クレーン（機械）

クレーンは、ブーム、ホイスト、ワイヤーロープまたはチェーン、および滑車のシステムを利用して、ブームの旋回範囲内で重い物体を持ち上げ、移動させ、垂直方向と水平方向に材料を移動させる機械です。この装置は、レバーや滑車などの 1 つまたは複数の単純な機械を使用して、機械的利点を生み出し、作業を行います。クレーンは、輸送では貨物の積み下ろし、建設では材料の移動、製造では重機の組み立てに一般的に使用されています。

最初に知られているクレーン機械は、古代メソポタミア（現在のイラク）で発明され、その後古代エジプトの技術に登場した揚水装置であるシャドゥフです。建設用クレーンが後に古代ギリシャに登場し、人力または動物（ロバなど）で動かされ、建物の建設に使用されました。その後、ローマ帝国でより大型のクレーンが開発され、人間の足で踏む車輪が採用され、より重いものを持ち上げることができるようになりました。中世盛期には、船の積み下ろしや建造を補助するために港湾クレーンが導入され、強度と安定性を高めるために石造りの塔に組み込まれたものもありました。最も初期のクレーンは木で作られていましたが、産業革命の到来とともに鋳鉄、鉄、鋼が使われるようになりました。

何世紀にもわたり、動力は人間や動物の肉体的な力によって供給されてきたが、水車や風車の巻上げ機は自然の力を利用して動かすことができた。最初の機械動力は蒸気機関によって供給され、最も古い蒸気クレーンは18世紀または19世紀に導入され、20世紀後半まで多くが使用されていた。^[1]現代のクレーンは通常、内燃機関または電動モーターと油圧システムを使用して、以前よりもはるかに大きな吊り上げ能力を提供しているが、動力供給が経済的でない場合には手動クレーンが依然として使用されている。

クレーンにはさまざまな種類があり、それぞれ特定の用途に合わせて作られています。作業場内で使用される最小のジブクレーンから、高層ビルの建設に使用される最も高いタワークレーンまで、さまざまなサイズがあります。ミニクレーンも高層ビルの建設に使用され、狭いスペースに届くため建設が容易になります。大型の浮きクレーンは、一般的に石油掘削装置の構築や沈没船の引き揚げに使用されます。^[要出典]

一部の吊り上げ機械は、厳密には上記のクレーンの定義には当てはまりませんが、スタッカークレーンやローダークレーンなど、一般的にクレーンとして知られています。

鶴は、その長い首に似ていることからその名がつけられた。古代ギリシャ語ではγερανός、フランス語ではgrueである。^[2]

最初のタイプのクレーン機械はシャドーフで、レバー機構を備え、灌漑用の水を汲み上げるために使用されました。^{[3] [4] [5]}これは紀元前3000年頃にメソポタミア（現在のイラク）で発明されました。 ^{[3] [4]}シャドーフはその後、紀元前2000年頃に古代エジプトの技術に登場しました。 ^{[5] [6]}

重い荷物を持ち上げるためのクレーンは、紀元前6世紀後半に古代ギリシャ人によって開発されました。 ^[7]考古学的記録によると、紀元前515年頃にはギリシャの寺院の石ブロックに、吊り上げ用のトングとルイス鉄の両方の特徴的な切り込みが現れ始めました。これらの穴は吊り上げ装置の使用を示しており、ブロックの重心より上、または重心上の点から等距離のペアで見つかるため、考古学者はクレーンの存在に必要な明確な証拠であると考えています。^[7]

ウインチと滑車による巻き上げ機の導入により、すぐに傾斜路が広く使われ、垂直移動の主な手段となった。その後 200 年間、ギリシャの建築現場では、取り扱う石の重量が急激に減少した。これは、新しい持ち上げ技術によって、少数の大きな石よりも、複数の小さな石を使用する方が実用的になったためである。石のサイズがどんどん大きくなっていくパターンだったアルカイック時代とは対照的に、パルテノン神殿のような古典時代のギリシャの神殿では、常に 15～20 トン未満の石のブロックが使われていた。また、大きな一枚岩の柱を建てる習慣は、複数の柱ドラムを使用するようになり、事実上廃止された。^[8]

スロープからクレーン技術への移行の正確な状況は不明であるが、ギリシャの不安定な社会的・政治的状況では、未熟練労働者の大規模な集団よりも、小規模で専門的な建設チームの雇用の方が適していたため、エジプトやアッシリアの独裁社会で標準であったより労働集約的なスロープよりも、クレーンがギリシャの都市国家にとって好まれたと主張されている。^[8]

複合滑車システムの存在を裏付ける最初の明白な文献は、アリストテレス（紀元前384- 322年）の著書『機械論』 （Mech.18、853a32-853b13 ）に見られるが、おそらくそれより少し後の時代に書かれたものと思われる。同じ頃、ギリシャの神殿のブロックの大きさは再び古代のものと一致するようになり、より洗練された複合滑車がギリシャの建築現場にその頃までに存在していたに違いないことを示している。^[9]

古代クレーンの全盛期はローマ帝国時代で、建設業が盛んになり、建物が巨大な規模になった。ローマ人はギリシャのクレーンを採用し、さらに発展させた。技術者のウィトルウィウス（『建築論』 10.2、1～10）とアレクサンドリアのヘロン（『機械論』 3.2～5）によるかなり長い記述のおかげで、ローマの吊り上げ技術に関する多くの情報が得られる。また、ローマの足踏み式クレーンのレリーフが2つ現存しており、特に西暦1世紀後半の ハテリイの墓石には詳細が刻まれている。

最も単純なローマのクレーンであるトリスパストスは、シングルビームのジブ、ウインチ、ロープ、および3つの滑車を備えたブロックで構成されていました。したがって機械的利点は3:1であり、ウインチを操作する1人の男性が150 kg (330 lb) (3つの滑車 x 50 kg または 110 lb = 150) を持ち上げることができると計算されています (50 kg (110 lb) が、男性が長時間にわたって発揮できる最大の力であると仮定した場合)。より重いタイプのクレーンには5つの滑車 (ペンタスパストス) または、最大のものの場合は3つ x 5つの滑車のセット (ポリスパストス) が備わっており、最大荷重に応じて2本、3本、または4本のマストが付属していました。ポリスパストスは、ウインチの両側で 4 人の作業員が操作すれば、3,000 kg (6,600 lb) を容易に持ち上げることができます (ロープ 3 本 x 滑車 5 台 x 作業員 4 人 x 50 kg または 110 lb = 3,000 kg または 6,600 lb)。ウインチを踏み車で置き換えれば、踏み車の方が直径が大きいため機械的利点がはるかに大きいため、作業員の数は半分で最大荷重は 6,000 kg (13,000 lb) に倍増します。つまり、古代エジプトの ピラミッドの建設では、2.5 トンの^[どの重さの物でしょうか^{? ] の}石ブロックを斜面を登る際に使用した重量（1人あたり50kg（110ポンド））に対して、ローマのポリスパストスの持ち上げ能力は60倍も高かった（1人あたり3,000kgまたは6,600ポンド）ことが判明した。 ^[10]

