Guide de choix des grues à portique MG et MH
Guide complet pour le choix d'une grue à portique. Le choix d'une grue à portique repose sur 5 piliers : les paramètres des modèles MH/MG/MHL/MHE/MHZ, le choix de la poutre principale (caisson ou treillis), la conception des pieds (L, C, A), l'alimentation électrique du mécanisme de translation et la configuration des normes de sécurité. Cet article rassemble 21 fiches techniques sur les grues à portique, couvrant l'ensemble du processus : comparaison des modèles, conception structurelle, configuration de sécurité et réception d'installation, en référence aux normes ISO 4301 / FEM 1.001 et FEM 1.001, pour aider les utilisateurs à faire un choix éclairé et une configuration adaptée.
Structure générale d'une grue à portique
La grue à portique (également appelée portique ou grue-chevalet) est un appareil de levage dont la poutre principale est supportée par un portique en forme de cadre, l'ensemble se déplaçant sur des rails au sol grâce à des chariots de translation. Elle se compose de quatre éléments essentiels : la poutre principale, les pieds, le mécanisme de translation du portique et le mécanisme de levage. La poutre principale enjambe les deux stabilisateurs, sous lesquels sont montés les chariots de translation qui circulent sur les rails. Le mécanisme de levage (palan électrique ou chariot) se déplace transversalement sur la poutre principale, permettant la manutention de charges dans les trois dimensions. Selon le nombre de poutres, on distingue les modèles à poutre principale unique et à double poutre principale ; selon la forme des stabilisateurs, on trouve les types L, C, A et à montage latéral ; selon l'application, on distingue les grues universelles, à benne, antidéflagrantes et pour conteneurs.
Classification des modèles et paramètres
Le Type MH est un portique à palan électrique d'une capacité de levage de 1 à 20 t et d'une portée ≤ 35 m. Il utilise un palan électrique comme mécanisme de levage. Sa structure simple, son poids mort réduit et son coût modéré en font une solution adaptée aux applications intermittentes de charge légère à moyenne.
Le Type MG est une grue à portique à chariot d'une capacité de levage de 5 à 50 t et d'une portée de 18 à 50 m. Équipé d'un mécanisme de levage à chariot, il offre une hauteur de levage supérieure et une classe de fonctionnement plus élevée, idéal pour les applications intensives de charge moyenne à lourde.
Le Type MHL est une grue à portique à montage latéral d'une capacité de levage de 1 à 20 t et d'une portée ≤ 35 m. La poutre principale est déportée d'un côté des stabilisateurs, offrant une hauteur libre latérale plus importante pour le passage de charges longues : profilés en acier, tubes, bois, etc.
Le Type MHE est un semi-portique d'une capacité de levage de 1 à 16 t et d'une portée ≤ 30 m. Un côté repose sur un rail au sol tandis que l'autre est suspendu à un chemin de roulement fixé sur les consoles (corbels) des colonnes du bâtiment d'usine. Cette configuration est idéale lorsque l'espace est restreint d'un côté du bâtiment.
Le Type MHZ est une grue à portique à benne d'une capacité de levage de 5 à 20 t et d'une portée ≤ 35 m. Équipé d'un palan électrique associé à une benne preneuse, il est conçu pour le chargement et la manutention de vrac.
Le Type MHhs est un portique à palan à chaîne manuel d'une capacité de levage de 0,5 à 10 t et d'une portée ≤ 20 m. Le palan électrique y est remplacé par un palan à chaîne manuel, ce qui le rend adapté aux sites sans alimentation électrique et aux environnements antidéflagrants.
