) - מחבר את הבסיס למנוף. המגדל מורכב ממקטעים מודולריים.
• יחידת ההנפה (Slewing unit או פשוט מנוף) הוא מנוף המורכב משתי זרועות המחוברות לציר מסתובב
  • "זר סיבוב" - ציר מסתובב האחראי על צידוד העגורן. לעיתים זר הסיבוב נמצא בבסיס המגדל ולא בבסיס יחידת ההנפה.
  • הזרוע הקצרה: בה נמצאים המנועים והמשקולות. מטרתה לתת תמיכת נגד (מומנט) לזרוע הארוכה.
  • הזרוע הארוכה: זרוע זו מרימה את המשאות. לאורך הזרוע נע הוו "Jib" שמרים את המשאות (אפשר להרימו ולהנמיכו באמצעות משיכת הכבל).
  • תא המפעיל.
• הסיפון: מעין תורן הניצב בדיוק מעל הציר ומחזיק את שתי הזרועות באמצעות צינורות מתכת (טירנים).

סוגי עגורנים

עגורן (חוליות) מגדלי

עגורן נמל

תנועותיו של עגורן נמל

משאית מנוף: משאית עם מנוף הפורק מטען מהמשאית

עגורן נייד

ישנם מספר סוגי עגורנים, הנבדלים זה מזה בצורתם ובגודלם. הבדל נוסף הוא סוג המנוף אותו הם מיישמים. עגורן טלסקופי ועגורן חוליות דומים זה לזה במראם החיצוני ושניהם משמשים באתרי בניה, אם כי לרוב עגורן חוליות הוא גדול וכבד יותר, ומותאם לעבודות ארוכות וגדולות יותר. בדרך כלל הם מנוף מהסוג הראשון. בנוסף אליהם קיימים עגורנים בנמלים ובתעשייה (הבנויים כמבני קבע ולא מודולריים) והם מנוף מהסוג השני, או השלישי. עגורנים ניידים המותקנים על גבי משאיות או קרונות רכבת, הם, בעיקר, מנופים מהסוג השלישי.

עגורני צריח (Tower Crane)

• עגורן טלסקופי – זהו עגורן בנייה, שבו את המגדל אפשר להגביה על ידי הרמת שלד פנימי הנמצא בתוך השלד החיצוני של הצריח. כתוצאה מכך, הגובה שאליו יכול להגיע עגורן טלסקופי הוא מוגבל. היתרון בשיטה זו היא שעגורן טלסקופי הוא פשוט ומהיר להקמה ולפירוק (סדר גודל של מספר שעות) וזול יחסית להובלה. החסרון של שיטה זו הן מגבלות על הגובה, הטווח ויכולת העבודה של הכלי. לכן, עגורנים טלסקופים הם בדרך כלל קטנים עד בינוניים ונועדו לעבודות בנייה קצרות על מבנים נמוכים. עגורן טלסקופי בינוני מסוגל להרים משאות של כחמישה טונות.
• עגורן חוליות – זהו עגורן הנבנה בנייה מודולרית, שבו אפשר להגביה את המגדל על ידי הוספת חוליות לצריח (ראו הסבר בהמשך). כך אפשר להגביה את העגורן בתאוריה לכל גובה שהוא (בפועל, הגובה מוגבל על ידי יציבות) ולבנות באמצעותו מגדלים ומבנים גבוהים (תוך שהעגורן נתמך בקיר המבנה). החסרון של שיטה זו היא שהרכבה ופירוק של עגורן חוליות היא מורכבת ואיטית יותר ויכולה לקחת גם מספר ימים. את חלקי העגורן מובילים במספר משאיות ומרכיבים באתר הבנייה. בדרך כלל עגורנים כאלה הם בינוניים-גדולים ואף כבדים. עגורן חוליות כבד מסוגל להרים משאות של כ-20 טונות. עגורנים אלה הם העגורנים הנפוצים באתרי הבנייה.

עגורנים אחרים

• משאית מנוף – עגורן קטן (ונמוך יחסית) המותקן על גבי משאית, ומטרתו הוא להטעין ולפרוק ממנה מטען, אותו היא משנעת בין אתרים שונים.
• עגורן נייד או מנוף נייד – מנוף מתקפל גדול המותקן על גבי משאית כבדה. מטרתו היא הנפת והרמת מטען כבד באתרים בהם אין עגורן קבוע, ובניגוד למשאית מנוף אין לו יכולת שינוע מטען.
• עגורן מסילתי - עגורן המותקן על קרון רכבת או על או על קרונית תחזוקה ומשמש לביצוע עבודות תחזוקה לאורך מסילת רכבת.
• עגורן של נמל – נועד להעמיס מטען של ספינות ולפרוק מטען מספינות. בדרך כלל מדובר במבנה קבע, בעל מבנה זרוע הרמה שונה.
• עגורן שער – עגורן זה מורכב משני עמודים, שביניהם מחברת קורה אפקית עליה יכול לנוע וו עם גלגלת. עגורן זה נפוץ בעיקר בנמלים.
• עגורן גשר – עגורן זה מורכב משתי מסילות שביניהן מחברת קורה אפקית עליה יכול לנוע וו או צבת עם גלגלת הרמה. עגורן זה יכול לנוע במישור x-y ובכך לכסות שטח. עגורן זה נפוץ בעיקר במפעלים, אולמות ייצור ומחסנים.

