Kết Cấu Thép Cổng Trục Là Gì ?

Trong ngành công nghiệp nặng, xây dựng và logistics, việc nâng hạ và di chuyển các vật thể siêu trường, siêu trọng đòi hỏi những thiết bị chuyên dụng với độ bền và an toàn tuyệt đối. Trong đó, cổng trục (Gantry Crane) đóng vai trò không thể thiếu, và “trái tim” của mỗi hệ thống này chính là kết cấu thép cổng trục bộ khung xương quyết định đến khả năng chịu tải, sự ổn định và tuổi thọ của toàn bộ thiết bị.

Bài viết này Đại Dũng Group sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan chi tiết từ khái niệm, cấu tạo, ưu điểm đến các tiêu chuẩn sản xuất quan trọng của kết cấu thép cổng trục.

Kết Cấu Thép Cổng Trục Là Gì?

Kết cấu thép cổng trục là hệ thống khung chịu lực chính được chế tạo từ thép, có vai trò nâng đỡ toàn bộ các bộ phận cơ khí, hệ thống điện và tải trọng hàng hóa của một cần cẩu cổng trục. Nó được thiết kế để đảm bảo sự cứng vững, ổn định và an toàn trong suốt quá trình vận hành, di chuyển và nâng hạ.

Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4244-2005 về Thiết bị nâng – Yêu cầu an toàn trong chế tạo, kết cấu thép phải được tính toán và thiết kế để chịu được các tải trọng tĩnh (trọng lượng bản thân, tải trọng nâng) và tải trọng động (phát sinh khi di chuyển, thay đổi tốc độ, gió bão) một cách an toàn nhất. Đây là bộ phận cốt lõi, đảm bảo cổng trục có thể hoạt động hiệu quả tại các môi trường khắc nghiệt như cảng biển, công trường xây dựng, nhà máy sản xuất công nghiệp nặng.

Ưu Điểm Kết Cấu Thép Cổng Trục

Việc sử dụng thép làm vật liệu chính cho khung cổng trục mang lại nhiều lợi ích vượt trội:

Chịu lực lớn: Thép là vật liệu có cường độ chịu kéo và chịu nén cực cao, cho phép thiết kế các hệ thống cổng trục có khẩu độ lớn và tải trọng nâng hàng trăm, thậm chí hàng nghìn tấn.
Linh hoạt trong thiết kế và lắp đặt: Kết cấu thép cho phép các kỹ sư tự do sáng tạo trong thiết kế, từ dạng dầm hộp kín đến dầm giàn (dàn), tối ưu hóa trọng lượng bản thân mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lực. Việc chế tạo tại nhà máy và lắp ghép tại công trường cũng giúp đẩy nhanh tiến độ.
Tuổi thọ và độ bền cao: Khi được chế tạo, bảo vệ bề mặt (sơn, mạ) đúng tiêu chuẩn, kết cấu thép có khả năng chống lại sự ăn mòn từ môi trường biển, hóa chất, đảm bảo tuổi thọ lên đến hàng chục năm.
Tiết kiệm chi phí và tối ưu thời gian: So với các giải pháp xây dựng truyền thống, việc chế tạo và lắp dựng kết cấu thép nhanh hơn đáng kể, giúp giảm chi phí quản lý, nhân công và sớm đưa công trình vào vận hành.
Giải pháp bền vững: Thép là vật liệu có thể tái chế 100% sau khi hết vòng đời sử dụng, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Sản xuất và lắp ráp chuyên nghiệp: Quy trình sản xuất được kiểm soát chặt chẽ tại nhà máy, đảm bảo độ chính xác của từng cấu kiện, giúp việc lắp dựng tại hiện trường trở nên dễ dàng và an toàn.

Cấu Tạo Kết Cấu Thép Cổng Trục

Một hệ thống kết cấu thép cổng trục điển hình bao gồm các bộ phận chính sau:

1. Khung cổng (Gantry Frame)

Khung cổng cung cấp kết cấu chịu lực chủ đạo cho cả hệ thống. Thường được chế tạo từ thép hình tiêu chuẩn hoặc thép tổ hợp, thiết kế để đáp ứng các tải trọng kéo, nén tác động từ quá trình vận chuyển và nâng hạ vật nặng.