| Modèle | mécanisme de levage | Capacité de Levage(t) | Portée(m) | Domaine d'application |
|---|---|---|---|---|
| Type MH | Palans Électriques | 1~20 | ≤35 | service léger à moyen, service intermittent |
| Type MG | Chariottype | 5~50 | 18~50 | service moyen à lourd, service à fréquence élevée |
| Type MHL | Palans Électriques | 1~20 | ≤35 | levage de charges longues en porte-à-faux |
| Type MHE | Palans Électriques | 1~16 | ≤30 | Bâtiment d'usinesemi-portique latéral |
| Type MHZ | Palans Électriques+Benne | 5~20 | ≤35 | manutention de vrac, préhension par grappin |
| Type MHhs | palan à chaîne manuel | 0.5~10 | ≤20 | sans Alimentation Électrique/antidéflagrantemplacement |
Structure de la poutre principale
La poutre principale est l'élément porteur essentiel de la grue à portique. Sa structure conditionne directement le poids mort de l'ensemble, sa rigidité et son coût de fabrication. On distingue principalement deux grandes familles de poutres : les poutres caisson et les poutres en treillis. La poutre caisson, constituée d'un caisson fermé soudé à partir de semelles supérieure et inférieure et de deux âmes latérales, offre une grande rigidité en torsion et en flexion. Sa technologie de fabrication est éprouvée, ce qui la rend adaptée à toutes les capacités et portées de grues à portique. Elle constitue aujourd'hui la solution la plus répandue. La poutre en treillis, assemblée par soudage de cornières ou de tubes en acier en une structure spatiale, se distingue par sa légèreté, sa faible prise au vent et son économie d'acier. Elle est particulièrement indiquée pour les grues à portique de grande portée (supérieure à 35 m) exposées à des vents forts, bien que sa fabrication soit plus complexe et exige une grande qualité de soudure au niveau des nœuds.
Ces dernières années, de nouvelles formes de poutres, telles que les poutres composites et les poutres en U, ont également fait leur apparition dans les projets. La poutre composite associe une poutre caisson à des liaisons transversales en treillis, alliant rigidité et économie. La poutre en U, dont la section présente une ouverture en forme de U, facilite l'aménagement de passerelles de maintenance internes. Le choix de la forme de la poutre doit tenir compte de la capacité de levage, de la portée, de la classe de fonctionnement, de l'environnement d'utilisation et du coût de fabrication. Pour plus de détails, consultez l'analyse comparative des structures de poutres principales pour grues à portique.
Conception des pieds
Les pieds sont les composants clés qui relient la poutre principale au mécanisme de translation au sol. Leur configuration détermine la stabilité globale de la grue et l'espace d'utilisation disponible. Géométriquement, on distingue trois types principaux : les pieds en L, en C et en A. Le pied en L, de conception simple, de fabrication aisée et au coût le plus bas, est largement utilisé pour les grues à portique de petite et moyenne capacité. Le pied en C, grâce à son porte-à-faux qui fait rentrer la partie inférieure, offre un plus grand gabarit de passage latéral, idéal pour les sites où des chariots élévateurs ou des véhicules doivent circuler entre les pieds. Le pied en A, avec sa structure triangulaire stable, présente une excellente résistance aux charges latérales et convient aux grues à portique de grande portée, de forte capacité ou situées dans des régions venteuses.
La liaison entre les pieds et la poutre principale peut être rigide ou articulée. La liaison rigide est simple, mais les pieds supportent des moments de flexion importants. La liaison articulée libère la transmission des moments entre le pied et la poutre, améliorant ainsi l'état de contrainte du pied ; elle est recommandée pour les grues de grande portée. La conception et le choix des pieds doivent être coordonnés avec la structure de la poutre principale, la portée, la charge par galet et les fondations du rail. Pour les points de conception détaillés, voir guide de sélection et paramètres de conception des pieds de grue à portique.
Mécanismes de translation et alimentation électrique
Les mécanismes de translation d'une grue à portique comprennent le mécanisme de translation du pont et celui du chariot. Le mécanisme de translation du portique, composé du moteur d'entraînement, du réducteur, du frein, du bloc de roues et du rail, assure le déplacement longitudinal de l'ensemble de la grue le long du rail au sol. Le mécanisme de translation du chariot, monté sur la poutre principale, permet le déplacement transversal de la charge le long de cette dernière. L'entraînement peut être centralisé ou individuel. L'entraînement centralisé utilise un seul moteur qui actionne les roues des deux côtés via un arbre de transmission ; il convient aux grues de petite taille avec une portée ≤ 30 m. L'entraînement individuel utilise un ou plusieurs moteurs indépendants de chaque côté, dont la synchronisation est assurée par le système de commande électrique ; il est adapté aux grues de grande portée.
