Grue à portique pour l'industrie de la construction

Qu’est-ce qu’une grue à portique de construction ?

Un portique de construction est un-engin de levage robuste doté d'une poutre horizontale (le pont) soutenue par deux pieds verticaux autoportants qui se déplacent sur des roues ou des rails le long du sol. Cette conception « à cheval » lui permet de déplacer des matériaux sur une zone définie sans avoir besoin de supports de piste aériens permanents, ce qui le rend idéal pour les chantiers de construction temporaires et dynamiques.

Ils constituent un équipement fondamental pour déplacer des charges lourdes telles que du béton préfabriqué, des poutres en acier et des machines.

 

Types de grues à portique dans la construction

Différents projets nécessitent différents types de portiques :

Type de grue à portique	Description	Utilisations courantes en construction
Grue à portique complète	Deux jambes robustes qui roulent sur des pistes-au niveau du sol. Offre la plus grande stabilité et capacité de levage.	Infrastructures majeures :Construction de ponts, construction de grandes structures préfabriquées en béton, construction de centrales électriques.
Semi-Grue à portique	Une jambe fonctionne sur un rail au sol ; l'autre extrémité s'étend sur une piste surélevée fixée à un support de bâtiment.	Sites hybrides :Idéal pour les zones partiellement sous une structure (par exemple, une entrée de bâtiment, une cour préfabriquée avec un toit).
Grue à portique portative	Léger, souvent réglable en hauteur et en largeur. Peut être déplacé à la main ou avec un chariot élévateur.	Petits sites et ateliers :Fabrication sur-site, levage de machines, déchargement de matériaux des camions, aide à l'assemblage des outils.
-Portique sur pneus (RTG) en caoutchouc	Une grande grue mobile fonctionnant sur pneus en caoutchouc, offrant une grande mobilité sans chenilles fixes.	Projets majeurs :Manipulation de sections préfabriquées massives telles que des segments de pont et des revêtements de tunnel sur de grands chantiers préparés.

 

Avantages de l'utilisation de grues à portique dans la construction

Aucune infrastructure permanente nécessaire :Leur plus gros avantage. Ils fonctionnent sur des rails au sol, ce qui les rend parfaits pour les sites extérieurs et les nouveaux terrains où l'installation d'un pont roulant est impossible.

Haute mobilité et flexibilité :Ils peuvent être facilement déplacés sur le chantier au fur et à mesure de l’avancement des travaux, s’adaptant aux différentes phases du projet.

Exceptionnel pour les éléments lourds et préfabriqués :Conçu pour supporter avec précision le poids immense des composants de construction modernes tels que les murs en béton préfabriqué et les poutres en acier.

Rentable- :Pour un projet temporaire, l’utilisation d’un portique est bien plus économique que la construction du système de support de bâtiment requis pour un pont roulant.

Crée une baie de travail dédiée :Ils établissent une zone sûre et contrôlée pour les tâches de levage répétitives, telles que l'assemblage de coffrages ou le chargement de matériaux.

Sécurité:Fournit des levages stables et contrôlés, réduisant les risques associés aux méthodes de levage moins stables.

 

Capacité de levage 320 tonnes
Portée (largeur) 3 - 12 mètres (réglable)
Hauteur de levage 3 - 10 mètres
Classe de travail A3-A5 (usage léger à moyen)
Vitesse de levage 0.5 - 8 m/min (variable)
Type de poutre principale Simple/double poutre (type caisson-)
Alimentation 220V/380V triphasé ou manuel
Mode de contrôle Commande suspendue/télécommande sans fil
Type de palan Palan électrique à chaîne/palan à câble
Entraînement de déplacement Poussée manuelle ou motorisée
Protection contre la corrosion Peinture galvanisée à chaud-ou de qualité marine-
Résistance au vent Jusqu'à l'échelle de Beaufort 6 (pour une utilisation en extérieur)
Température de fonctionnement -20 degrés à +50 degrés

Voici une ventilation détaillée des composants d’un portique utilisé dans l’industrie de la construction.

Comprendre ces composants est crucial pour une exploitation et une maintenance sûres sur un chantier de construction dynamique.

Présentation générale-de haut niveau

Un portique roulant est composé de quatre systèmes principaux :

Le système de jambe/support :Les structures verticales qui transfèrent la charge au sol.

Le système de poutres de pont :Poutre horizontale qui supporte la charge sur toute la travée.

Le système de levage et de chariot :Mécanisme qui soulève la charge et la déplace d'un côté à l'autre-à-d'un côté à l'autre.

