Lancement de la machine à poutres pour poutre en béton d'autoroute

 

Principales caractéristiques d'une poutre de lancement d'autoroute

La conception de la machine est axée sur la gestion des défis spécifiques liés au montage de poutres routières :

Poutres principales de grande capacité et solides :Conçu pour soulever les poids extrêmes des-poutres en béton préfabriqué (poutres en I-poutres en U-ou poutres-caissons), qui peuvent peser de200 à plus de 900 tonnes. Ses doubles poutres principales sont incroyablement rigides pour éviter la flexion (déviation minimale) sous charge.

Capacité de-lancement automatique :C’est sa caractéristique déterminante. La machine peut se propulser jusqu'à la travée suivantesans avoir besoin d'un démontage et d'un remontage par une grande grue mobile. Cela se fait grâce à un système intégré de vérins ou de roues hydrauliques qui « font avancer » la structure.

Systèmes de placement de précision :

Palans synchronisés :Plusieurs treuils sur le chariot de levage sont contrôlés par ordinateur-pour soulever et abaisser la poutre parfaitement de niveau.

Micro-Ajustement :Les commandes hydrauliques permettent de-régler avec précision la position de la poutre dans toutes les directions (haut-bas, gauche-droite, avant-arrière) pour un placement précis sur les coussinets d'appui.

Systèmes de guidage :Les opérateurs utilisent des guides laser ou des piquets de géomètre pour obtenir la précision de placement requise.

Pieds de support adaptables :Les pieds avant s'appuient sur le pilier suivant (souvent sur des boutisses temporaires), tandis que les pieds arrière s'appuient sur le pont précédemment construit. La distance entre les jambes peut souvent être ajustée pour différentes longueurs de travée.

Systèmes de sécurité améliorés :

Ancrage automatique :Les pieds se fixent solidement aux piliers et au pont avant tout levage.

Indicateurs de moment de charge (LMI) :Les ordinateurs surveillent le poids de la charge et la stabilité de la grue en-temps réel.

Surveillance de la vitesse du vent :Les opérations sont interrompues si la vitesse du vent dépasse les limites de sécurité.

Échec-Freins sécurisés :Les systèmes de freinage redondants s'enclenchent automatiquement en cas de panne de courant.

Type de machineGrue à portique de lancement automotrice et modulaire
Forme structurellePoutres caissons principales doubles avec chariot de levage aérien
Mode de fonctionnementGroupe motopropulseur électrique ou électro{{0}hydraulique
Système de contrôleContrôle centralisé de la cabine + télécommande sans fil
Capacité de levage nominale200 à 900 tonnes métriques
Vitesse de levage0.5 - 1.0 m/min (à pleine charge)
Vitesse de déplacement du chariot3 - 8 m/min
Vitesse de propulsion du portique5 - 12 m/min
Max. Portée des poutres30 à 50 mètres
Max. Poids de la poutreSelon la capacité nominale (par exemple, 900 T)
Hauteur de levage8 - 15 mètres

Source d'alimentationGroupe électrogène diesel ou connexion au réseau externe
Capacité du générateur200 kVA - 400 kVA (selon la taille)
Système d'entraînementMoteurs hydrauliques ou-moteurs électriques à fréquence contrôlée Fournit une accélération et une décélération en douceur.

 

1. Structure porteuse principale-

Il s’agit du cadre principal qui supporte toutes les charges.

Poutres caissons principales (1 ou 2) :Les poutres longitudinales primaires qui couvrent toute la distance entre les points d'appui. Ils sont généralement conçus comme deux solides et rigidespoutres-caissonsfabriqué en acier-à haute résistance. Cette conception offre une résistance exceptionnelle à la flexion et à la torsion sous l’immense charge d’une poutre en béton.

Pieds/colonnes de support avant :Les structures verticales à l’extrémité avant du portique. Ils transfèrent le poids de la machine et la charge de la poutre soulevéesur la prochaine jetéeà construire. Ils sont souvent-réglables en hauteur.

Pieds/colonnes de support arrière :Les structures verticales à l'arrière du portique. Ils transfèrent du poidssur le tablier du pont précédemment construit. Ils sont essentiels à la stabilité lors des opérations de levage.

Poutres transversales et contreventements :Éléments horizontaux et diagonaux qui relient les deux poutres principales et les pieds de support. Ils garantissent que l’ensemble de la structure agit comme une unité rigide, évitant ainsi la distorsion et maintenant la stabilité géométrique.

