Charges de grue : statiques et dynamiques expliquées
La grue doit supporter diverses charges pendant son fonctionnement (charge statique, charge dynamique, charge alternée, charge de choc, charge vibratoire, etc.). Les éléments porteurs et les structures subissent des contraintes et des déformations correspondantes. Si celles-ci dépassent une certaine limite, la grue peut perdre sa fonction ou même se briser, créant ainsi un danger.
1. Introduction aux charges de la grue
Pendant le fonctionnement de la grue, la complexité des charges ne réside pas seulement dans la diversité de leurs types, mais aussi dans leur caractéristiques de variation selon les conditions de travail. La charge constitue la base d'analyse des efforts pour le dimensionnement de la grue et de ses composants, ainsi que la référence pour déterminer la mise au rebut des pièces ou les causes d'accident. La précision de la détermination des charges influence directement la fiabilité des calculs de sécurité et la justesse du diagnostic des accidents.
2. Charges statiques de la grue
Lorsque la grue est à l'arrêt ou en régime stable, elle ne supporte que des charges statiques telles que le poids mort et la charge de levage.
(1) Le poids mort PG comprend la gravité de la structure métallique, de la machinerie, des équipements électriques, ainsi que des trémies ou convoyeurs fixés à la grue et de leur contenu (à l'exclusion de la gravité de la charge de levage). L'effet de la charge peut être considéré séparément ; en règle générale, les charges de la machinerie et des équipements électriques sont traitées comme des charges concentrées.
(2) La charge de levage PQ représente la gravité de toutes les masses levées, y compris la gravité de la charge utile maximale admissible, la gravité des dispositifs de préhension (tels que les poulies inférieures, le crochet, le palonnier, la benne, le conteneur, l'électroaimant de levage, etc.), la gravité des éléments de câblage suspendus et des autres masses en cours de levage pendant le levage. Le poids des câbles de levage pour une hauteur de levage inférieure à 50 m peut être négligé.
3. Charges dynamiques de la grue
La charge dynamique désigne l'effet dynamique produit lorsque l'état de mouvement de la grue change. Elle constitue une base essentielle pour le calcul de résistance et influence également le calcul de fatigue.
Lorsque la grue est à l'arrêt ou que la charge est suspendue immobile, le poids mort et la charge de levage sont à l'état statique. Pendant le fonctionnement, les changements d'état de mouvement génèrent un effet dynamique qui augmente la valeur de la charge statique initiale ; cette augmentation correspond à la charge dynamique. Celle-ci comprend : la charge d'inertie générée par le poids mort et la charge de levage lors des mouvements en vitesse variable ; la charge de choc produite lorsque les roues passent sur des joints de rail irréguliers ou lorsque des éléments en mouvement heurtent les amortisseurs ; et la charge vibratoire induite dans les systèmes élastiques de la structure métallique et de la machinerie par les charges d'inertie et de choc. La charge dynamique dépend de la direction du mouvement et de la vitesse de travail (accélération), des facteurs structurels (tels que la distribution de masse du système, la rigidité et l'amortissement) et des conditions d'utilisation (telles que l'ampleur et la variation des charges externes, la présence de chocs, etc.). Pour simplifier les calculs, on utilise généralement un coefficient dynamique (rapport entre la charge dynamique et la charge statique). En pratique, ce coefficient est déterminé en consultant les normes de conception des grues et les manuels techniques selon le cas.
Questions fréquentes
Q : Quelle est la différence entre la charge statique et la charge dynamique d'une grue ?
A : La charge statique est la charge supportée par la grue à l'arrêt, incluant le poids mort et la charge de levage. La charge dynamique est la charge supportée par la grue dans des conditions dynamiques telles que le déplacement, le démarrage/freinage, le vent, etc. Elle est généralement calculée en multipliant la charge statique par un coefficient de charge dynamique (généralement de 1,1 à 1,5). La vérification structurelle est basée sur la charge dynamique.
Q : Quelles normes sont appliquées pour le calcul des charges d'une grue ?
A : Le calcul des charges d'une grue est effectué conformément à la norme GB/T 3811 « Règles de conception des grues », qui définit en détail les méthodes de calcul pour chaque type de charge et les principes de combinaison de charges. La charge de vent est calculée selon la pression de vent de base spécifiée dans la norme GB/T 3811.
Q : Qu'est-ce que la charge de levage nominale d'une grue ?
A : La capacité nominale est la masse maximale de la charge que la grue est autorisée à lever dans des conditions d'utilisation normales, à l'exclusion du poids mort du crochet, des accessoires de levage, etc. Elle est désignée par Gn et constitue le paramètre le plus essentiel pour le sélection de la grue et son utilisation.