L'alimentation électrique se fait principalement par ligne d'alimentation par contact glissant (rail électrique), par enrouleur de câble ou par chaîne porte-câbles. La ligne d'alimentation par contact glissant convient aux sites intérieurs ou extérieurs avec un rail fixe ; elle est fiable et facile à entretenir. L'enrouleur de câble est adapté aux grandes portées ou aux longs déplacements, le câble étant automatiquement enroulé et déroulé. La chaîne porte-câbles, flexible et compacte, est utilisée pour l'alimentation du chariot ou pour les courts déplacements du pont. Le choix de la solution d'alimentation dépend de l'environnement d'utilisation (intérieur/extérieur, antidéflagrant/standard), de la distance de déplacement et du budget.
Dispositifs de sécurité et normes applicables
En tant qu'équipement spécial, la grue à portique doit être équipée de tous les dispositifs de sécurité requis par les normes nationales. Ces dispositifs comprennent le limiteur de surcharge, le dispositif anticollision, le limiteur de course, le dispositif anti-vent et anti-glissement (pince de rail, dispositif d'ancrage, cale de rail), l'anémomètre, le dispositif antidéraillement, l'amortisseur, l'interrupteur d'arrêt d'urgence et l'alarme sonore et visuelle. Le limiteur de surcharge est obligatoire : lorsque la charge levée dépasse 105 % de la capacité nominale, il coupe automatiquement l'alimentation du mécanisme de levage et déclenche une alarme sonore et visuelle. Les grues à portique extérieures doivent également être équipées d'un anémomètre et d'un dispositif anti-vent et anti-glissement pour résister au glissement sous l'effet de la charge de vent en état de non-travail.
La conception, la fabrication, l'installation et l'inspection des grues à portique sont soumises à de nombreuses normes nationales et spécifications industrielles. Les principales normes incluent la norme ISO 4301 / FEM 1.001 (ISO 4301) pour les règles de conception des grues, la norme GB/T 14406 (FEM 1.001) pour les portiques universels, la norme GB/T 28264 pour le système de surveillance et de gestion de la sécurité des appareils de levage, la spécification TSG Q5001-2009 pour les règles de gestion de l'utilisation des appareils de levage et la norme GB 6067.1 (ISO 12480) pour les règles de sécurité des appareils de levage. Pour une explication détaillée de la configuration des dispositifs de sécurité, veuillez consulter la spécification de configuration des dispositifs de sécurité pour grues à portique.
Limiteur de surcharge
Coupe automatiquement l'alimentation du levage et déclenche une alarme sonore et visuelle lorsque la charge atteint ≥ 105 % de la capacité nominale. Installation obligatoire.
Dispositif anti-vent et anti-glissement
Pince de rail / dispositif d'ancrage / cale de rail. Obligatoire pour les grues à portique extérieures afin d'empêcher le glissement sous l'effet de la charge de vent en état de non-travail.
Anémomètre
Surveille la vitesse du vent en temps réel. Déclenche une alarme et active le freinage anti-vent lorsque le seuil prédéfini est dépassé. Obligatoire pour les grues extérieures.
Limiteur de course
Le limiteur de hauteur de levage et les fins de course de translation du pont et du chariot empêchent les dépassements de course et les collisions en tête.