しかし、ポリスパストスが扱ったものよりはるかに重い石材を特徴とするローマの建造物が数多く現存しており、ローマ人の総合的な持ち上げ能力が単一のクレーンをはるかに超えていたことを示している。例えば、バールベックのユピテル神殿では、アーキトレーブの石材はそれぞれ最大60トンの重さがあり、コーナーコーニスの石材の1つは100トンを超え、それらはすべて約19メートル（62.3フィート）の高さまで持ち上げられた。^[9]ローマでは、トラヤヌス記念柱の柱頭の石材は53.3トンの重さがあり、約34メートル（111.5フィート）の高さまで持ち上げなければならなかった（トラヤヌス記念柱の建設を参照）。^[11]

ローマの技術者たちは、この途方もない重量物を2つの方法で持ち上げたと考えられている（比較可能なルネッサンス時代の技術については下の写真を参照）。まず、ヘロンが示唆したように、持ち上げ塔が建てられ、その4本のマストが、攻城塔に似て平行な辺を持つ四角形の形状に配置されていたが、柱が構造の中央にあった（『機械論』 3.5）。^[12]次に、塔の周りの地面に多数のキャプスタンが置かれた。キャプスタンは、踏み車よりもてこ比は低いが、より多く設置でき、より多くの人（さらには、荷役動物）で操作できたためである。 ^{[13]この複数のキャプスタンの使用は、}アミアヌス・マルケリヌス（17.4.15）によって、チルコ・マッシモ（紀元357年頃）のラテラネンセのオベリスクの持ち上げに関連して説明されている。キャプスタン1台の最大持ち上げ能力は、モノリスに開けられたルイス鉄の穴の数で決まります。バールベックのアーキトレーブブロックの重量は55～60トンですが、現存する8つの穴はルイス鉄1個、つまりキャプスタン1個あたり7.5トンの許容量を示唆しています。^[14]このような重い重量を協調して持ち上げるには、キャプスタンに力を加える作業グループ間の高度な連携が必要でした。

中世盛期には、西ローマ帝国の崩壊とともに西ヨーロッパで使用されなくなった技術の後、踏み車クレーンは大規模に再導入されました。^[16]踏み車（マグナ・ロータ）に関する最初の言及は、1225年頃のフランスのアーカイブ文献に再び現れ、^[17]続いて、おそらくこれもフランス起源の1240年の写本に装飾描写があります。^[18]航海において、港湾クレーンの最古の使用は、1244年のユトレヒト、1263年のアントワープ、1288年のブルージュ、 1291年のハンブルクで記録されていますが、 ^[19]イングランドでは、踏み車は1331年より前には記録されていません。^[20]

一般的に、垂直輸送は、従来の方法よりもクレーンの方が安全かつ安価に行うことができました。典型的な適用分野は港、鉱山、そして特に建設現場で、トレッドホイールクレーンはゴシック様式の高層大聖堂の建設で重要な役割を果たしました。しかし、当時のアーカイブと絵画の両方の資料は、トレッドホイールや手押し車などの新しく導入された機械が、はしご、ホッド、手押し車などのより労働集約的な方法に完全に取って代わったわけではないことを示唆しています。むしろ、中世の建設現場^[21]と港では、古い機械と新しい機械が共存し続けました。^[19]

中世の描写では、踏板以外にも、放射状のスポークやクランクを備えた巻き上げ機によって手動で動力を得ていたクレーンも描かれており、15世紀には船の舵輪のような形をした巻き上げ機も登場している。衝撃の不規則性を平滑化し、吊り上げ過程の「デッドスポット」を克服するために、フライホイールは1123年にはすでに使用されていたことが知られている。^[22]

踏み車クレーンがどのようにして再導入されたかは正確には記録されていないが^[17]、建設現場への復活は、ゴシック建築の同時勃興と密接に関連して考えるべきである。踏み車クレーンの再登場は、踏み車が構造的にも機械的にも進化したウインドラスの技術的発展の結果であった可能性がある。あるいは、中世の踏み車は、多くの修道院図書館に所蔵されていたウィトルウィウスの『建築論』に出てくるローマの踏み車を意図的に再発明したものかもしれない。その再導入は、初期の踏み車が多くの構造的類似点を共有していた水車の省力化の特性に気づいたことに触発された可能性もある。^[20]

中世の踏み車は、中央の軸の周りを回転する大きな木製の車輪で、踏み面は2人の作業員が並んで歩けるほどの幅がありました。初期の「コンパスアーム」車輪はスポークが中央の軸に直接打ち込まれていましたが、より進歩した「クラスプアーム」タイプは、車輪の縁に弦のように配置されたアームを備えており、^[23]より細い軸を使用できるため、より大きな機械的利点が得られます。^[24]

一般に信じられていることとは反対に、中世の建築現場でのクレーンは、当時使用されていた非常に軽量な足場や、ゴシック教会の薄い壁の上には設置されておらず、ゴシック教会は、巻き上げ機と荷物の両方の重量を支えることができませんでした。むしろ、クレーンは、建設の初期段階で、多くの場合、建物内の地上に設置されました。新しい床が完成し、屋根の巨大なタイビームが壁を連結すると、クレーンは解体され、天井の建設中に区画から区画へと移動された屋根の梁の上に再び組み立てられました。^[25]このように、クレーンは建物とともに「成長」し、「さまよい」、その結果、今日、イギリスに現存するすべての建設用クレーンが、教会の塔の天井の上と屋根の下にあり、建物の建設後も修理用の資材を上に運ぶためにそこに残っています。^[26]

あまり一般的ではないが、中世の照明図には、クレーンが壁の外側に設置され、機械のスタンドが丸太に固定されている様子も描かれている。^[27]

現代のクレーンとは対照的に、中世のクレーンやホイスト（ギリシャやローマの同等のものと同様^[28]  ）は主に垂直方向の持ち上げが可能で、水平方向にかなりの距離を移動させるためには使用されていませんでした。^[25]したがって、職場での持ち上げ作業は今日とは異なる方法で組織されていました。たとえば、建築工事では、クレーンは石のブロックを下から直接所定の位置に持ち上げるか^[25]、壁の中央の反対側の場所から持ち上げて、壁の両端で作業している2つのチームにブロックを運んだと想定されています。^[28]さらに、通常はクレーンの外側から踏み車作業員に指示を出すクレーンマスターは、荷物に取り付けられた小さなロープを使用して横方向の動きを操作することができました。^[29]旋回クレーンは荷を回転させることができ、特に港湾作業に適しており、1340年には既に登場していました。^{[30]切石はスリング、ルイス、デビルズクランプ（ドイツ語では}Teufelskralle ）で直接持ち上げられましたが、他の物体はパレット、バスケット、木箱、樽などの容器に載せられていました。^[31]

中世のクレーンには、荷が後ろに下がるのを防ぐためのラチェットやブレーキがほとんど付いていなかったことは注目に値する。 ^{[32]この奇妙な欠如は、中世の踏み車が発揮する高い}摩擦力によって、車輪が制御不能に加速するのを防いでいたためであると説明される。 ^[29]

古代には知られていなかった「現在の知識」によれば、固定式の港湾クレーンは中世の新しい発展と考えられている。^[19]典型的な港湾クレーンは、2つの踏み車を備えた旋回構造であった。これらのクレーンは貨物の積み下ろしのために埠頭に設置され、シーソー、ウインチ、ヤードなどの古い吊り上げ方法に取って代わったり、それらを補完したりした。^[19]