כושר הרמה וכושר נשיאה

עגורן (חוליות) טיפוסי יכול להינשא ללא תמיכה לגובה של כ-80 מטרים, ובעזרת משקולת-נגד של כ-16 טון הוא יכול להרים משקל של כ-20 טון וכושר ההרמה יורד ככל שמתרחקים ממגדל העגורן.

כושר הנשיאה תלוי במספר גורמים:

• חוזק החומרים מהם מורכב העגורן.
• אורך הזרוע.
• כושר הנשיאה הכולל, שתלוי בבסיס.
• כושר נשיאת הזרוע הארוכה, תלוי בחוזק בנייתה.
• כמות משקל הנגד שבזרוע הקצרה (חוק שוויון המומנטים (ראה מכניקה של גוף קשיח ונדנדה מאוזנת להבנת העיקרון הפיזיקלי).

הרכבת עגורן חוליות

עגורן באתר בנייה

הרכבת העגורן היא תהליך שנראה לכאורה בלתי אפשרי, אך באמצעות ציוד מכני הנדסי כבד במיוחד היסודות מוצבים ואז העגורן מגביה את עצמו.

התקנת היסודות

את חלקי העגורן מביאים לאתר בחלקים על גבי משאיות סמי-טריילר.

בתור עבודת הכנה יוצקים בסיס בטון כבד ביותר. בעגורן טיפוסי מגיע גודלו עד ל-10 על 10 מטרים בגובה 1.3 מטר, ומשקלו עד 182 טון. לעיתים, מחליפים את יציקת הבטון בבסיס נייד (בדרך כלל בסיס שאפשר להסיע על מסילה קצרה אך לעיתים גם בבסיס עם מרכב זחלי או אופני) שעליו מותקנות משקולות בטון כבדות שנועדו להבטיח את יציבות העגורן.

בתוך בסיס הבטון מתקינים את המקטע הראשון של המגדל ועליו את יחידת ההנפה. על יחידת ההנפה גם מתקינים את המנועים ואת משקל הנגד. שלב זה מתבצע באמצעות מנוף נייד, נמוך יותר, אך בעל כושר הרמה גבוה.

בסיום שלב זה מתקבל עגורן פועל, אך בעל מגדל נמוך מאוד.

הגבהת העגורן

פירוק עגורן באתר הבנייה

הגבהת העגורן נעשית באמצעות העגורן עצמו. בעזרת העגורן מעלים אל הקטע שבין יחידת ההנפה למקטע האחרון של המגדל מתקן הנדסי בעל בוכנות הידראוליות חזקות - מתקן זה הוא מעין מגבה ("ג'ק") ענקי. הבוכנות מרימות את יחידת ההנפה ויוצרות רווח בינה לבין המקטע. באמצעות יחידת ההנפה מרימים אל הרווח מקטע של המגדל, מזיזים אותו למלא את הרווח ואז מבריגים אותו למקומו.

כך מוסיפים כמה מקטעים שנדרש. עבור בניינים גבוהים במיוחד, המקטעים נתמכים בשלד של הבניין על מנת להגדיל את כושר ההרמה ולאפשר לעגורן להתנשא מעל ל-80 מטרים.

פירוק העגורן

מתבצע כמו הרכבתו, באופן הפוך. ראשית, מסירים את החוליות ומנמיכים את העגורן. אחרי כן מביאים עגורן נייד (מנוף על משאית) שמטעין את החוליות על משאיות תובלה ומוריד את יחידה ההנפה מהמגדל ומטעין גם אותה על גבי משאית. אחרי פירוק יחידת ההנפה, מפרקים את היסודות.

ראו גם

• קורת שילוח

קישורים חיצוניים

• כיצד עגורן עובד?, באתר HowStuffWorks
• סרטון הממחיש הרכבת עגורן, סרטון באתר יוטיוב
• סרטון לצפייה איך תולים עגורני צריח - מאת skyline, סרטון באתר יוטיוב
• עגורן, סרטון באתר יוטיוב
• How Tower Cranes Build Themselves, סרטון באתר יוטיוב (אורך: 10:49)
• לעניין תנאי העבודה של המנופאים, מפעילי עגורן צריח, ובכלל זה כללי בטיחות ושיפורי בטיחות צפויים, נתן שר העבודה ביום 23 ביולי 2017 צו הרחבה שפורסם בילקוט הפרסומים 7555, התשע"ז, 27 ביולי 2017, עמ' 8082.
• יגאל משיח, אם פוחדים לא נהנים, באתר הארץ, 22 בדצמבר 2011
• יעל דראל, התאומים בוגרי הטכניון - והסטארט-אפ הסודי שמלהיב את חברות הבנייה, באתר TheMarker‏, 25 במאי 2018
• פרוק עגורן צריח, סרטון בערוץ "Taavura Engineering Projects", באתר יוטיוב (אורך: 02:15)