2. Système de levage et de manutention

Ce système effectue le levage, le déplacement et la mise en place de la poutre en béton.

Chariot élévateur (Crabe) :L'unité qui se déplace le long du sommet des poutres principales. Il contient les engins de levage.

Palans/Treuils :Moteurs électriques ou hydrauliques puissants avec réducteurs qui enroulent les câbles métalliques pour soulever et abaisser la charge. Il existe généralement plusieurs palans synchronisés pour soulever ensemble.

Câbles métalliques et poulies :Des câbles en acier à haute résistance-acheminés à travers un système de poulies (réas) pour fournir l'avantage mécanique nécessaire au levage de centaines de tonnes.

Poutre d'écartement (cadre de levage) :Un accessoire indispensable qui se connecte à la poutre. Il s'agit d'une poutre rigide qui garantit que la force de levage est appliquée aux points de ramassage désignés de la poutre-, évitant ainsi les contraintes de flexion nocives dans la poutre en béton pendant le levage.

3. Système de propulsion (lancement)

Ce système permet à l'ensemble de la machine d'avancer vers la travée suivante.

Entraînements propulsifs :Moteurs hydrauliques ou moteurs électriques qui fournissent la puissance nécessaire pour déplacer le portique.

Roues ou patins coulissants :Les composants qui interagissent réellement avec la piste de lancement ou le pont. Certains modèles utilisent des roues à pneus en caoutchouc{{1}, tandis que d'autres utilisent des patins coulissants à faible friction.

Nez de lancement (sur certains modèles) :Une extension avant temporaire et légère des poutres principales qui aide à guider le processus de lancement et empêche un basculement excessif.

4. Système de support et de stabilité

Ces composants sécurisent la machine lors du levage et du lancement.

Dispositifs d'ancrage :Pinces hydrauliques ou goupilles mécaniques qui verrouillent solidement les pieds de support aux piliers du pont et au tablier. Il s'agit d'un système de sécurité essentiel qui empêche le portique de bouger ou de se renverser.

Stabilisateurs horizontaux :Des vérins ou des poutres hydrauliques qui fournissent un soutien latéral supplémentaire aux jambes, garantissant qu'elles restent parfaitement verticales sous charge.

Systèmes de levage :Vérins hydrauliques intégrés permettant de-niveler finement l'ensemble de la structure du portique sur les supports afin de garantir sa parfaite horizontalité avant un levage.

5. Système d'alimentation et de contrôle

Le « cerveau et le système nerveux » de la machine.

Unité de puissance :Un gros groupe électrogène diesel ou un point de connexion électrique qui fournit toute la puissance nécessaire aux palans, à la propulsion et aux commandes.

Cabine de l'opérateur :Une cabine climatisée-montée sur le portique, offrant à l'opérateur une vue dégagée et abritant les principales consoles de commande.

Système de contrôle :Un système informatisé sophistiqué utilisant des PLC (Programmable Logic Controllers) pour gérer tous les mouvements. Ses principales fonctions comprennent :

Synchronisation:S'assurer que tous les palans montent et descendent exactement au même rythme.

Contrôle de mouvement :Gérer la rapidité et la précision du mouvement du chariot et du portique.

Télécommande sans fil :Permet à un opérateur de marcher le long de la poutre pour une vue parfaite lors du placement final critique et de l'atterrissage.

Suite de capteurs :

Indicateurs de moment de charge (LMI) :Surveille en permanence le poids sur le crochet.

Anémomètre:Mesure la vitesse du vent et avertit ou arrête les opérations si les limites sont dépassées.

Inclinomètres :Surveiller le niveau du portique et de la poutre.

Fins de course :Empêchez le chariot ou les palans de se déplacer au-delà de leur plage de déplacement sûre.

6. Systèmes de sécurité

Fonctionnalités intégrées dédiées à la prévention des accidents.

Échec-Freins sécurisés :Systèmes de freinage multiples et redondants (mécaniques, hydrauliques) qui s'enclenchent automatiquement en cas de perte de puissance.

Systèmes d'arrêt d'urgence :Boutons d'arrêt d'urgence facilement accessibles sur la cabine et la télécommande.

Capteurs anti-collision :Empêche le chariot d'entrer en collision avec l'extrémité du portique ou avec un autre chariot.

Protection contre les surcharges :Le système de contrôle ne permettra pas un levage dépassant la capacité nominale de la machine.