港湾クレーンには2つのタイプがあり、地理的分布はさまざまです。中央の垂直軸を中心に回転するガントリークレーンはフランドルやオランダの海岸でよく見られましたが、ドイツの海港や内陸港では、ジブアームと屋根だけが回転する頑丈なタワーに巻き上げ機と踏み車が取り付けられたタワークレーンが一般的でした。^[15]ドックサイドクレーンは地中海地域や高度に発達したイタリアの港では採用されず、当局は中世以降もランプで商品を荷降ろしするというより労働集約的な方法に依存し続けました。^[33]

建設用クレーンでは作業速度が石工の比較的遅い進行によって決まるのに対し、港湾用クレーンは通常、積載速度を上げるために二重の踏み車を備えていた。直径が4メートル以上と推定される2つの踏み車が車軸の両側に取り付けられ、一緒に回転した。^[19]それらの容量は2～3トンで、明らかに海上貨物の通常のサイズに相当した。^[19]ある調査によると、今日でも産業革命以前の踏み車式港湾クレーンがヨーロッパ全土に15台現存している。^[34]グダニスク、ケルン、ブレーメンなどの港湾クレーンの中には、新造帆船にマストを取り付けることに特化したものもあった。^[15]これらの固定式クレーンのほかに、港湾全体に柔軟に展開できる浮きクレーンが14世紀までに使用されるようになった。 ^[15]

シアーハルク（またはシアーハルク）は、帆船の時代には造船や修理で浮きクレーンとして使われ、主に建造中または修理中の船の下部マストを設置するために使われていた。シアーと呼ばれるブームは、ハルクの下部マストまたは梁の基部に取り付けられ、それらのマストの上部から支えられていた。 その後、建造中または修理中の船舶の下部マストを設置したり取り外したりする作業には、ブロックとタックルが使用された。これらの下部マストは船上で最大かつ最も重い単一の木材であり、シアーハルクまたは陸上のマストシアーの助けなしにそれらを建てることは極めて困難であった。^[35]

シアーハルクの概念は1690年代にイギリス海軍で生まれ、19世紀初頭までイギリスで存続した。シアーハルクのほとんどは退役した軍艦であり、 1694年に建造されたチャタムは、この目的のために建造された3隻のうちの最初の船であった。^[36] 1700年代を通じて、イギリスでは少なくとも6隻のシアーハルクが就役していた。この概念は1740年代にフランスに広まり、ロシュフォール港でシアーハルクが就役した。^[37]

古代ローマのものと似た吊り上げ塔は、ルネッサンス期の建築家 ドメニコ・フォンターナによって1586年にローマの重さ361トンのバチカンのオベリスクを移設する際に大いに活用された。 ^[38]彼の報告書からは、様々な牽引チーム間の吊り上げの調整には相当の集中力と規律が必要であったことが明らかである。なぜなら、力が均等にかけられなければ、ロープに過度のストレスがかかり、ロープが破断してしまうからである。^[39]

この時期にはクレーンも家庭で使用されていました。煙突や暖炉用のクレーンを使って鍋ややかんを火の上に持ち上げ、高さはトラメルで調整しました。 [ ^40]

• 近世の鶴の例
• 
  1586年にバチカンのオベリスクを吊り上げ塔で建てた
• 
  ケルン大聖堂の未完成の南塔に立つ 15 世紀のクレーンを撮影した 1868 年の写真
• 
  暖炉クレーン

産業革命の始まりとともに、港湾に貨物を積み込むための最初の近代的なクレーンが設置されました。1838年、実業家でもあったウィリアム・アームストロングは水力で動く油圧クレーンを設計しました。彼の設計では、密閉されたシリンダー内のラムがシリンダー内に入る加圧された流体によって押し下げられ、バルブがクレーンの荷重に応じて流体の吸入量を調節しました。^[41]この機構、油圧ジガーはチェーンを引っ張って荷重を持ち上げたのです。

1845年、ニューカッスルの家庭に遠く離れた貯水池から水道水を供給する計画が動き出した。アームストロングはこの計画に関わり、ニューカッスル市に、町の下部の余剰水圧を利用して、埠頭の荷船に石炭を積み込む油圧クレーンを動かすことを提案した。彼は、この発明なら従来のクレーンよりも早く、安く作業できると主張した。市は彼の提案に同意し、実験は大成功を収めたため、埠頭にさらに3台の油圧クレーンが設置された。^[42]

油圧クレーンの成功により、アームストロングは1847年にニューカッスルにエルズウィック工場を設立し、クレーンと橋梁用の油圧機械を生産することになった。彼の会社はすぐにエディンバラ・アンド・ノーザン鉄道やリバプール・ドックから油圧クレーンの注文を受け、またグリムズビーのドックゲート用の油圧機械の注文も受けた。同社は1850年に従業員300人で年間45台のクレーンを生産していたが、1860年代初頭にはほぼ4,000人の従業員を抱え、年間100台以上のクレーンを生産するまでに成長した。^[42]

アームストロングはその後数十年にわたってクレーンの設計を絶えず改良したが、最も重要な発明は油圧アキュムレーターだった。油圧クレーンを使用するための水圧が現場で得られない場合、アームストロングはしばしば高い給水塔を建設して圧力をかけた水を供給する。しかし、ハンバー川河口のニューホランドで使用するクレーンを納入する際、基礎が砂でできていたため、これを行うことはできなかった。最終的に彼は油圧アキュムレーターを開発した。これは鋳鉄製のシリンダーで、非常に重い重りを支えるプランジャーが取り付けられていた。プランジャーはゆっくりと上昇して水を吸い込み、重りの下向きの力が十分に大きくなり、その下の水を大きな圧力でパイプに押し込むことができるようになる。この発明により、はるかに大量の水を一定の圧力でパイプに押し込むことができるようになり、クレーンの荷重容量が大幅に増加した。^[43]

1883年にイタリア海軍に発注され、1950年代半ばまで使用されていた彼のクレーンの1つは、現在では荒廃した状態でヴェネツィアに残っています。 ^[44]

クレーンの設計には、3 つの主要な考慮事項があります。まず、クレーンは荷物の重量を持ち上げることができなければなりません。次に、クレーンは倒れてはいけません。最後に、クレーンが構造的に破損してはいけません。

• 機械原理の例
• タワークレーンでは、ブームを左右に「スイング」させたり、台車（または移動体）を出し入れしたり、荷物を上げ下げしたりすることができます。
• 
  ブラジル・リオデジャネイロの旧石川島セルメタル造船所のクレーンが故障。メンテナンス不足と機器の誤用が原因。
• 
  クレーンには、荷重に応じて、フック、ブロック、スプレッダー バー、および「チョーカー」 ラインなど、さまざまな取り付け具を取り付けることができます(左)。クレーンは地上から遠隔操作できるため、クレーン上からの視界は狭くなりますが、より正確な制御が可能になります (右)。

安定性のためには、クレーンのベース周りのすべてのモーメントの合計がゼロに近くなければならず、そうしないとクレーンが転倒する。 ^[45]実際には、持ち上げることが許される荷重の大きさ（米国では「定格荷重」と呼ばれる）は、クレーンが転倒する荷重よりも低い値であり、安全マージンが確保されている。

移動式クレーンの米国規格では、クローラクレーンの安定性制限定格荷重は転倒荷重の 75% です。アウトリガーで支えられた移動式クレーンの安定性制限定格荷重は転倒荷重の 85% です。これらの要件は、クレーン設計の追加の安全関連の側面とともに、アメリカ機械学会の ASME B30.5-2018 Mobile and Locomotive Cranesで規定されています。