2. Dầm chính (Main Girder/Beam)

Dầm ngang trải dài trên đầu khung cổng, chịu tải trọng chính từ palăng/trolley và vật nâng.
Có thể là dầm đơn hoặc dầm đôi, dạng hộp kín hoặc giàn, gia cường để tăng khả năng kháng uốn và ổn định tổng thể.
Theo tiêu chuẩn kỹ thuật Hoa Kỳ eCFR: dầm này được liên kết cứng với 2 hoặc nhiều chân, giúp chuyển hoàn toàn tải xuống chân và nền móng.

3. Chân cổng trục (Legs)

Hệ chân đứng, thường thiết kế dạng chữ A hoặc cột hộp, truyền tải trọng từ dầm xuống ray hoặc mặt đất.
Các chân cổng trục có thể tích hợp bánh xe di chuyển, bộ phận khóa chống trôi, hoặc thiết bị hạn chế chuyển động ngoài ý muốn.

4. Dầm biên/khung biên (End Carriages/Frames)

Kết nối giữa dầm chính và chân; tích hợp hệ thống bánh xe dẫn hướng chuyển động dọc theo ray sàn.
Thiết kế khớp nối, bạc, và hệ truyền động để đảm bảo di chuyển ổn định, phân bổ đều tải trọng lên ray và nền móng.

5. Cụm nâng/Palăng (Hoist Mechanism)

Hệ cơ khí hoặc thủy lực đặt trên dầm chính, bao gồm motor nâng, tang cuốn, cáp/chuỗi, móc cẩu.
Để vận hành, trục nâng có thể đặt cố định hoặc di chuyển dọc dầm chính (trolley), tích hợp hệ thống kiểm soát an toàn nâng hạ.

6. Hệ ray dẫn (Runway/Rails)

Các đường ray (thường là thép I hoặc thép hộp) lắp dưới chân cổng trục, cho phép toàn bộ cổng trục di chuyển theo phương ngang trên nền nhà xưởng hoặc ngoài trời.

7. Phụ kiện và thiết bị an toàn (Accessories & Safety Devices)

Bao gồm có:

Hệ thống khóa bánh xe hoặc chân chống gió
Cảm biến giới hạn hành trình (limit switches)
Thiết bị cảnh báo va chạm, tín hiệu đèn, chuông báo
Lan can, sàn thao tác, bộ điều khiển từ xa hoặc cabin điều khiển tùy loại cấu hình.

Ngoài ra còn có đặc điểm về kết cấu thép cổng trục

Tất cả các mối hàn, chốt, bu lông liên kết đều phải được kiểm định chất lượng, tuân thủ tiêu chuẩn an toàn và chịu lực của ANSI/ASME, OSHA hoặc tiêu chuẩn riêng của chủ dự án công/nước ngoài.

Hệ kết cấu thường bổ sung lớp sơn chống ăn mòn, sử dụng vật liệu đạt chuẩn ASTM/AISC đối với các kết cấu chịu tải trọng lớn.

Phân Loại Kết Cấu Thép Cổng Trục

Kết cấu thép cổng trục có thể được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí, nhưng phổ biến nhất là:

Theo số dầm:

Cổng trục dầm đơn: Gồm một dầm chính, thường dùng cho tải trọng nhỏ và trung bình.
Cổng trục dầm đôi: Gồm hai dầm chính, dùng cho tải trọng lớn, khẩu độ rộng và yêu cầu độ ổn định cao.

Theo hình học:

Cổng trục có công xôn (console): Dầm chính vươn ra ngoài chân cổng ở một hoặc hai phía, giúp mở rộng phạm vi làm việc.
Cổng trục không có công xôn: Dầm chính nằm gọn giữa hai chân cổng.

Vật Liệu Và Tiêu Chuẩn Sản Xuất Kết Cấu Thép Cổng Trục

Chất lượng của kết cấu thép cổng trục phụ thuộc trực tiếp vào vật liệu và quy trình sản xuất.