 

 

 

 

Avantages de l'utilisation d'une machine à poutres de lancement

L'utilisation d'un portique de lancement offre de profonds avantages par rapport aux méthodes traditionnelles telles que l'utilisation de plusieurs grues mobiles, ce qui en fait le choix privilégié pour les projets d'autoroutes surélevées modernes.

1. Efficacité et rapidité inégalées

Processus de chaîne d'assemblage{{0} :La machine crée un cycle très efficace et répétitif : soulever, placer, lancer en avant, répéter. Cette approche systématique accélère considérablement les délais des projets.

Lancement rapide :Sa conception automotrice-lui permet de passer à la travée suivante en quelques heures sans démontage, évitant ainsi les temps d'arrêt associés à la mobilisation et à la démobilisation de grandes grues.

Construction plus rapide :Les projets peuvent progresser à un rythme deune période tous les quelques jours, ce qui est nettement plus rapide que les autres méthodes.

2. Sécurité améliorée

Opérations au sol réduites :La plupart des travaux sont effectués en hauteur, ce qui minimise le nombre de personnes et d'équipements travaillant au niveau du sol dans la « zone dangereuse » sous des charges suspendues.

Stabilité inhérente :La machine est solidement ancrée aux piliers et au tablier robustes du pont, ce qui la rend beaucoup moins sensible à l'instabilité causée par les conditions du sol (par exemple, un sol mou) qui peuvent affecter les grues mobiles.

Systèmes de sécurité intégrés :Des fonctionnalités-intégrées telles que la protection contre les surcharges, les freins automatiques, les moniteurs de vitesse du vent et les systèmes d'ancrage préviennent activement les accidents.

3. Précision et qualité supérieures

Précision millimétrique :Les capacités de synchronisation-contrôlées par ordinateur et de micro-ajustement permettent un placement précis des poutres sur leurs patins d'appui. Cette précision est essentielle pour garantir l’alignement final du tablier et la douceur de la route.

Environnement contrôlé :Le processus de levage et de placement est protégé de nombreuses variables pouvant affecter les grutiers, ce qui conduit à des résultats plus cohérents et de meilleure qualité-.

4. Perturbation du sol et impact environnemental minimes

Travaux d'en haut :La machine nécessite très peu d’espace au sol sous l’alignement du pont. C’est son avantage le plus significatif pour les projets en :

Zones urbaines :Sur les routes, voies ferrées ou bâtiments existants avec une perturbation minimale de la circulation.

Zones écologiquement sensibles :Au-dessus des rivières, des zones humides ou des habitats protégés, réduisant considérablement l'empreinte et l'impact sur l'écosystème.

Terrain accidenté :Sur des vallées profondes, des gorges ou des pentes instables où l'accès au sol pour les grues est difficile ou dangereux.

5. Avantages économiques (coût-efficacité)

Coûts de main-d’œuvre réduits :Le processus est hautement mécanisé et nécessite une équipe réduite par rapport à la gestion de plusieurs grues.

Coûts de location réduits :Bien que le coût d'investissement soit élevé, il élimine le besoin de louer plusieurs grues mobiles de grande capacité pour toute la durée du projet.

Planification prévisible :L'efficacité et la rapidité conduisent à des délais de projet plus courts, réduisant ainsi les frais généraux et les coûts de financement globaux.

6. Fiabilité et résistance aux intempéries

Conçu pour la tâche :Contrairement aux grues-à usage général, ces machines sont spécialement-conçues pour cette application spécifique, ce qui permet une plus grande fiabilité et moins de problèmes opérationnels.

Meilleure tolérance au vent :Leur profil bas et rigide et leur ancrage sécurisé les rendent capables de fonctionner en toute sécurité dans des conditions de vent plus élevées que les grandes grues à flèche en treillis.

 

 

1. Viaducs longs à plusieurs travées et autoroutes surélevées

C'est leur application la plus courante. Plus le projet est long (par exemple, des kilomètres de viaduc continu), plus la machine devient économiquement justifiée. Les exemples incluent :

Des autoroutes urbaines à travers les villes.

Approchez-vous des routes menant aux ponts majeurs.

Des autoroutes traversant des régions plates et encombrées où la construction au niveau du sol n'est pas une option.

2. Construction sur infrastructure opérationnelle

Sur le trafic en direct :Construire une nouvelle autoroute sur une route ou une voie ferrée existante sans nécessiter une fermeture complète.

Sur les chemins de fer :La capacité de travailler avec une intrusion minimale est essentielle pour les autorités ferroviaires qui ne peuvent pas autoriser des possessions fréquentes (fermetures de voies).