船舶や海洋プラットフォームに搭載されたクレーンの基準は、船舶の動揺によりクレーンに動的荷重がかかることから、やや厳しくなっています。さらに、船舶やプラットフォームの安定性も考慮する必要があります。

固定式台座またはキングポスト搭載クレーンの場合、ブーム、ジブ、および荷重によって発生するモーメントは、台座ベースまたはキングポストによって抵抗されます。ベース内の応力は、材料の降伏応力よりも小さくなければなりません。そうでない場合、クレーンは故障します。

動的揚力係数 (DLF) は設計動的係数とも呼ばれ、クレーンの設計と操作において重要なパラメータです。これは、揚重操作中にクレーンの構造とコンポーネントにかかる負荷を増大させる可能性のある動的効果を考慮します。これらの効果には次のものが含まれます。

• 重要な要素である荷物の巻き上げ加速と減速。
• 旋回やラッフィングなどのクレーンの動作。
• 荷物の揺れ。
• クレーン、荷物、索具に作用する風の力。
• オペレータエラーまたはその他の予期しないイベント。

新しいクレーン設計の DLF は、関連する設計仕様に従った解析計算と数学モデルで決定できます。入手可能な場合は、同様のクレーンの以前のテストのデータを使用して DLF を推定できます。有限要素解析やその他のシミュレーション技術などのより高度な方法を使用して、設計者または認証機関が適切と判断したさまざまな負荷条件下でのクレーンの動作をモデル化することもできます。実際の DLF を確認するには、ロードセル、加速度計、ひずみゲージなどの計測機器を使用して、完成したクレーンで制御負荷テストを実施できます。このプロセスは通常、クレーンの型式承認の一部です。

クレーンや吊り上げ対象物が浮体船上にあるオフショア吊り上げでは、波の作用による追加の動きがあるため、陸上吊り上げに比べてDLFが高くなります。^[46]この動きにより追加の加速力が生じ、荷がデッキの近くにある場合に繰り返し衝突するリスクを最小限に抑えるために、巻き上げ速度と巻き下げ速度を上げる必要があります。さらに、水中にある物体や飛沫帯を通過する物体を吊り上げると、DLFがさらに増加し​​ます。^[47]風速も陸上よりも高くなる傾向があります。

実際の DLF 値は代表的な動作条件下でのクレーン テストによって決定されますが、設計仕様をガイドとして使用できます。値はクレーンの種類と使用法を反映した仕様によって異なります。以下に一般的な値の例を示します。

• ジブクレーンは移動式ガントリークレーン（）に比べて剛性が高いため、一般的にDLF（）は低くなります。^{[46] [48]}${\textstyle \psi \approx 1.3}$${\displaystyle \psi \approx 1.6}$
• グラブクレーンの場合、吊り上げられた材料の放出によって生じる衝撃荷重を反映して、DLFは20％から30％増加する可能性がある。[ ^46]
• クレーンは安全性と安定性を確保するために重い荷物を低速で運航する傾向があるため、吊り上げ物の質量が増加すると、一般的にDLFは減少します。洋上吊り上げの場合、DLFは通常100トンで1.3、2500トンで1.1に減少します。^[49]

DLFを決定する方法はクレーンの仕様によって異なります。次の式は1つの仕様の例です。^[46]

作業荷重（吊り荷）とは、クレーンが通常の運転条件下で安全に持ち上げられるように設計された総重量である。^[46]

${\displaystyle W=g\cdot (m_{wll}+m_{a})}$

どこ

${\textstyle W}$作業負荷は

${\textstyle g}$重力の加速度です。

${\textstyle m_{wll}}$最大吊り上げ質量であり、クレーン作業荷重限界（WLL）または安全作業荷重（SWL）とも呼ばれ、

${\textstyle m_{a}}$ 吊り上げられた質量とともに移動する吊り上げ装置またはクレーンの部品の質量です。

DLFはクレーンの構造と部品に加わる力を決定するための乗数として使用される^[46]

${\displaystyle F_{d}=\psi \ \cdot W}$

どこ

${\textstyle F_{d}}$デザインの力であり、

${\textstyle \psi }$ DLFです。

DLFは^{[46]を使って計算できる。}

${\displaystyle \psi =1+V_{R}\cdot {\sqrt {C/(W\cdot g)}}}$

どこ

${\textstyle V_{R}}$は、持ち上げられた物体とフックの間の、持ち上げ時の相対速度であり、

${\textstyle C}$ フックにおけるクレーンシステムの剛性です。

相対速度はクレーンの動作要件に依存し、フックにおけるシステムの剛性は計算または荷重たわみテストによって決定できます。

このセクションで概説するクレーンの種類は、主な用途分野に基づいて分類されています。

• 工事
  • トラック搭載型
  • ローダ
  • 伸縮式
  • 荒れた地形
  • 全地形
  • クローラー
  • ピックアンドキャリー
  • キャリーデッキ
  • テレスコピックハンドラー
  • ブロック設定
  • タワー
  • クライミングクレーン

• 貨物取扱
  • リーチスタッカー
  • サイドリフター
  • ストラドルキャリア

• 産業
  • 指輪
  • ハンマーヘッド
  • 水平ラフィング
  • オーバーヘッド
  • ガントリー
  • ジブ
  • バルクハンドリング
  • スタッカー

• マリン
  • フローティング
  • デッキ
• その他のタイプ
  • 鉄道
  • 航空写真

最も基本的なトラック搭載型クレーンの構成は「ブームトラック」または「ローリーローダー」であり、商用トラックのシャーシに後部回転伸縮ブームクレーンが搭載されている。^{[50] [51]}

大型で、より頑丈な、専用の「トラック搭載型」クレーンは、2 つの部分で構成されています。キャリア (下部 と呼ばれることが多い)と、ブームを含む吊り上げコンポーネント (上部と呼ばれる) です。これらはターンテーブルを介して結合され、上部が左右にスイングできるようにします。これらの最新の油圧式トラック クレーンは通常、単発の機械で、同じエンジンが下部キャリッジとクレーンに動力を与えます。上部は通常、下部に取り付けられたポンプからターンテーブルを介して流れる油圧によって動力を得ます。油圧式トラック クレーンの旧モデル設計では、2 つのエンジンがありました。1 つは下部のエンジンでクレーンを道路まで牽引し、アウトリガーとジャッキ用の油圧ポンプを動かしました。1 つは上部のエンジンで、独自の油圧ポンプを介して上部を動かしました。多くの古いオペレータは、老朽化し​​た新しい設計のクレーンのターンテーブルのシールが漏れているため、2 エンジン システムを好みます。 Hiabは1947年に世界初の油圧式トラック搭載型クレーンを発明しました。^[52] Hiabという名前は、1944年にスウェーデンのフディクスヴァルで、トラックのエンジンを油圧を利用してローダークレーンに動力として利用する方法を思いついたスキー製造業者のEric Sundinによって設立された会社、Hydrauliska Industri ABの一般的な略称に由来しています。