Le système d'entraînement et de contrôle :Les composants qui font bouger la grue et permettent à l'opérateur de la contrôler.

 

Répartition détaillée des composants

1. Système de jambe et de support

Ce système constitue la base de la grue, assurant stabilité et mobilité.

Jambes (portiques) :Les structures verticales à chaque extrémité de la grue. Ils peuvent être fixes ou réglables en hauteur pour s'adapter aux différentes conditions du site.

Fin des camions :Les assemblages montés en haut et en bas des pieds. Ils abritent les roues, les moteurs et les engrenages permettant de déplacer l'ensemble de la grue.

Roues/pistes de voyage :Les roues qui s'engagent avec les rails au sol ou la piste. Les grues plus grandes peuvent utiliser des rails en acier, tandis que les portiques sur pneus-en caoutchouc (RTG) sont équipés de pneus pneumatiques ou pleins robustes.

Stabilisateurs/stabilisateurs :(Surtout sur les modèles à pneus-en caoutchouc) Bras hydrauliques ou mécaniques qui s'étendent jusqu'au sol pour offrir une stabilité supplémentaire lors d'un levage, empêchant ainsi la grue de basculer.

 

2. Système de poutres de pont

Il s'agit de la principale structure horizontale porteuse-.

Poutres de pont :La poutre horizontale principale qui traverse la zone de travail.

Poutre simple :Une poutre, utilisée pour les capacités plus légères (commune avec les portiques portables).

Bipoutre :Deux poutres parallèles, offrant une capacité de levage plus élevée, une meilleure hauteur de crochet et une plus grande stabilité pour les levages de construction lourde (par exemple, béton préfabriqué, poutres en acier).

Terminer les connexions :Les connexions robustes (souvent soudées ou boulonnées) qui relient la poutre du pont au sommet des assemblages de jambes.

 

 

3. Système de levage et de chariot

Ce système effectue le levage proprement dit et le positionnement précis de la charge.

Châssis du chariot :Structure qui se déplace d'avant en arrière (déplacement transversal) le long de la poutre du pont sur son propre jeu de roues.

Unité de levage :Le mécanisme de levage du noyau, monté sur le chariot. Il se compose de :

Moteur de levage :Fournit la puissance nécessaire au levage et à l’abaissement.

Tambour de levage :Tambour cylindrique autour duquel le câble métallique est enroulé.

Câble métallique :Le câble à haute résistance-qui soulève la charge.

Freins :Freins automatiques à sécurité intégrée-qui s'enclenchent en cas de perte de puissance.

Bloc à crochet :L'ensemble qui relie le câble métallique à la charge. Il peut avoir un seul crochet ou plusieurs crochets (un bloc) pour répartir la charge.

Moteur d'entraînement du chariot :Le moteur qui entraîne les roues du chariot pour déplacer la charge sur toute la longueur du pont.

 

 

4. Système d'entraînement et de contrôle

Ce système alimente et contrôle les mouvements de la grue.

Moteurs d'entraînement de pont :Les moteurs situés dans les camions d'extrémité qui entraînent les roues de déplacement pour déplacer l'ensemble de la grue le long de la piste (longue course).

Poste de commande de l'opérateur :

Poste suspendu :Une unité de commande portative ou montée au sol-qui permet à l'opérateur de contrôler la grue depuis le sol. Commun pour les portiques plus petits ou portables.

Cabine de l'opérateur :Une cabine fermée montée sur la grue elle-même, offrant à l'opérateur une vue dégagée sur l'ascenseur, en particulier pour les grues de grande taille et complexes.

Système de distribution d'énergie :

Enrouleur de câble :Un tambour qui déroule et rétracte le câble d'alimentation principal lorsque la grue se déplace.

Barre conductrice (système de guirlande) :Un système de barres électrifiées auxquelles se connectent les collecteurs coulissants de la grue, fournissant une alimentation continue.

Dispositifs de sécurité :

Pare-chocs :Tampons en caoutchouc ou à ressort-sur les camions d'extrémité et sur le chariot pour absorber l'impact si la grue atteint l'extrémité de son chemin de roulement.

Fins de course :Coupez automatiquement l'alimentation d'un moteur pour éviter que le bloc de levage ou le chariot ne se déplace trop-.

Anémomètre:Sur les grandes grues extérieures, cela mesure la vitesse du vent et déclenche une alarme ou arrête les opérations si les vents deviennent dangereux.

Indicateur de moment de charge (LMI) :Un système critique qui surveille le poids de la charge et la configuration de la grue pour éviter les surcharges.