3. Construction en terrain difficile

Au-dessus de l'eau :Construisez des ponts sur des rivières, des lacs ou des estuaires sans avoir besoin de grandes barges ou de grues flottantes.

Au fil des vallées et des gorges :Là où la vallée est profonde ou les pentes instables, offre une plate-forme de travail stable au-dessus de l'obstacle.

4. À utiliser avec des poutres préfabriquées standardisées-

La machine est idéale pour les projets utilisant des éléments répétitifs et préfabriqués tels que :

Béton précontraint I-Poutres

Poutres en U en béton précontraint-

Poutres-caissons en béton précontraint

 

 

Procédure de production pour une machine de construction de ponts (BEM) de 160 tonnes

1. Phase de définition et de conception du projet

Analyse des besoins des clients :Les ingénieurs travaillent avec le client pour définir un cahier des charges précis :

Capacité de levage :160 tonnes (exigence principale).

Longueur de portée :Longueur de travée maximale que le BEM doit couvrir.

Géométrie du pont :Courbure, pente et section transversale-du tablier du pont.

Type de poutre :Poutres caissons segmentaires préfabriquées, poutres en I, poutres en U, etc.

Système de propulsion :Type de mouvement (roulage, glissement, avec ou sans nez de lancement).

Système de contrôle :Niveau d'automatisation (manuel, semi-automatique, télécommande complète).

Conditions du chantier :Charges de vent, facteurs sismiques et limitations d'accès.

Conception technique détaillée :

Analyse structurelle :Une analyse par éléments finis (FEA) est effectuée sur les poutres principales, les supports et les équipements de levage pour garantir l'intégrité structurelle sous une charge complète de 160 tonnes et des facteurs dynamiques.

Conception mécanique :Conception de tous les composants mécaniques : treuils, palans, chariots, systèmes hydrauliques, roues et roulements.

Conception de systèmes électriques et de contrôle :Conception de la distribution d'énergie, des commandes de moteur, des capteurs (charge, alignement, vent) et de l'interface opérateur.

Dessins et documentation :Création de dessins de fabrication détaillés, de nomenclatures (BOM) et d'instructions de montage.

2. Approvisionnement et préparation du matériel

Approvisionnement en matériaux :Approvisionnement en matières premières selon la nomenclature :

Poutres principales :Plaques d'acier à haute résistance-(par exemple, ASTM A572 Gr. 50 ou équivalent).

Composants :Câbles métalliques, crochets, poulies, vérins hydrauliques-de haute qualité, vannes, tuyaux, moteurs, engrenages et composants électriques certifiés provenant de fournisseurs agréés.

Attaches :Boulons, écrous et rondelles à haute-élasticité.

Essais de matériaux :Les matériaux entrants sont inspectés pour la certification (Mill Test Certificates - MTC) et subissent des tests tels que des tests par ultrasons (UT) pour les plaques d'acier afin de détecter les défauts internes.

3. Phase de fabrication et de fabrication

Découpe et profilage :

Les plaques d'acier sont découpées sur mesure à l'aide de machines de découpe plasma ou oxy-CNC pour plus de précision.

Le perçage des trous de boulons est effectué à l'aide de perceuses CNC pour garantir un alignement parfait.

Formage et pliage :

Les plaques pour sections courbes (par exemple sur des pieds de support ou des connecteurs) sont pliées à l'aide de machines à rouler les plaques ou de presses plieuses.

Soudage et assemblage de sous-composants :

Poutres principales :Les plaques sont soudées ensemble pour former les sections de caisson ou de ferme des poutres longitudinales principales. Il s’agit d’un processus critique.

Procédure de soudage :Les soudeurs qualifiés suivent une spécification de procédure de soudage (WPS). Toutes les soudures critiques sont-testées de manière non destructive (CND) viaTest de particules magnétiques (MT)ouRessuage (PT)pour les défauts de surface etTests par ultrasons (UT)ouTests radiographiques (RT)pour les défauts internes.

Pieds/cadres de support :Fabrication des supports avant et arrière qui supportent le poids de la machine sur le pilier du pont.

Portique/chariot de levage :Fabrication du système de traverses et de chariots qui se déplacent latéralement et abritent les treuils.

Traitement post-de soudure :

Les cordons de soudure sont meulés de manière lisse.

Les composants structurels critiques peuvent être détendus-dans un four de traitement thermique pour éliminer les contraintes résiduelles du soudage.

Préparation de surface et peinture :

Tous les composants sont grenaillés-selon la norme SA 2.5 pour éliminer la rouille et la calamine et créer un profil pour l'adhérence de la peinture.