一般的に、これらのクレーンは高速道路を走行できるため、重量やサイズの制限（現地の法律など）がない限り、クレーンを輸送するための特別な装置は必要ありません。制限がある場合、ほとんどの大型クレーンには、荷重を複数の車軸に分散するのに役立つ特別なトレーラーが装備されているか、要件を満たすために分解できるようになっています。カウンターウェイトがその一例です。多くの場合、クレーンの後ろには、移動のために取り外されたカウンターウェイトを運ぶ別のトラックが続きます。さらに、一部のクレーンでは上部全体を取り外すことができます。ただし、これは通常、大型クレーンでのみ問題となり、Link-Belt HC-238 などの従来のクレーンで行われることがほとんどです。現場で作業する場合、アウトリガーをシャーシから水平に伸ばし、次に垂直に伸ばして、静止時および巻き上げ時にクレーンを水平にして安定させます。多くのトラッククレーンには、荷重を吊り下げた状態で低速走行（時速数マイル）できる機能があります。転倒防止の安定性はシャーシサスペンションの剛性に大きく左右されるため、移動方向から横に荷物が振れないように細心の注意を払う必要があります。このタイプのクレーンのほとんどは、アウトリガーによる安定性以上の可動式カウンターウェイトも備えています。クレーンの重量のほとんどがカウンターウェイトの役割を果たすため、後方に直接吊り下げられた荷物が最も安定しています。工場で計算されたチャート (または電子安全装置) は、クレーンオペレーターが、静止 (アウトリガー) 作業の最大安全荷重、および (ゴム上の) 荷重と移動速度を決定するために使用されます。

トラッククレーンの吊り上げ能力は、約14.5ショートトン（12.9ロングトン、13.2  t）から約2,240ショートトン（2,000ロングトン、2,032 t）までの範囲です。^{[53] [54]}ほとんどのクレーンは180度程度しか回転しませんが、より高価なトラック搭載型クレーンは360度回転することができます。

• トラック搭載型クレーンの例
• 
  ロシア鉄道部隊の自動車クレーン
• 
  橋を建設するトラック搭載クレーン
• 
  道路走行構成のトラック搭載型クレーン

ローダークレーン（ナックルブームクレーンまたは関節式クレーンとも呼ばれる）は、トラックまたはトレーラーに取り付けられた油圧駆動の関節式アームであり、車両貨物の積み下ろしに使用されます。クレーンを使用していないときは、多数の関節部分を小さなスペースに折りたたむことができます。1つまたは複数のセクションが伸縮式になっている場合があります。多くの場合、クレーンはある程度自動化されており、オペレーターの指示なしに荷降ろしや収納を行うことができます。

ほとんどのクレーンとは異なり、オペレーターは積荷を確認するために車両の周りを移動する必要があります。そのため、最新のクレーンには、クレーンに取り付けられた油圧制御レバーを補完する、ポータブルなケーブル接続または無線接続の制御システムが装備されている場合があります。

英国とカナダでは、このタイプのクレーンは俗に「Hiab」と呼ばれることが多い。これは、このメーカーがローダークレーンを発明し、英国市場に最初に参入したことと、その特徴的な名前がブームアームに目立つように表示されていたためである。^[55]

ロールローダークレーンは、車輪付きのシャーシに取り付けられたローダークレーンです。このシャーシはトレーラーに乗ることができます。クレーンはトレーラー上で移動できるため、軽量クレーンとなり、トレーラーでより多くの商品を輸送できます。

伸縮式クレーンのブームは、互いに重なり合う多数のチューブで構成されています。油圧シリンダーまたはその他の動力機構によってチューブが伸縮し、ブームの全長が増減します。このタイプのブームは、短期建設プロジェクト、救助作業、ボートの水中への出し入れなどによく使用されます。伸縮式ブームは比較的コンパクトなため、多くの移動用途に適応できます。

すべての伸縮式クレーンが移動式クレーンというわけではありませんが、その多くはトラック搭載型です。

伸縮式タワークレーンには伸縮式マストがあり、その上に上部構造 (ジブ) が付いている場合が多く、タワークレーンとして機能します。伸縮式タワークレーンの中には、伸縮式ジブが付いているものもあります。

ラフテレーンクレーンは、オフロードでのピックアンドキャリー作業用に設計された4つのゴムタイヤの上の下部キャリッジにブームが取り付けられています。アウトリガーは、クレーンを水平に保ち、吊り上げ時に安定させるために使用されます。^[56]

これらの伸縮式クレーンは、クローラー クレーンと同様に、同じエンジンが下部構造とクレーンに動力を供給する単一エンジンの機械です。エンジンは通常、クローラー クレーンのように上部構造ではなく下部構造に取り付けられています。ほとんどのクレーンは 4 輪駆動と 4 輪操舵を備えており、標準的なトラック クレーンよりも狭く滑りやすい地形を移動でき、現場の準備も少なくて済みます。

全地形クレーンは、トラック搭載型クレーンの走行性とラフテレーンクレーンの現場での操縦性を組み合わせたハイブリッドです。公道で高速走行できるだけでなく、全輪駆動とクラブステアリングを使用して現場での不整地での操縦も可能です。

ATは2～12の車軸を持ち、最大2,000トン（2,205ショートトン、1,968ロングトン）の荷物を持ち上げられるように設計されています。^[57]

クローラクレーンのブームは、安定性と機動性の両方を提供するクローラクレーンを備えた下部構造に取り付けられています。クローラクレーンの吊り上げ能力は、 XGC88000クローラクレーンからわかるように、約40～4,000ロングトン（44.8～4,480.0ショートトン、40.6～4,064.2トン）です。^[58]

クローラークレーンの主な利点は、移動性と使用性に優れていることです。クレーンを最小限の改良で現場で操作でき、アウトリガーなしでも軌道上で安定して操作できます。幅の広い軌道は重量を広範囲に分散し、車輪よりも軟弱地盤を沈み込まずに横断するのに適しています。クローラークレーンは荷物を積んで移動することもできます。主な欠点は重量が重いため、輸送が困難で費用がかかることです。通常、大型クローラーは少なくともブームとキャブに分解し、トラック、貨車、または船で次の場所に移動する必要があります。^[59]

ピックアンドキャリークレーンは、公道を移動できるように設計されている点で移動式クレーンに似ていますが、安定脚やアウトリガーがなく、荷物を持ち上げて狭い範囲内で目的地まで運び、次の作業場所まで運転できるように設計されています。ピックアンドキャリークレーンは、作業現場間の距離が長いオーストラリアで人気があります。オーストラリアで人気のメーカーの 1 つは Franna でしたが、その後 Terex に買収され、現在ではピックアンドキャリー クレーンは他のメーカー製であってもすべて「Frannas」と呼ばれています。オーストラリアの中規模および大規模クレーン会社のほとんどが少なくとも 1 台は所有しており、多くの会社がこれらのクレーンを所有しています。最大吊り上げ能力は 10 から 40 t (9.8 から 39.4 ロング トン、11 から 44 ショート トン) ですが、荷物がクレーンの前方から離れるほど、この能力は大幅に低下します。ピックアンドキャリー クレーンは、セットアップ時間が大幅に短縮されるため、通常は小型トラック クレーンで行われる作業に取って代わっています。また、多くの鉄鋼加工工場でもピックアンドキャリー クレーンが使用されています。これは、加工された鉄鋼セクションを「運び」、比較的簡単に必要な場所に配置できるためです。

キャリー デッキ クレーンは、中央に 360 度回転するブームがあり、ブームの真下に運転席がある小型の 4 輪クレーンです。後部にはエンジンがあり、車輪の上は平らなデッキになっています。まさにアメリカの発明であるキャリー デッキは、限られたスペースで荷物を吊り上げ、それを運転席またはエンジンの周りのデッキ スペースに積み込み、その後別の場所に移動することができます。キャリー デッキの原理は、ピック アンド キャリー クレーンのアメリカ版で、どちらもクレーンで荷物を短距離移動できます。

