Artikelen clubblad

Jack Up Crane

door Erik de Munck

Een Jack Up Crane is een toren/bouw kraan die zichzelf omhoog kan drukken over zijn toren om zo ruimte te maken voor een nieuw segment, waardoor de kraan hoger wordt.

lage bouwkraantoren	hoge bouwkraantoren

Dit principe wordt gebruikt bij bouwprojecten van hoge gebouwen. Bij het begin van een bouwproject is er helemaal geen noodzaak om een hoge torenkraan te hebben, het is eerder lastig om zo te moeten werken. Maar naar mate het bouwproject vordert en de hoogte van het gebouw toeneemt, is het noodzakelijk om de kraan hoger te maken. Met wat hulp van ondersteunend personeel kan de kraan dat helemaal zelf.

Na het kijken van wat filmpjes op internet, wist ik op welk principe dit mechanisme werkt. Nu was het de uitdaging of ik dit na kon maken, maar natuurlijk ook, kan ik het werkend maken op diezelfde manier als in het echt?

Het was een proces van vallen en opstaan, bouwen, weer afbreken, anders maken, aanpassingen doen en soms weer geheel opnieuw beginnen, maar het is gelukt!

De volgorde van het Jack Up systeem zal ik stapsgewijs laten zien en beschrijven.
Daarnaast wil ik aangeven waar ik tegenaan gelopen ben, of punten die zorgen dat het model ging werken.

Hoe werkt het:
Stap 1: Er is ruimte gemaakt door het Jack Up systeem en de kraan heeft zichzelf omhoog geduwd. Er is genoeg ruimte om hier een nieuw element tussen te schuiven.

ruimte gemaakt door systeem om nieuw element te plaatsen

 
Stap 2: Aan de bovenkant van de gemaakte ruimte zitten verwijderbare en tijdelijk te plaatsen goten of rails.

goten los op de grond

goten geplaatst	detail achterin de bevestiging van de goot

Het nieuw te plaatsen element hangt in een hijs-juk. Het juk van mijn model bevat uitschuifbare pinnen om zich vast te zetten aan het nog te plaatsen element.

juk met pinnen, deels uitgeschoven, deel ingeduwd	nieuw te plaatsen element met juk gemonteerd

In het echt zag ik korte staaldraad stroppen tussen het juk en het element.
Het nieuw te plaatsen element wordt door de kraan zelf omhoog gehesen
Aan het juk zitten kleine wielen die in de tijdelijk geplaatste goten of over een set met rails kunnen rijden. De kraan hangt de wielen van het juk in de goten.

juk met wielen wordt in de goten gehangen	juk zijdelings gezien

Stap 3: Het nieuw te plaatsen element wordt door het personeel van de kraan naar binnen getrokken over de rails.

nieuw element met juk wordt naar binnen gereden

Stap 4: Het nieuw te plaatsen element wordt van bovenaf in het laatste element geschoven en vastgezet met dubbele stalen pinnen.
Dat in elkaar laten schuiven is mogelijk door het Jack Up systeem iets te laten zakken.
In mijn model gebruikte ik bouwstenen 5 om de delen aan elkaar te bevestigen. Ik schuif de bouwstenen langs de zijkanten tussen het laatste en nieuwe element in en plaats ze er tussen. In het frame van het Jack Up systeem heb ik ruimte gehouden om met mijn vingers deze bouwstenen 5 te kunnen plaatsen.

uitlijnen tandstangen onderkant bij bevestigen	plaatsen bouwsteen 5 deels er tussen geschoven

Ook ik moet mbv dit Jack Up systeem de hoogte van een bouwsteen 5 benaderen voordat ik deze kan plaatsen.
Omdat ik graag een personenlift in mijn model wilde, moet ik eerst de twee pinnen van de tandstangen waar de lift zich over voortbeweegt oplijnen.

Stap 5: Als het nieuw te plaatsen element aan zijn onderkant vast zit aan het vorige element, moet het juk van het geplaatste element worden gehaald en uit de kraan worden getakeld.
In het echt maakt men dan de korte staaldraden los en bij mijn model schuif ik dan voorzichtig de pinnen meer naar binnen.

omhoog gepompte kraan met gelift juk uit element

Het Jack Up systeem moet zich nu weer een stukje omhoog pompen om het juk naar boven toe uit het laatste element te halen.

Stap 6: Het juk wordt mbv de wielen over de rails of door de goten naar buiten gereden.

juk wordt over de rails naar buiten gereden

Stap 7: De haak van de kraan wordt aan het uitgeduwde juk vast gemaakt en de kraan hijst/sleurt het juk over de rails van de kraan af.