Une couche d'apprêt est appliquée immédiatement après le sablage pour éviter la corrosion.

Des couches intermédiaires et de finition de peinture à haute épaisseur-de qualité industrielle-sont appliquées. Le codage couleur pour la sécurité et l’esthétique est effectué conformément aux spécifications.

4. Sous-assemblage et pré-assemblage

Les composants mécaniques sont assemblés en unités plus petites :

Assemblage du treuil :Montage de tambours de treuil, de moteurs, de boîtes de vitesses et de freins sur un châssis de base.

Unité de puissance hydraulique (HPU) :Montage de la pompe hydraulique, du réservoir, des filtres et des vannes sur un skid.

Assemblage du chariot :Montage des roues, des moteurs d'entraînement et de l'unité de levage principale sur le châssis du chariot.

Assemblage du panneau électrique :Câblage d'automates programmables, de variateurs de fréquence (VFD), de disjoncteurs et de contrôleurs dans un panneau de commande.

5. Tests d'acceptation en usine (FAT)

Il s'agit d'une étape cruciale pour vérifier les performances et la sécurité avant le démontage pour l'expédition.

Contrôle dimensionnel :Vérification de toutes les dimensions critiques par rapport aux dessins.

Inspection visuelle :Inspection de toutes les soudures, peinture et connexions mécaniques.

Tests fonctionnels (sans-charge) :

Testez tous les mouvements : déplacement du chariot, montée/descente du palan, propulsion du portique principal. Vérifiez le bon fonctionnement, la fonctionnalité des interrupteurs de fin de course et les arrêts d'urgence.

Testez le système hydraulique pour détecter les fuites et la pression correcte.

Test de charge : (Le test le plus critique pour un BEM de 160 tonnes)

Test de charge statique :Le système de levage (palan, chariot, poutres) est soumis à une charge25 % au-dessus de sa capacité nominale(soit 200 tonnes). La charge est levée, maintenue suspendue pendant une période (par exemple, 10 à 15 minutes) et soigneusement inspectée pour déceler toute déformation, déflexion ou problème.

Test de charge dynamique :Le système est testé à110 % de la capacité nominale(176 tonnes). La charge est levée et déplacée sur toute la plage de fonctionnement pour simuler les conditions de travail.

Les tests de charge sont effectués à l'aide de cellules de pesée étalonnées et de poids de test certifiés (souvent des blocs de béton).

6. Démontage, emballage et expédition

Après passage au FAT, la machine est systématiquement démontée en modules transportables.

Les composants sont soigneusement emballés pour éviter tout dommage pendant le transport. Les points de levage sont clairement indiqués.

Tous les ports hydrauliques et connecteurs électriques exposés sont scellés.

Une liste de colisage détaillée est créée pour chaque conteneur ou expédition.

7. Montage et mise en service du site (souvent supervisé par le fabricant)

Préparation du site :Vérification des fondations du pilier du pont, garantissant une zone de travail plane et stable.

Érection:A l'aide de grues mobiles, les principaux composants sont assemblés dans l'ordre inverse du démontage.

Re-connexion :Tous les flexibles hydrauliques, câbles électriques et boulons structurels sont re-connectés et serrés selon les spécifications.

Mise en service du site :

Re-test de tous les systèmes de sécurité et interrupteurs de fin de course.

Une finaleessai de chargeest souvent effectué sur-site en présence du client, généralement à 100 % (160 T) et parfois 125 % (200 T) de capacité, en utilisant les poutres du pont ou des poids d'essai pour vérifier que tout fonctionne correctement dans sa position finale.

Une formation d’opérateur et de maintenance est dispensée à l’équipe du client.

8. Remise des documents

Le projet se conclut par la remise de toute la documentation finale, notamment :

Dessins tels que-construits

Calculs de conception

Certificats pour les matériaux et les soudures (rapports CND)

Rapports de test FAT et de charge

Manuels d'utilisation et d'entretien des équipements

Liste des pièces de rechange

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L'entreprise a installé une plateforme intelligente de gestion des équipements, et a installé 310 ensembles (ensembles) de robots de manutention et de soudage. Une fois le plan terminé, il y aura plus de 500 ensembles (ensembles) et le taux de mise en réseau des équipements atteindra 95 %. 32 des lignes de soudage ont été mises en service, 50 devraient être installées et le taux d'automatisation de l'ensemble de la gamme de produits a atteint 85 %.

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