Le processus de sélection d'une grue à portique commence par la définition précise des besoins opérationnels : capacité de levage (incluant le poids de l'élingue), portée (écartement des rails), hauteur de levage, classe de fonctionnement (A3~A8), environnement d'utilisation (intérieur/extérieur, plage de température, exigences antidéflagrantes), etc. Le choix du mécanisme de levage dépend de la capacité et de la classe de fonctionnement : pour les charges légères et les cycles peu fréquents, on optera pour un palan électrique (type MH) ; pour les charges lourdes et les cycles intensifs, on privilégiera un chariot de levage (type MG). Le type de stabilisateur est déterminé par les contraintes du site et la nature des matériaux : le type L est polyvalent, le type C permet le passage de chariots élévateurs, et le type A offre une meilleure résistance au vent pour les grandes portées. Les points critiques de contrôle qualité lors de l'installation comprennent : la résistance du béton des fondations des rails doit atteindre 100 % de la valeur de conception avant le montage ; la rectitude des rails sur toute leur longueur doit être inférieure ou égale à 5 mm, et l'écartement des rails doit être de ±3 mm ; la contre-flèche de la poutre principale doit être contrôlée dans une plage de L/1000 ± 10 % ; la perpendicularité des stabilisateurs doit être inférieure ou égale à H/1000 ; la résistance d'isolement du système électrique doit être supérieure ou égale à 1 MΩ, et la résistance de mise à la terre inférieure ou égale à 4 Ω. Après l'installation, un essai de fonctionnement à vide (≥ 30 minutes), un essai statique à charge nominale et un essai de charge dynamique à 1,1 fois la charge nominale sont obligatoires. Pour les procédures détaillées d'installation et de mise en service, veuillez consulter les spécifications d'installation et de mise en service des grues à portique.Processus de sélection et points clés d'installation
Questions fréquentes (FAQ)
Q : Quelle est la différence entre les grues à portique de type MH et de type MG ?
A : La grue de type MH utilise un palan électrique comme mécanisme de levage. Elle est simple, légère et économique, adaptée aux applications légères à moyennes avec une capacité de levage de 1 à 20 t. La grue de type MG utilise un chariot de levage, offrant une plus grande hauteur de levage et une classe de fonctionnement supérieure, adaptée aux applications moyennes à lourdes avec une capacité de 5 à 50 t. Ce fabricant recommande le type MH pour les charges légères et les cycles peu fréquents, et le type MG pour les charges lourdes et les cycles intensifs.
Q : Quels dispositifs de sécurité antivent sont obligatoires pour une grue à portique extérieure ?
A : Conformément aux normes ISO 4301 / FEM 1.001 (ex-ISO 4301 / FEM 1.001) et TSG Q5001, une grue à portique extérieure doit être équipée d'une pince de rail ou d'un dispositif d'ancrage pour empêcher tout glissement sous l'effet du vent en position hors service. Un anémomètre doit également être installé pour surveiller la vitesse du vent en temps réel ; il déclenche une alarme et active automatiquement le freinage antivent lorsque la vitesse définie est atteinte. Pour les grues de grande et moyenne taille (≥ 20 t), l'installation d'un dispositif d'amarrage antivent est également recommandée.
Q : Quelles sont les exigences pour les fondations des rails d'une grue à portique ?
A : Les fondations des rails doivent avoir une capacité portante suffisante. L'épaisseur de la dalle en béton est généralement d'au moins 200 mm, avec un treillis d'armature bidirectionnel. L'espacement des traverses est de 600 à 800 mm, et les rails sont de type P43 ou P50. La résistance de mise à la terre des rails ne doit pas dépasser 4 Ω. Pour les grues à portique sur pneus, le sol doit être durci et sa capacité portante doit être d'au moins 10 t/m².
Q : Pourquoi les stabilisateurs d'une grue à portique sont-ils parfois conçus en porte-à-faux ?
A : La configuration en porte-à-faux (type MHL) positionne la poutre principale d'un côté des stabilisateurs, libérant ainsi un plus grand espace libre de l'autre côté. Cela permet le passage de matériaux longs (acier, tubes, bois) sur le côté. Cette disposition soumet les stabilisateurs à un moment de flexion excentré important, ce qui nécessite de renforcer leur section et de vérifier la stabilité au renversement de l'ensemble. La conception et la fabrication sont donc légèrement plus complexes et coûteuses que pour une configuration centrée.