ESQUISSER

 

Technique principale

 

Avantages des grues à portique dans la construction

Les grues à portique sont particulièrement adaptées aux exigences des chantiers de construction, offrant un mélange de puissance, de flexibilité et de rentabilité.

1. Flexibilité et mobilité inégalées du site

Aucune infrastructure permanente nécessaire :C'est leur plus grand avantage. Contrairement aux ponts roulants qui nécessitent des-chemins de roulement soutenus par un bâtiment, les portiques sont autonomes et fonctionnent sur des chenilles ou des roues-au niveau du sol. Cela les rend parfaits pour les sites extérieurs, nouveaux et temporaires.

Déplaçable :Ils peuvent être démontés et déplacés vers différents endroits du site au fur et à mesure que le projet progresse à travers différentes phases, depuis les travaux préparatoires jusqu'à l'érection de la structure.

2. Haute capacité pour les charges lourdes

Conçu pour les charges lourdes :Les grues à portique sont conçues pour supporter les poids immenses courants dans la construction moderne, tels que les panneaux massifs en béton préfabriqué, les poutres en acier et les unités mécaniques à grande échelle.

Stabilité supérieure :La base à pieds larges-offre une excellente stabilité lors des levages, réduisant ainsi le balancement et permettant un placement précis de matériaux lourds et coûteux.

3. Coût-Efficacité

Investissement initial inférieur :Pour un projet temporaire, l'utilisation d'un portique est beaucoup plus économique que la construction de la structure de support permanente requise pour un pont roulant.

Efficacité opérationnelle :Ils permettent une manutention des matériaux plus rapide que de compter uniquement sur des grues mobiles pour des tâches répétitives, ce qui permet d'économiser du temps et des coûts de main d'œuvre.

Versatilité:Un seul portique peut gérer un large éventail de tâches-du déchargement de camions au positionnement d'éléments structurels-, réduisant ainsi le besoin de plusieurs machines spécialisées.

4. Sécurité et contrôle améliorés

Espace de travail dédié :Ils créent une « zone d'ascenseur » contrôlée où la circulation des piétons et des véhicules peut être restreinte, améliorant ainsi la sécurité du site.

Placement précis de la charge :L'opérateur peut contrôler les trois directions de mouvement (levage, déplacement transversal-, déplacement long-) avec une grande précision, ce qui est crucial pour placer les poutres ou les panneaux dans des positions exactes.

Obstruction au sol réduite :Contrairement aux grues mobiles qui nécessitent un vaste espace libre au sol pour l'installation et les stabilisateurs, les grues à portique ont une empreinte au sol plus petite et plus définie.

5. Idéal pour les éléments préfabriqués

La solution idéale pour les méthodes modernes :Alors que la construction repose de plus en plus sur des composants préfabriqués (comme le béton préfabriqué et les unités modulaires), les portiques sont l'outil idéal pour manipuler efficacement et en toute sécurité ces objets volumineux, lourds et souvent délicats.

 

Applications des grues à portique dans la construction

Les grues à portique sont indispensables dans un large éventail de projets de construction.

1. Construction de ponts

Application:Il s'agit d'une application classique. Grand format-conçu sur mesureportiques de lancementsont utilisés pour soulever et placer des segments préfabriqués pour le tablier des viaducs et des ponts selon une méthode appelée lancement incrémentiel ou construction de pont segmentaire.

Avantage en action :Le portique se déplace le long des-sections déjà construites du pont, plaçant le segment suivant avec une précision millimétrique.

2. Montage en béton préfabriqué

Application:Érection d'éléments préfabriqués en béton tels que des panneaux muraux, des-dalles creuses, des planchers en-té double, des colonnes et des poutres de pont.

Avantage en action :Un portique installé dans un chantier de préfabrication ou sur-site peut soulever efficacement ces composants directement du camion de livraison et les positionner exactement là où cela est nécessaire, minimisant ainsi la manipulation et le risque de dommages.

3. Érection du cadre en acier

Application:Levage et placement d'éléments de construction en acier-poutres en I-poutres, colonnes, fermes-pour la charpente de bâtiments commerciaux, d'installations industrielles et de stades.

Avantage en action :La capacité de la grue à se déplacer le long de la zone de travail lui permet de prélever une poutre dans une zone de préparation et de la placer séquentiellement le long de la grille du bâtiment.

4. Grands projets industriels et énergétiques

Application:Utilisé dans la construction de centrales électriques, de raffineries et de grandes installations industrielles pour placer des machines lourdes, des turbines, des réacteurs et des tuyaux-de grand diamètre.