Vật liệu: Thường sử dụng các loại thép hợp kim cường độ cao, có khả năng chịu lực và chống mỏi tốt như Q345B, SM490, S355JR. Toàn bộ vật liệu đầu vào phải có chứng chỉ xuất xứ (CO) và chất lượng (CQ) rõ ràng.

Tiêu chuẩn sản xuất: Quá trình sản xuất phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn trong nước và quốc tế, bao gồm:

TCVN 4244-2005: Yêu cầu an toàn trong chế tạo thiết bị nâng của Việt Nam.
FEM 1.001: Tiêu chuẩn của Liên đoàn Vật liệu Châu Âu về thiết kế thiết bị nâng.
ISO 9001: Hệ thống quản lý chất lượng.
Kiểm soát quy trình hàn: Các mối hàn là vị trí trọng yếu, phải được thực hiện bởi thợ hàn có chứng chỉ và được kiểm tra bằng các phương pháp không phá hủy (NDT) như siêu âm, từ tính.
Bảo vệ bề mặt: Bề mặt kết cấu phải được làm sạch bằng phương pháp phun bi/cát trước khi sơn các lớp sơn epoxy chống rỉ, chống ăn mòn theo quy trình nghiêm ngặt, đặc biệt cho các thiết bị làm việc tại môi trường biển.

Đại Dũng Group Dẫn Đầu Lĩnh Vực Kết Cấu Thép – Kết Cấu Thép Cổng Trục

Đại Dũng Group dẫn đầu trong lĩnh vực kết cấu thép và cơ khí chế tạo, có khả năng sản xuất các bộ phận chịu lực chính cho cổng trục (cần cẩu giàn), đóng vai trò như một khung đỡ để nâng đỡ thiết bị và hàng hóa di chuyển.

Năng lực sản xuất, quy mô và thiết bị của Đại Dũng Group:

Hệ thống nhà máy hiện đại: Đại Dũng Group vận hành 6 nhà máy chiến lược với tổng diện tích hiện tại 120ha. Các nhà máy này được trang bị hệ thống máy móc tự động, hiện đại và các thiết bị nâng hạ quy mô lớn, bao gồm hệ thống cổng trục lên đến 500T, 1000T với chiều cao nâng 120m.

Quy mô vượt trội: DDC Group sở hữu tổng cộng 271 thiết bị nâng hạ đa dạng, đảm bảo khả năng chế tạo và tổ hợp các cấu kiện siêu trường, siêu trọng.

Hệ thống cổng trục tại các nhà máy:

Nhà máy An Hạ

Tọa lạc tại Khu công nghiệp An Hạ (TP. Hồ Chí Minh), nhà máy An Hạ là một trong những cơ sở sản xuất chủ lực của tập đoàn.

Quy mô: 20 ha với 4 phân xưởng.
Sản lượng: 79.000 tấn/năm.
Hệ thống cẩu trục: Để đáp ứng nhu cầu sản xuất các kết cấu thép hạng nặng, nhà máy được trang bị hệ thống cần cẩu giàn (Gantry Crane) hiện đại với tải trọng lớn từ 50 tấn, 80 tấn đến 120 tấn.
Năng lượng tái tạo: Đáp ứng 65% nhu cầu sử dụng điện bằng hệ thống năng lượng mặt trời.
Chứng nhận quốc tế: Đạt hệ thống chứng nhận toàn diện và khắt khe bậc nhất, bao gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018, LEED Gold (cho cả nhà máy và văn phòng), AISC, CWB, ASME (S, U), NBBI (R), ISO 3834–2, H GRADE, ISO 14064-1, ISO 14067, EPD Certification và nhiều chứng nhận khác.

Nhà máy Miền Trung

Đặt tại Phân Khu Công nghiệp Sài Gòn-Dung Quất (Quảng Ngãi), nhà máy Miền Trung là trung tâm sản xuất các sản phẩm chuyên biệt, đặc biệt cho ngành năng lượng tái tạo.

