جرثقیل

طرح یک جرثقیل مدرن سیار

جَرثَقیل ابزاری است برای بلند کردن و جابه‌جایی بارهای سنگین. در گذشته جرثقیل نیروی انسان یا حیوان را به کار می‌برده‌است.

این وسیله که با تغییر شکل حرکت دورانی به حرکت مستقیم‌الخط و استفاده از خواص اهرم‌ها می‌تواند با نیروی کم اجسام بسیار سنگین را بردارد، از دیرباز مورد استفادهٔ بشر بوده و استفاده از آن بسیار فزونی یافته‌است بر خلاف سابق دیگر نیروهای واردبر آن نیروی انسانی نیست بلکه از نیروهای آب و الکتریک و سایر نیروهای موجود در فیزیک استفاده می‌شود.

اجزاء اصلی هر جرثقیل عبارت از یک میلهٔ بلندی است که بر سر آن قرقره ای قرار دارد و انتهای آن به محوری استوار در بدنه ای متصل است و این محور بر پایه ای مستقر است که آن می‌تواند در حول خود حرکت دورانی کند. علاوه بر این میله در هر جرثقیل یک طناب و چرخ بکار است که سر طناب پس از امتداد در طول میله و گذشتن از قرقره آزاد می‌شود و با چنگکی که با آن متصل است می‌تواند بارها را بردارد و سر دیگر آن به محور آن چرخ بسته شده‌است یعنی چرخی که با حرکت دورانی آن می‌توان طناب را بحرکت درآورد و بار را بلند کرد. تا اینجا کار دستگاه فقط بلند کردن اجسام است، ولی چون تخلیه یک جسم همواره در نقطهٔ دیگر به‌عمل می‌آید. از این رو می‌باید بتواند در حول پایهٔ خود بحرکت دورانی درآید برای این منظور پایه ای که میله به آن متصل است و اجزای جرثقیل به روی آن قرار دارد طوری ساخته شده که قابل چرخش در حول خود است و برابر این چرخش بازپس از بلند شدن از نقطه‌ای در نقطهٔ دیگر فرود می‌آید. دستگاه جرثقیل‌ها امروزه بر روی ارابه‌های با چرخ بدون زنجیره یا با زنجیره چون تانک‌ها یا با چرخ‌های چون لوکوموتیو قرار دارد تا بتواند در انواع مسیرها سیر کند.

نام‌ها

جَرِّ ثَقیل واژه‌ای عربی است که جزو اول آن «جر» به معنی به سمت خود کشیدن و جزو دوم آن «ثقیل» به معنی سنگین است. واژه جرثقیل در قدیم در اصل نام دانشی بود که در آن قواعد کشیدن و برداشتن بارهای گران بررسی می‌شد. این واژه سپس به دستگاهی اطلاق شد که برای بلند کردن و جابجا کردن بارهای سنگینی بکار می‌رود. شکل دیگری از نام این وسیله، جَرِّ اِثقال است که جزو دوم آن جمع ثقل و به معنی بارهای گران است. بدین ترتیب جراثقال یعنی «کشیدن بارهای گران».

برابرهای فارسی این واژه‌های عربی، سَنگین‌بَر یا گِران‌کِش است.

تاریخچه

سنگین‌برهای اولیه که حدود ۴۰۰۰ سال پیش و در تمدن مصر باستان برای جابه‌جایی آب مورد استفاده قرار می‌گرفتند به شادوف بودند. نحوه کار شادوف به این صورت بود که برای تعادل در یک طرف، وزنهٔ تعادلی و در انتهای دیگر بازوی گردان که آب یا کالا را جابه‌جا می‌کردند قرار داشته‌است. قسمت‌های تشکیل دهنده این دستگاه چوبی عبارت بودند از:

• یک تکیه‌گاه افقی
• دو تکیه‌گاه عمودی
• یک بازوی گردان

استفاده از نمونه‌های اولیه جرثقیل در سایر ملل نیز شایع بوده‌است. به عنوان مثال شواهد باستان شناسان بیانگر این مطلب است که شش قرن پیش از میلاد مسیح یونانیان از وسایلی چوبی برای حمل وسایل سنگین استفاده می‌کردند. رومی‌ها نیز در ساختار جراثقال یونانی‌ها تغییراتی ایجاد نموداند و از آن در ساخت و ساز استفاده می‌کردند. جرثقیلهایی که رومیان از آن استفاده می‌کردند به ترِدویل معروف است.

در قرن شانزدهم میلادی برای افزایش طول باربرداری جرثقیل، قسمت بازوی متحرک به قسمت بالابرنده یا بازوی اصلی اضافه شد. با انقلاب صنعتی استفاده از جرثقیل‌ها برای حمل بار در بنادر رونق گرفت. در سال ۱۸۳۸ ویلیام آرمسترانگ کارخانه دار و تاجر انگلیسی جرثقیلی ساخت که با قدرت آب کار می‌کرد. یکی از جرثقیل‌های او توسط نیروی دریایی ایتالیا در سال ۱۸۸۳ مورد استفاده قرار گرفت. این دستگاه تا اواسط دهه ۱۹۵۰ برای فعالیت‌های گوناگون استفاده می‌شد و هنوز با گذشت چندین دهه در شهر ونیز ایستاده‌است.