Avantage en action :Leur capacité et leur stabilité élevées sont essentielles pour ces ascenseurs critiques,-uniques--qui ne peuvent se permettre d'erreur.

5. Manutention et logistique

Application:Sur presque tous les grands chantiers, des portiques plus petits (y compris des portiques portables) sont utilisés pour :

Déchargement de matériaux (barres d'armature, bois d'œuvre, tuyaux) des camions.

Transporter les matériaux des zones de stockage jusqu'au point d'utilisation.

Prise en charge des-ateliers de fabrication sur site (par exemple, pliage de barres d'armature, assemblage de coffrages).

Avantage en action :Ils libèrent des grues plus grandes et plus coûteuses (comme les grues à tour) pour les tâches de levage critiques, optimisant ainsi l'efficacité globale du site.

6. Construction de tunnels

Application:Des systèmes de portiques spécialisés sont utilisés pour manipuler les composants du tunnelier (TBM) et pour placer les segments en béton qui forment le revêtement du tunnel.

Avantage en action :Le portique opère dans l’espace confiné du tunnel et avance au fur et à mesure de l’avancée du tunnelier.

 

Le processus de production d'un portique monté sur rail pour conteneurs (RMG) est un projet complexe en plusieurs étapes-qui combine la fabrication d'acier lourd, l'usinage de précision, l'assemblage électrique sophistiqué et des tests rigoureux. Elle est généralement réalisée dans un environnement d'usine contrôlé par des ingénieurs et techniciens spécialisés avant d'être expédiée au terminal pour l'assemblage final.

Voici une présentation détaillée-par-phase du processus de production.

 

Phase 1 : Conception et ingénierie (le plan numérique)

Il s’agit de la phase la plus critique, au cours de laquelle l’ensemble de la grue est virtuellement créé et validé.

Conception conceptuelle et détaillée :

Spécifications du client :Les ingénieurs travaillent avec l'opérateur du terminal pour définir toutes les exigences : capacité de levage (par exemple, 40 tonnes sous le spreader, 50 tonnes pour un levage double-), portée (distance entre les jambes), hauteur de levage, longueur de piste et conditions d'exploitation (vitesse du vent, zone sismique, température).

Modélisation 3D :Chaque composant est conçu en 3D à l'aide d'un logiciel de CAO (par exemple AutoCAD, SolidWorks, Tekla). Cela comprend les poutres principales, les sommiers, le chariot et le châssis du palan.

Analyse structurelle (FEA) :Le logiciel d'analyse par éléments finis (FEA) simule les contraintes, les flèches et les charges dynamiques pour garantir que la conception peut gérer la capacité nominale avec un facteur de sécurité important (conformément aux normes FEM ou ISO).

Conception électrique et de contrôle :Des schémas sont créés pour la distribution d'énergie, les systèmes d'entraînement (VFD), les commandes PLC et les circuits de sécurité. L'intégration avec le système d'exploitation de terminal (TOS) pour l'automatisation est également conçue ici.

Phase 2 : Approvisionnement et approvisionnement

Approvisionnement en matières premières :L'acier de haute-qualité (par exemple, S355J2) est commandé sous forme de plaques, de profilés et de tubes.

Approvisionnement en composants majeurs :Les sous-systèmes clés proviennent de fournisseurs spécialisés :

Mécanique:Roues, essieux, roulements, boîtes de vitesses, freins, câbles métalliques et autresépandeur.

Électrique:Moteurs, variateurs de fréquence (VFD), contrôleurs logiques programmables (PLC), barres conductrices, enrouleurs de câbles.

Sécurité et automatisation :Anémomètres, capteurs anti-collision-, télémètres laser (LRF), systèmes de reconnaissance optique de caractères (OCR) pour l'identification des conteneurs et indicateurs de moment de charge (LMI).

Phase 3 : Fabrication et fabrication (la construction physique)

Cette phase transforme les matières premières en composants structurels de la grue.

Découpe et préparation de l'acier :

Les plaques d'acier sont découpées sur mesure à l'aide de machines de découpe plasma ou laser CNC pour plus de précision. Les poutres sont coupées et préparées pour le soudage.

Soudage et assemblage de la structure principale :

Poutres principales :Les deux poutres principales du pont sont fabriquées, souvent sous forme de poutres-caissons robustes. Cela implique le soudage de raidisseurs et de plaques. Le soudage est effectué par des soudeurs certifiés, utilisant fréquemment desSoudage à l'arc submergé (SAW)pour la cohérence et la force.