Als het juk vrij in de lucht zweeft, wordt het naar de grond beneden de kraan getakeld om opnieuw gebruikt te worden om een volgend element op te kunnen hijsen.

zwevend juk net buiten de rails

Stap 8a: De kraan is hoog genoeg en gereed met zich omhoog duwen.

Het Jack Up systeem zakt nu langzaam zodat de kraan van bovenaf in het net geplaatste element wordt geschoven en daarna wordt vastgezet met dubbele stalen pinnen. In mijn model koppel ik de kraan weer m.b.v. bouwstenen 5 aan het net geplaatste element.

plaatsen bouwstenen 5 aan bovenzijde element

Ook hier zitten bij mij de tandstangen van de personenlift die moeten worden uitgelijnd. Ik moet dan de kraan precies de hoogte van de bouwstenen 5 geven voordat ik deze er tussen kan schuiven.
In het echt en bij mijn model is de toren van de kraan nu stabiel genoeg om met de kraan te kunnen werken. Het Jack Up systeem is nu gereed en kan worden uitgezet.
Om krachten op het Jack Up systeem te verminderen, wordt in het echt de vijzel omhoog getrokken. Bij mij worden de voeten van de wormwielen iets omhoog gedraaid zodat er geen krachten op blijven staan.
De tijdelijke goten of rails om het juk met een nieuw element er tussen te voegen, kunnen er door de kraan zelf worden uit getakeld en naar de grond rondom de kraan worden gebracht.

verwijderen goten door kraan

Stap 8b: De kraan is nog niet hoog genoeg en moet zich nog verder omhoog duwen.
Afhankelijk van de lengte van de hydraulische vijzels die het Jack Up systeem mogelijk maakt zich omhoog te duwen of omlaag te laten zakken, moeten de voeten van de vijzels worden verplaatst naar een hogere plek op de toren. In mijn model heb ik geen hydrauliek cilinder maar 2 wormwielen gebruikt als Jack Up systeem.
Om deze wormwielen in te kunnen trekken, moet het hele Jack Up systeem eerst ergens aan de toren worden geborgd. Ik doe dat door tijdelijk stalen assen door de statika van de toren te steken of ze over de horizontale leggers van de toren te duwen.

plaatsen tijdelijke assen voor stabilisatie

Het Jack Up systeem moet dan een beetje zakken totdat de onderkant van het frame van het Jack Up systeem op deze stalen assen steunt.
Nu kunnen de wormwielen de voet waarmee ze op de toren rusten naar boven draaien en moet er een nieuwe positie worden uitgezocht voor de volgende stap.

voet intrekken vijzels

Stap 9: De plaats waar de voeten op de toren komen is bepaald en in mijn model maak ik m.b.v. de zwarte statika stenen 15 x15 een nieuwe plek om de voeten van het Jack Up systeem te plaatsen. In het echt wordt de voet van de hydraulische vijzel mbv een zware stalen balk vastgezet aan het frame van de toren.

Stap 10: We kunnen nu de kraan weer omhoog pompen m.b.v. het Jack Up systeem. In mijn model laten we de wormwielen de voeten naar beneden draaien totdat ze de statika stenen tegen komen en zich daar van af gaan drukken naar boven toe. De hele kraan gaat nu weer langzaam omhoog.

deels omhoog gedrukt met halve ruimte voor nieuw element

Stap 11: Het Jack Up systeem heeft zich zo ver omhoog geduwd dat er genoeg ruimte is om weer een nieuw element tussen de kraan en het net geplaatste element te brengen. De cyclus is nu voltooid!

Punten van aandacht:

Bij het maken van hetmodel waren er punten waar ik tegenaan gelopen ben. Een aantal staan er hier vermeld.

Het Jack Up systeem loopt over de buitenkanten van de toren omhoog en omlaag. De keuze van de wielen voor dit systeem was niet eenvoudig, omdat te grote wielen een veel groter systeem zouden geven en te kleine meer kans op “van het frame af lopen”. Daarnaast zitten de noodzakelijke I– en X-spanten deze wielen in de weg.
Dit is de reden dat veel van mijn geplaatste spanten aan de binnenkant van het frame zitten. Ook heb ik de bevestigingspunten van de spanten op verschillende plaatsen op de statica hoek delen 120 geplaatst. Hierdoor kunnen de wielen een beetje om deze obstakels heen manoeuvreren.
De wielen moeten ook precies onder een hoek van 45° over de hoeken van de statica delen lopen. Doen ze dit niet, dan is de kans dat de wielen van de statica afkomen groter. De speling tussen de wielen en de statica delen moeten ook nog een beetje te verstellen zijn. Zit het te strak, dan krijgen de 2 encoder motoren de boel niet naar boven geduwd en zit het te los, dan schieten de wielen naast de hoekprofielen.
Het heeft best wel wat tijd gekost om dit stelprincipe zo te krijgen dat het doet wat het doen moet.