یک جرثقیل در حال حمل یک کانکس

تعریف جرثقیل

سازمان بین‌المللی استاندارد بر اساس شماره ISO3406-1 تعریف مشخصی از جرثقیل و جرثقیل سیار ارائه می‌دهد:

1. فعالیت اصلی سنگینبر، باربرداری و جابه‌جایی بار به صورت معلق در هوا به وسیله قلاب یا سایر تجهیزات مشابه است.
2. جرثقیل سیار، جرثقیلی است که مجهز به دکل یا بوم (و یا تجهیزات بوم برجی) بوده و قابلیت راهپیمایی، بارگیری و تخلیه را بدون استفاده از مسیر ویژه یا تکیه گاهی برای پایداری خود دارا است.

شکستن دکل یک تاورکرین در اثر بلند کردن بار خارج از ظرفیت

کاربرد جرثقیل در پروژه‌های عمرانی

کاربرد جرثقیل‌ها در پروژه‌های عمرانی عموماَ عبارت است از:

• بتن ریزی به ویژه در سازه‌های بلند مرتبه
• استفاده به عنوان بالابر
• تخلیه و بارگیری مصالح و لوازم
• کمک به اجرای اسکلت بتنی
• برپا نمودن اسکات فلزی

انواع جرثقیل

در بیشتر پروژه‌های عمرانی جرثقیل برجی (به انگلیسی: Tower crane) بیشترین کاربرد را دارد. جرثقیل‌های مرسوم امروزی عبارت‌اند از:

• جرثقیل برجی یا تاورکرِین - معمولاً در ساختمان‌های مرتفع مورد استفاده قرار می‌گیرد و به سه صورت بر روی زمین نصب می‌شود.
• جرثقیل سیار - به دو صورت ثابت با نصب جک (کفی یا بدون کفی، خودروبر و غیره) یا سیار کارگاهی (با بار) عمل می‌کند.
• جرثقیل سقفی - در سالن‌های صنعتی، تولیدی یا سایر خطوط (انبار، تعمیر و غیره) در ارتفاع بر روی خطوط باربر کناری قابل نصب است و عموماً به دو شکل جرثقیل سقفی تک پل و جفت پل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• جرثقیل شناور
• جرثقیل دروازه‌ای - به دو صورت دروازه‌ای و نیم دروازه‌ای قابل استفاده است.
• جرثقیل بازویی - به دو صورت بازویی (دیواری) یا ستونی بازویی قابل استفاده در صنایع است.
• جرثقیل آویز - درسالن‌ها و مکانهای با محدودیت ارتفاع و خطوط مونتاژ سری (خودروسازی و…) در ظرفیت تا ۵ تن قابل استفاده است.
• جرثقیل خاص - به‌صورت ترکیبی از گروه‌های قبلی استفاده می‌شود و در موارد استفاده خاص مانند پشته کردن و غیره کاربرد دارد.

طناب جرثقیل

به منظور بلند نمودن بار در کارگاه‌ها، بسته به نوع فعالیت از طناب‌هایی با جنس‌های گوناگون استفاده می‌شود:

• زنجیر ساخته شده از آلیاژ فولادی
• طناب سیمی
• نایلون
• پلی استر
• الیاف مصنوعی
• طناب فیبری طبیعی و مصنوعی

منابع برای مطالعهٔ بیشتر

• Coulton, J. J. (1974), "Lifting in Early Greek Architecture", The Journal of Hellenic Studies, 94: 1–19, doi:10.2307/630416, JSTOR 630416
• Dienel, Hans-Liudger; Meighörner, Wolfgang (1997), "Der Tretradkran", Publication of the موزه آلمان (Technikgeschichte series) (2nd ed.), München {{citation}}: Italic or bold markup not allowed in: |journal= (help)
• Lancaster, Lynne (1999), "Building Trajan's Column", American Journal of Archaeology, 103 (3): 419–439, doi:10.2307/506969, JSTOR 506969
• Matheus, Michael (1996), "Mittelalterliche Hafenkräne", in Lindgren, Uta (ed.), Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation (4th ed.), Berlin: Gebr. Mann Verlag, pp. 345–348, ISBN 3-7861-1748-9
• Matthies, Andrea (1992), "Medieval Treadwheels. Artists' Views of Building Construction", Technology and Culture], 33 (3): 510–547, doi:10.2307/3106635, JSTOR 3106635
• O’Connor, Colin (1993), Roman Bridges, Cambridge University Press, pp. 47–51, ISBN 0-521-39326-4