テレスコピックハンドラーは、クレーンのような伸縮式ブームにフォークセットが取り付けられたフォークリフトのようなトラックです。初期のテレスコピックハンドラーは一方向にのみ持ち上げることができ、回転しませんでした。 ^[60]しかし、いくつかのメーカーはターンテーブルを介して360度回転するテレスコピックハンドラーを設計しており、これらの機械はラフテレーンクレーンとほとんど同じように見えます。これらの新しい360度テレスコピックハンドラー/クレーンモデルには、持ち上げる前に下ろす必要があるアウトリガーまたはスタビライザー脚がありますが、設計が簡素化されているため、より迅速に展開できます。これらの機械は、多くの新しい建設現場でレンガのパレットを扱ったり、フレームトラスを設置したりするためによく使用され、小型のテレスコピックトラッククレーンの仕事の多くを侵食しました。世界の軍隊の多くがテレスコピックハンドラーを購入しており、これらのいくつかははるかに高価な完全回転タイプです。オフロード性能と、フォークを使用してパレットを降ろしたり、クレーンのように持ち上げたりできる現場での多用途性により、貴重な機械となっています。

ブロッククレーンはクレーンの一種で、防波堤や防波堤、石橋脚などの建設に使われる大きな石ブロックを設置するために使われました。

タワークレーンは同じ基本部品で構成されるバランスクレーンの最新型です。コンクリートスラブの地面に固定され (場合によっては構造物の側面に取り付けられる)、タワークレーンは通常、高さと吊り上げ能力の最適な組み合わせを提供し、高層ビルの建設に使用されます。次に、ベースがマストに取り付けられ、クレーンの高さが決まります。さらに、マストは旋回ユニット (ギアとモーター) に取り付けられ、クレーンの回転を可能にします。旋回ユニットの上には、長い水平ジブ (作業アーム)、短いカウンタージブ、および運転席の 3 つの主要部品があります。

建設現場におけるタワークレーンの位置の最適化は、プロジェクトの資材輸送コストに重要な影響を及ぼします。^[61]

長い水平ジブは、クレーンで荷物を運ぶ部分です。カウンタージブは、通常コンクリートブロックのカウンターウェイトを運び、ジブはクレーンの中心に荷物を吊り下げます。クレーンオペレーターは、タワー上部の運転席に座るか、地上から無線リモートコントロールでクレーンを操作します。前者の場合、運転席は、ターンテーブルに取り付けられたタワー上部に配置されることが多いですが、ジブに取り付けたり、タワーの途中に取り付けることもできます。クレーンオペレーターは、電動モーターを使用してワイヤーロープケーブルを滑車システムを通して操作し、吊りフックを操作します。フックは、モーターも内蔵された荷物を吊り上げる長い水平アームに配置されています。

荷物をフックに掛けたり外したりするために、オペレーターは通常、信号手 (「ドッガー」、「リガー」または「スワンパー」と呼ばれる) と連携して作業します。ほとんどの場合、彼らは無線で連絡を取り合い、常に手信号を使用します。リガーまたはドッガーはクレーンの吊り上げスケジュールを指示し、リギングと荷物の安全性に責任を負います。

タワークレーンのフック下の高さは100メートル以上に達する。^[62]

• タワークレーンの例
• 
  モンブラン山頂のタワークレーン
• 
  タワークレーンキャビン
• 
  「ラフィング」ジブ付きタワークレーン
• タワークレーンでは、吊りフックを下ろす前に軸を中心に回転します。

タワークレーン は、建設業やその他の産業で、資材を吊り上げたり移動したりするために広く使用されています。タワークレーンには多くの種類があります。種類は異なりますが、主な部品は次のとおり同じです。

• マスト: クレーンの主支持塔。設置時に互いに接続される鋼鉄トラス部分で作られています。
• 旋回ユニット：旋回ユニットはマストの上部にあります。これはクレーンを回転させるエンジンです。
• 運転室: ほとんどのタワークレーンでは、運転室は旋回ユニットの真上にあります。運転室には、操作コントロール、荷重移動表示システム (LMI)、スケール、風速計などが設置されています。
• ジブ: ジブ、つまり操作アームは、クレーンから水平に伸びます。「ラフィング」ジブは上下に動くことができます。固定ジブには、下側に沿って走行し、荷物を水平に移動させるローリング トロリー カーが付いています。
• カウンタージブ：カウンターウェイト、ホイストモーター、ホイストドラム、電子機器を収納します。^[63]
• ホイスト ウインチ: ホイスト ウインチ アセンブリは、ホイスト ウインチ (モーター、ギアボックス、ホイスト ドラム、ホイスト ロープ、ブレーキ)、ホイスト モーター コントローラー、およびプラットフォームなどのサポート コンポーネントで構成されます。多くのタワークレーンには、2 つ以上の速度を備えたトランスミッションが備わっています。
• フック: フックは、材料をクレーンに接続するために使用され、ホイストロープの先端から吊り下げられるか (ラッフィングジブクレーンの場合)、またはトロリーを通して配線されます (ハンマーヘッドクレーンの場合)。
• 重り：カウンターデッキの後方には、持ち上げられた貨物の重量を補い、重心を支持塔の上に保つために、大型の可動式コンクリートカウンターウェイトが取り付けられています。^[64]

タワークレーンは通常、より長い到達距離を持つ伸縮式ジブ（移動式）クレーン（下記の「自立式クレーン」も参照）によって組み立てられ、非常に高い超高層ビルの建設中に上昇したタワークレーンの場合は、完成したタワーの屋上に小型のクレーン（またはデリック）が持ち上げられ、その後タワークレーンを解体することが多く、これは設置よりも困難な場合がある。^[65]

タワークレーンを遠隔操作で操作できるため、クレーンオペレーターがクレーン上部の運転席に座る必要がなくなります。

各モデルと各スタイルのタワークレーンには、構成に応じて利用可能なあらゆる半径に適用できる所定の吊り上げチャートがあります。移動式クレーンと同様に、タワークレーンでは、最大半径よりも回転中心に近い場所で、はるかに大きな質量の物体を吊り上げることができます。オペレーターは、いくつかのレバーとペダルを操作して、クレーンの各機能を制御します。

タワークレーンを建物、道路、電線、または他のタワークレーンの近くで使用する場合は、タワークレーン衝突防止システムが使用されます。このオペレーター支援システムは、タワークレーンと他の構造物との間で危険な衝突が発生するリスクを軽減します。

フランスなど一部の国では、タワークレーンの衝突防止システムが義務付けられている。^[66]

一般的には歩行操作タワークレーンの一種である自立式タワークレーンは、単一ユニットとして輸送され、大型の移動式クレーンの助けを借りずに資格のある技術者が組み立てることができます。自立式タワークレーンはアウトリガー上に設置され、カウンタージブがなく、カウンターウェイトとバラストがマストの基部にあり、自力で上昇できず、標準的なタワークレーンに比べて容量が少なく、運転席がほとんどない底部旋回式クレーンです。