bovenaanzicht verstelbare ring Jack Up systeem

Op mijn Jack Up systeem zie je aan de onderzijde 3 dicht bij elkaar geplaatste set wielen voor elke hoek. Ik dacht dat het Jack Up systeem zo stabiel genoeg zou zijn om ook in omhoog geduwde positie stabiel te zijn. Helaas ging de bovenkant van de kraan alle kanten op en was ik bang dat het hele spul zou afbreken.
Een extra set met wielen die net onder de opening van het Jack Up systeem zouden zitten bracht de stabiliteit die ik nodig had. Een voordeel van meerdere wielen is ook dat de kracht per wiel lager is en daardoor worden je toren-elementen niet te veel ingedrukt.

De elementen die ik wou plaatsen waren eerst bijna 2 keer zo groot dan dat ik nu er tussenplaats. Reden hiervoor waren de ladders ( oude brandweerauto met uitschuifladders ) die ik in het verleden had aangeschaft. Ik had de ladders mooi in het statica frame ingebouwd en naast de personenlift, konden ook de ladders gebruikt worden voor het bedienend personeel. De lange elementen gaven natuurlijk wel een gigantische hoge bouwkraan tijdens de clubdagen, maar de stabiliteit ervan was niet al te best. Ik had per element heel veel spanten nodig om de kraan stabiel te maken en zeker bij een hoge kraan gaat dat dubbel en dwars tegen je werken.
De vele noodzakelijke spanten zaten de eerder genoemde wielen ook in de weg en alle spanten aan de binnenkant wegwerken was een hele puzzel.
Een andere reden dat ik kortere elementen ben gaan bouwen om te plaatsen was ook dat de lange elementen ingedrukt werden door de wielen. Deze wielen kregen dat te veel speling en liepen van de zijkanten van de toren-elementen af.
Omdat ik op de hoeken van elk element bouwstenen 15 gebruikte met 1 pin, bevatten deze stenen ook openingen aan de zijkanten van de niet pin zijde.
Bij het monteren van deze stenen bestaat de mogelijkheid dat er iets verschuift en precies uitkomt bij deze openingen. Je toren-element zit dan los en dat gaat vroeg of laat fout. Je ziet bij mijn elementen dan ook horizontale I-spanten die deze beweging tegenhouden. Ook de bouwstenen 5 hebben sleuven en passen aan de onderkant van deze bouwstenen 15. Het geheel heb ik geborgd door de horizontale statica van elk toren-element iets te laten zakken waardoor het uitschuiven iets minder makkelijk gaat.

Bij het samenstellen van de kortere elementen was de lengte van de gebruikte tandstangen voor de personenlift ook nog een dingetje. Er zijn slechts lengtes van 30 mm of 60 mm beschikbaar en het lijkt wel of de lengte van deze tandstangen niet gelijk is aan de afmetingen van andere bouwstenen of statica.
De bouwstenen met tandstangen moesten flexibel worden opgehangen in de elementen zodat ik wat speling zou hebben bij het plaatsen er van.

Het Jack Up systeem wordt voordat men wil gaan opdrukken door de kraan zelf omhoog gehesen en rond de toren geplaatst. Dat principe heb ik los gelaten omdat het al complex genoeg was het systeem werkend te maken.
Bij het kijken van diverse video’s zag ik dat er Jack Up systemen waren waar de hydraulische vijzel in het midden van de toren zit en zo van binnenuit de kraan omhoog of omlaag tilt. Ik kon dit systeem niet gebruiken vanwege mijn personenlift en ik wist niet hoe je dan nieuwe elementen kan plaatsen.
Bij een andere fabrikant zag ik dat er een hydraulische vijzel aan de buitenkant van de kraan gebruikt werd en wel tegenover de opening in het hefmechanisme.
Van dit principe ben ik uitgegaan, maar moest door de grote krachten en het gewicht van de kraan overschakelen op 2 wormoverbrengingen, elk aan de zijkant van het hefgedeelte.

Nu het allemaal werkt, vind ik het een mooi model en ben zeker van plan dit te laten zien op de clubdagen.