Quy mô: 20 ha với 7 phân xưởng.
Sản lượng: 79.000 tấn/năm.
Hệ thống cẩu trục: Nhà máy được trang bị hệ thống 02 cần cẩu giàn (Gantry Crane) đồng bộ, mỗi chiếc có tải trọng 80 tấn, chuyên phục vụ sản xuất các sản phẩm năng lượng tái tạo, kết cấu siêu trường siêu trọng và thép mạ kẽm.
Sản phẩm chuyên biệt: Năng lượng tái tạo, siêu trường siêu trọng, thép mạ kẽm để sản xuất cột điện.
Chứng nhận quốc tế: ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018, EDP CERTIFICATION, ISO 3834-2:2021, EN 1090-1 EXC 4.

Nhà máy Long An

Nhà máy Long An đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng và đồng bộ hóa năng lực sản xuất của DDC Group.

Quy mô: 12 ha với 7 phân xưởng.
Vị trí: Huyện Đức Hoà, Tỉnh Long An.
Sản lượng: 86.000 tấn/năm.
Hệ thống cẩu trục: Năng lực sản xuất của nhà máy được tăng cường đáng kể nhờ hệ thống 2 cần cẩu giàn đồng bộ, mỗi chiếc có tải trọng 60 tấn, đảm bảo hiệu suất và an toàn trong quá trình vận hành.
Năng lượng tái tạo: Đáp ứng 60% nhu cầu sử dụng điện bằng hệ thống năng lượng mặt trời.
Chứng nhận quốc tế: ISO 9001:2015, ISO 3834–2:2001, H GRADE, EN 1090-1 EXC 4.

Nhà máy Cơ khí Công nghệ cao Vũng Tàu

Đây là nơi thể hiện năng lực chế tạo đỉnh cao và khác biệt của DDC Group, đặc biệt trong lĩnh vực cơ khí biển (offshore) và các dự án công nghiệp nặng.

Quy mô: 10 ha tại KCN Đông Xuyên, Bà Rịa – Vũng Tàu.
Sản lượng: 87.000 tấn/năm.
Hệ thống cẩu trục KHỔNG LỒ: Nhà máy sở hữu hệ thống cần cẩu giàn độc nhất vô nhị với tải trọng lên đến 500 tấn và 1.000 tấn, cùng chiều cao dưới móc cẩu đạt 120 mét. Năng lực vượt trội này cho phép DDC Group chế tạo những kết cấu thép lớn nhất thế giới cho ngành dầu khí ngoài khơi, cảng biển và năng lượng.
Sản phẩm chuyên biệt: Cấu kiện năng lượng tái tạo (Monopile, Jacket), cơ khí offshore, dầu khí, cảng biển, module siêu trường siêu trọng, thiết bị cho nhà máy công nghiệp nặng.
Thiết kế bền vững: Được thiết kế theo tiêu chuẩn LEED Gold.
Chứng nhận quốc tế: ISO 9001:2015, ISO 3834-2:2021, AS/NZS 5131:2016.

Năng lực sản xuất vượt trội này đã được chứng minh qua việc tham gia vào các dự án quốc tế đòi hỏi kỹ thuật phức tạp. Như việc cung cấp hệ thống cần cẩu giàn cho dự án Tàu LEWEK CONSTELLATION với cấu hình ấn tượng: tải trọng chính 120 tấn, hai móc phụ 40 tấn, chiều cao dưới móc cẩu 45 mét và khẩu độ nhịp rộng tới 60 mét.

Những con số trên không chỉ thể hiện quy mô đầu tư, mà còn là lời khẳng định về khả năng của Đại Dũng Group trong việc thiết kế, chế tạo và cung cấp các giải pháp kết cấu thép cổng trục đẳng cấp quốc tế.

Kết luận

Kết cấu thép cổng trục không chỉ là một tổ hợp sắt thép mà là thành quả của quá trình tính toán thiết kế kỹ thuật chính xác, công nghệ sản xuất hiện đại và quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Sự vững chắc của bộ phận này là tiền đề cho sự an toàn và hiệu quả của toàn bộ chuỗi cung ứng và sản xuất.

Với vai trò là đơn vị dẫn đầu, Đại Dũng Group không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn khẳng định vị thế của ngành kết cấu thép Việt Nam trên thị trường quốc tế, xuất khẩu sản phẩm sang nhiều thị trường lớn và khó tính trên toàn thế giới.

Tin tức, Tin chuyên ngành