場合によっては、小型の自立式タワークレーンでは、現場でのクレーンの操作を容易にするために、タワーセクションに車軸が恒久的に取り付けられていることがあります。

タワークレーンはまた、油圧式ジャッキフレームを使用して、最初の組み立て段階以降は他のクレーンの助けを借りずに、自ら上昇して新しいタワーセクションを追加することもできます。このようにして、建物が上昇するにつれて、建物に結び付けられると、最も高い超高層ビルを建設するために必要なほぼ任意の高さまで成長することができます。タワークレーンの最大サポートなしの高さは約265フィートです。^[67]クレーンが高くなる動画については、YouTubeの「Crane Building Itself」をご覧ください。^[68]

このようなクレーンが使用されている別のアニメーションについては、YouTubeの「SASタワー建設シミュレーション」を参照してください。^[69]ここでは、クレーンを使用して足場を建て、その足場には橋の尖塔の一部を持ち上げるためのガントリーが含まれています。

多くのタワークレーンでは、段階的に「ジャンプ」して次のレベルに効果的に上昇するように設計されています。クライミングクレーンの特殊な例として、Lagerwey Wind とEnercon ^{[この段落には引用が必要です]が}風力タービンタワーの建設に導入しました。このタワーでは、大型クレーンを建てる代わりに、小型のクライミングクレーンが構造物の構造とともに上昇し、発電機ハウジングを最上部まで持ち上げ、ローターブレードを追加してから降りることができます。

リーチ スタッカーは、小規模ターミナルまたは中規模港で複合一貫輸送貨物コンテナの取り扱いに使用される車両です。リーチ スタッカーは、コンテナを短距離に非常に速く輸送し、アクセスに応じてさまざまな列に積み重ねることができます。

サイドリフタークレーンは、ISO 規格のコンテナを吊り上げて輸送できる道路走行可能なトラックまたはセミトレーラーです。コンテナの吊り上げは、地上または鉄道車両からコンテナを吊り上げることができる平行クレーンのようなホイストを使用して行われます。

トラベルリフト（ボートガントリークレーン、ボートクレーンとも呼ばれる）は、2つの長方形のサイドパネルが、一方の端の上部にある1本のスパンビームで結合されたクレーンです。クレーンは移動可能で、各コーナーに1つずつ、4組の操縦可能な車輪が付いています。これらのクレーンを使用すると、マストや背の高い上部構造物のあるボートを水から引き上げ、ドックやマリーナ周辺を輸送できます。^{[70]船舶を2つの水位間で移動させるために使用される機械装置（}ボートリフトとも呼ばれます）と混同しないでください。

ストラドルキャリアは複合輸送コンテナを移動し、積み重ねます。

リングクレーンは、これまでに設計された陸上クレーンの中で最大かつ最も重いクレーンです。リング状のトラックがメインの上部構造を支え、非常に重い荷重（最大数千トン）に耐えることができます。

「ハンマーヘッド」または巨大カンチレバークレーンは、固定ジブクレーンで、鉄筋のタワーで構成され、その上で回転する大きな水平の二重カンチレバーがあります。このカンチレバーまたはジブの前部には吊り上げトロリーが取り付けられ、ジブは機械の支持と重量の釣り合いをとるために後方に伸びています。吊り上げと回転の動きに加えて、いわゆる「ラック」動作が提供され、これにより吊り上げトロリーは荷物を吊り下げたまま、荷物の高さを変えずにジブに沿って出し入れできます。このような荷物の水平移動は、後のクレーン設計の顕著な特徴です。^[71]これらのクレーンは一般に大型で、最大 350 トンを吊り上げることができます。^[72]

ハンマークランの設計は、19世紀初頭にドイツで最初に開発され、1904年から1914年にかけてイギリスの 造船所で戦艦建造計画を支援するために採用され、開発された。ハンマーヘッドクレーンは重量物を持ち上げることができるため、装甲板や砲身など戦艦の大型部品を設置するのに便利だった。巨大カンチレバークレーンはまた、日本やアメリカの海軍造船所にも設置された。イギリス政府はシンガポール海軍基地（1938年）にも巨大カンチレバークレーンを設置し、後にそのコピーがシドニーのガーデンアイランド海軍造船所（1951年）に設置された。これらのクレーンはイギリスから遠く離れた場所で活動する艦隊の修理支援を行った。

大英帝国では、エンジニアリング会社であるサー・ウィリアム・アロール・アンド・カンパニーが巨大カンチレバークレーンの主な製造業者であり、同社は合計14台を製造した。世界で製造された60台のうち、残っているのはわずかで、全世界で約15台のうち、イングランドとスコットランドに7台ある。^[73]

タイタン・クライドバンクはクライド川にある4羽のスコットランド産ツルのうちの1羽で、観光名所として保存されています。

通常、ヒンジ付きジブを備えたクレーンでは、ジブが動く（またはラフィングする）と、フックも上下に動く傾向があります。レベル ラフィング クレーンは、この一般的な設計のクレーンですが、ジブが内側または外側に旋回したときにフックを同じレベルに保つための追加メカニズムを備えています。

An overhead crane, also known as a bridge crane, is a type of crane where the hook-and-line mechanism runs along a horizontal beam that itself runs along two widely separated rails. Often it is in a long factory building and runs along rails along the building's two long walls. It is similar to a gantry crane. Overhead cranes typically consist of either a single beam or a double beam construction. These can be built using typical steel beams or a more complex box girder type. Pictured on the right is a single bridge box girder crane with the hoist and system operated with a control pendant. Double girder bridge are more typical when needing heavier capacity systems from 10 tons^[which?] and above. The advantage of the box girder type configuration results in a system that has a lower deadweight yet a stronger overall system integrity. Also included would be a hoist to lift the items, the bridge, which spans the area covered by the crane, and a trolley to move along the bridge.

The most common overhead crane use is in the steel industry. At every step of the manufacturing process, until it leaves a factory as a finished product, steel is handled by an overhead crane. Raw materials are poured into a furnace by crane, hot steel is stored for cooling by an overhead crane, the finished coils are lifted and loaded onto trucks and trains by overhead crane, and the fabricator or stamper uses an overhead crane to handle the steel in his factory. The automobile industry uses overhead cranes for handling of raw materials. Smaller workstation cranes handle lighter loads in a work-area, such as CNC mill or saw.

Almost all paper mills use bridge cranes for regular maintenance requiring removal of heavy press rolls and other equipment. The bridge cranes are used in the initial construction of paper machines because they facilitate installation of the heavy cast iron paper drying drums and other massive equipment, some weighing as much as 70 tons.

In many instances the cost of a bridge crane can be largely offset with savings from not renting mobile cranes in the construction of a facility that uses a lot of heavy process equipment.

This electric overhead traveling crane is most common type of overhead crane, found in many factories. These cranes are electrically operated by a control pendant, radio/IR remote pendant, or from an operator cabin attached to the crane.

A gantry crane has a hoist in a fixed machinery house or on a trolley that runs horizontally along rails, usually fitted on a single beam (mono-girder) or two beams (twin-girder). The crane frame is supported on a gantry system with equalized beams and wheels that run on the gantry rail, usually perpendicular to the trolley travel direction. These cranes come in all sizes, and some can move very heavy loads, particularly the extremely large examples used in shipyards or industrial installations. A special version is the container crane (or "Portainer" crane, named by the first manufacturer), designed for loading and unloading ship-borne containers at a port.

Most container cranes are of this type.