Chariots d'extrémité (jambes) :Les pieds de support qui abritent les roues de déplacement et les unités d'entraînement sont fabriqués.

Châssis du chariot :Le châssis qui porte le palan sur le pont est construit.

Contrôle qualité (CQ) :Toutes les soudures critiques sont inspectées viaTests non-destructifs (CND)des méthodes commeTests par ultrasons (UT)ouInspection des particules magnétiques (MPI)pour s'assurer qu'ils sont exempts de défauts.

Usinage et perçage :

Les points de connexion critiques (par exemple, là où les pieds se connectent aux poutres) sont usinés sur de grandes aléseuses pour garantir des surfaces parfaitement planes, de niveau et alignées. Les trous sont percés avec précision-pour les boulons à haute résistance-.

Grenaillage et peinture (protection contre la corrosion) :

Grenaillage :Chaque composant en acier est sablé pour éliminer la calamine et la rouille, créant ainsi une surface idéale pour l'adhérence de la peinture.

Apprêt et peinture :Un primaire inhibiteur de corrosion-de haute qualité-est appliqué immédiatement. Viennent ensuite plusieurs couches de peinture industrielle spécialisée (par exemple, couche intermédiaire époxy, couche de finition en polyuréthane) conçues pour résister aux environnements marins difficiles.

Phase 4 : Pré-assemblage et installation électrique

Pré-assemblage mécanique :

Les poutres principales sont boulonnées ensemble dans l'usine pour vérifier l'alignement. Les sommiers sont équipés de roues, d'essieux et de moteurs d'entraînement.

Installation électrique :

Câblage :Les électriciens font passer les câbles d’alimentation et de contrôle dans toute la structure dans des chemins de câbles et des conduits.

Montage des composants :Les variateurs, les panneaux API, les banques de résistances et les armoires de commande sont installés dans leurs emplacements désignés et protégés.

Installation du capteur :Les interrupteurs de fin de course, les codeurs absolus et les capteurs de position sont montés et connectés.

Essai:Les circuits électriques sont méticuleusement vérifiés pour la continuité, la mise à la terre appropriée et la résistance d'isolementavantle courant est appliqué.

Phase 5 : Tests d'acceptation en usine (FAT)

La grue est testée sous charge en usine pour vérifier ses performances avant le démontage et l'expédition.

Contrôle dimensionnel :Vérification que toutes les dimensions critiques correspondent aux dessins de conception.

Aucun-Test de charge :Toutes les fonctions (palan, chariot, déplacement du portique) sont exploitées sans charge pour vérifier le bon fonctionnement, les bruits anormaux et les fonctionnalités de base.

Test de charge (étape critique de sécurité) :

Test de charge statique :La grue est testée pour125%de sa capacité nominale. La charge est soulevée juste du sol et maintenue pour vérifier l'intégrité structurelle et la capacité de maintien des freins.

Test de charge dynamique :La grue est testée pour110%de sa capacité nominale. Tous les mouvements sont effectués sous cette charge pour garantir la performance sous contrainte.

Test de fonctionnalité et de sécurité :Tous les systèmes de sécurité (arrêt d'urgence, protection contre les surcharges, interrupteurs de fin de course, anémomètre) sont rigoureusement testés. Le système d’automatisation (le cas échéant) est mis à l’épreuve.

Phase 6 : Démontage, emballage et expédition

Démantèlement:La grue est soigneusement démontée en modules transportables (poutres, pieds, chariot...). Tous les composants sont clairement marqués.

Conditionnement:Les composants sont mis en caisse et protégés pour le transport-sur de longues distances, souvent par voie maritime. Les composants électriques sont protégés de l'humidité.

Expédition:Toutes les pièces sont expédiées sur le site du client avec des dessins d'assemblage détaillés, des manuels et une équipe de superviseurs de montage.

Phase 7 : Érection et mise en service du site

Préparation de la piste :Le client prépare les fondations et installe les rails parallèles avec une extrême précision (l'alignement et la planéité sont essentiels).

Érection:Une équipe de monteurs utilise de grandes grues mobiles pour assembler le RMG sur sa piste.

Connexion finale :Toutes les connexions mécaniques, électriques et pneumatiques sont réalisées. L'alimentation électrique (barres conductrices) est installée le long de la piste.

Tests d'acceptation du site (SAT) :L'intégralité du FAT est répétée sur-site pour garantir que la grue fonctionne parfaitement dans son environnement d'exploitation final. Une formation des opérateurs est dispensée.

Vue de l'atelier :

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 %.