A jib crane is a type of crane - not to be confused with a crane rigged with a jib to extend its main boom - where a horizontal member (jib or boom), supporting a moveable hoist, is fixed to a wall or to a floor-mounted pillar. Jib cranes are used in industrial premises and on military vehicles. The jib may swing through an arc, to give additional lateral movement, or be fixed. Similar cranes, often known simply as hoists, were fitted on the top floor of warehouse buildings to enable goods to be lifted to all floors.

Bulk-handling cranes are designed from the outset to carry a shell grab or bucket, rather than using a hook and a sling. They are used for bulk cargoes, such as coal, minerals, scrap metal etc.

A crane with a forklift type mechanism used in automated (computer-controlled) warehouses (known as an automated storage and retrieval system (AS/RS)). The crane moves on a track in an aisle of the warehouse. The fork can be raised or lowered to any of the levels of a storage rack and can be extended into the rack to store and retrieve the product. The product can in some cases be as large as an automobile. Stacker cranes are often used in the large freezer warehouses of frozen food manufacturers. This automation avoids requiring forklift drivers to work in below-freezing temperatures every day.

Floating cranes are used mainly in bridge building and port construction, but they are also used for occasional loading and unloading of especially heavy or awkward loads on and off ships. Some floating cranes are mounted on pontoons, others are specialized crane barges with a lifting capacity exceeding 10,000 short tons (8,929 long tons; 9,072 t) and have been used to transport entire bridge sections. Floating cranes have also been used to salvage sunken ships.

Crane vessels are often used in offshore construction. The largest revolving cranes can be found on SSCV Sleipnir, which has two cranes with a capacity of 10,000 tonnes (11,023 short tons; 9,842 long tons) each. For 50 years, the largest such crane was "Herman the German" at the Long Beach Naval Shipyard, one of three constructed by Nazi Germany and captured in the war. The crane was sold to the Panama Canal in 1996 where it is now known as Titan.^[74]

Deck cranes, also known as shipboard or cargo cranes,^[75] are located on ships and boats, used for cargo operations where no shore unloading facilities are available, raising and lowering loads (such as shellfish dredges and fish nets) into the water, and small boat unloading and retrieval. Most are diesel-hydraulic or electric-hydraulic, supporting an increasingly automated control interface.^[76]

A railroad crane has flanged wheels for use on railroads.

The simplest form is a crane mounted on a flatcar. More capable devices are purpose-built. Different types of crane are used for maintenance work, recovery operations and freight loading in goods yards and scrap handling facilities.

Aerial cranes or "sky cranes" usually are helicopters designed to lift large loads. Helicopters are able to travel to and lift in areas that are difficult to reach by conventional cranes. Helicopter cranes are most commonly used to lift loads onto shopping centers and high-rise buildings. They can lift anything within their lifting capacity, such as air conditioning units, cars, boats, swimming pools, etc. They also perform disaster relief after natural disasters for clean-up, and during wild-fires they are able to carry huge buckets of water to extinguish fires.

Some aerial cranes, mostly concepts, have also used lighter-than air aircraft, such as airships.

Lifetime of existing cranes made of welded metal structures can often be extended for many years by after treatment of welds. During development of cranes, load level (lifting load) can be significantly increased by taking into account the IIW recommendations, leading in most cases to an increase of the permissible lifting load and thus to an efficiency increase.^[77]

The generally accepted definition of a crane is a machine for lifting and moving heavy objects by means of ropes or cables suspended from a movable arm. As such, a lifting machine that does not use cables, or else provides only vertical and not horizontal movement, cannot strictly be called a 'crane'.

Types of crane-like lifting machine include:

More technically advanced types of such lifting machines are often known as "cranes", regardless of the official definition of the term.

• Finnieston Crane, a.k.a. the Stobcross Crane
  • Category A-listed example of a "hammerhead" (cantilever) crane in Glasgow's former docks, built by the William Arrol company.
  • 50 m (164 ft) tall, 175 tonnes (172 long tons; 193 short tons) capacity, built 1926
• Taisun
  • double bridge crane at Yantai, China.
  • 20,000 tonnes (22,046 short tons; 19,684 long tons) capacity, World Record Holder
  • 133 m (436 ft) tall, 120 m (394 ft) span, lift-height 80 m (262 ft)
• Kockums Crane
  • shipyard crane formerly at Kockums, Sweden.
  • 138 m (453 ft) tall, 1,500 tonnes (1,500 long tons; 1,700 short tons) capacity, since moved to Ulsan, South Korea
• Samson and Goliath (cranes)
  • two gantry cranes at the Harland & Wolff shipyard in Belfast built by Krupp
  • Goliath is 96 m (315 ft) tall, Samson is 106 m (348 ft)
  • span 140 m (459 ft), lift-height 70 m (230 ft), capacity 840 tonnes (830 long tons; 930 short tons) each, 1,600 tonnes (1,600 long tons; 1,800 short tons) combined
• Breakwater Crane Railway
  • self-propelled steam crane that formerly ran the length of the breakwater at Douglas.
  • ran on 10 ft (3,048 mm) gauge track, the broadest in the British Isles
• Liebherr TCC 78000^[78]
  • Heavy-duty gantry crane used for heavy lifting operated in Rostock, Germany.
  • 1,600 tonnes (1,570 long tons; 1,760 short tons) capacity, 112 m (367 ft) lift-height

Crane operators are skilled workers and heavy equipment operators.

Key skills that are needed for a crane operator include:

• An understanding of how to use and maintain machines and tools
• Good team working skills
• Attention to details
• Good spatial awareness.
• Patience and the ability to stay calm in stressful situations^[79]

The ISO 4306 series of specifications establish the vocabulary for cranes:^[80]

• Part 1: General
• Part 2: Mobile cranes
• Part 3: Tower cranes
• Part 4: Jib cranes
• Part 5: Bridge and gantry cranes

• Luffing
• Slewing
• Hoisting

History of cranes

• コールトン、JJ (1974)、「初期ギリシャ建築におけるリフティング」、ヘレニック研究ジャーナル、94 : 1–19、doi :10.2307/630416、JSTOR  630416、S2CID  162973494
• ディネル、ハンス・リウジャー。ヴォルフガング・マイヘルナー (1997)、「Der Tretradkran」、ドイツ博物館出版物(Technikgeschichte シリーズ) (第 2 版)、ミュンヘン
• ランカスター、リン（1999）「トラヤヌスの記念柱の建設」アメリカ考古学ジャーナル、103（3）：419–439、doi：10.2307/506969、JSTOR  506969、S2CID  192986322
• マテウス、マイケル (1996)、「Mittelalterliche Hafenkräne」、リンドグレーン、ユタ(編)、Europäische Technik im Mittelalter。 800 から 1400。伝統と革新(第 4 版)、ベルリン: Gebr。マン・フェルラーク、345–348ページ、ISBN 3-7861-1748-9
• マティーズ、アンドレア（1992）、「中世の踏み車。建築建設に対する芸術家の見解」、テクノロジーと文化、33（3）：510–547、doi：10.2307/3106635、JSTOR  3106635、S2CID  113201185
• オコナー、コリン（1993）、ローマン・ブリッジズ、ケンブリッジ大学出版局、pp. 47-51、ISBN 0-521-39326-4
•  この記事には、現在パブリック ドメインとなっている出版物のテキストが組み込まれています:  Pitt, Walter (1911)。「Cranes」。Chisholm , Hugh (編) 。Encyclopædia Britannica。第 7 巻 (第 11 版)。Cambridge University Press。pp. 368–372。