Essai de charge des grues selon GB/T 5905-2011
La norme ISO 4310:2009 « Appareils de levage à charge suspendue — Épreuves et contrôles » est la norme générale de référence pour les essais de charge des grues. Cette norme spécifie les méthodes et exigences relatives aux essais de charge statique, aux essais de charge dynamique et aux essais de stabilité. Les essais de réception en usine et les essais de type des ponts roulants, portiques, grues à tour et grues mobiles s'appuient tous sur cette norme. Cet article détaille les procédures d'essai, les coefficients de charge et les critères d'évaluation de conformité.
La norme ISO 4310:2009, adoptée en équivalence avec la norme GB/T 5905-2011, constitue la spécification technique générale pour les essais de tous les types de grues. Elle définit trois types d'essais fondamentaux : l'essai de charge statique, l'essai de charge dynamique et l'essai de stabilité, ainsi que les coefficients de charge, les procédures d'essai et les critères d'évaluation de conformité pour chaque type. Les ponts roulants et portiques fabriqués par Kelude Industries Lourdes sont soumis à des essais individuels rigoureusement conformes à cette norme.
Essai de charge statique : méthode et exigences
L'essai de charge statique est l'essai fondamental qui vérifie la capacité portante de la structure métallique et du système de support de charge de la grue. La charge d'essai est égale à 1,25 fois la charge nominale. La procédure est la suivante :
Procédure d'essai : La charge d'essai est levée de manière stable à environ 100 mm du sol, puis maintenue en suspension pendant 10 minutes. Après déchargement, on vérifie l'absence de déformation permanente et de fissures sur les éléments de structure principaux tels que la poutre principale et les stabilisateurs. Pour les ponts roulants, on contrôle particulièrement la flèche à mi-portée de la poutre principale ; pour les portiques, on vérifie en plus les connexions des stabilisateurs.
Critères d'évaluation : Après déchargement, la flèche de la poutre de pont ne doit pas dépasser 1/2000 de la portée, et la structure ainsi que les cordons de soudure ne doivent présenter ni déformation permanente ni fissure. Aucun déplacement relatif ne doit être constaté aux points de connexion de la structure. Il est important de noter que la valeur de 1/2000 est la valeur de contrôle de la déformation résiduelle après déchargement, distincte de la flèche élastique sous pleine charge (1/700 à 1/800) qui est un indicateur différent.
Poids d'essai : La charge d'essai est généralement constituée de poids d'essai de masse connue, de masses lourdes ou d'un réservoir d'eau spécialement conçu pour les essais de charge. La masse de la charge doit être vérifiée par étalonnage, avec une erreur ne dépassant pas ±1 %. Lors de l'utilisation d'un réservoir d'eau, le volume est calculé sur la base de la masse volumique de l'eau de 1 t/m³, et l'échelle de niveau d'eau doit être préalablement marquée.
Essai de charge dynamique : méthode et exigences
L'essai de charge dynamique vérifie la capacité de fonctionnement des différents mécanismes de la grue dans des conditions de surcharge. La charge d'essai est égale à 1,1 fois la charge nominale.
Procédure d'essai : Les mécanismes de levage, de translation du pont et de translation du chariot (ou de variation de portée et de rotation) sont actionnés simultanément ou séquentiellement, en effectuant au moins 3 allers-retours complets. Chaque mécanisme doit fonctionner dans sa plage de vitesse nominale, y compris les phases de démarrage, de fonctionnement et de freinage. Le mécanisme de levage doit effectuer 3 levages et 3 descentes sur toute sa course.
Critères d'évaluation : Pendant l'essai, chaque mécanisme doit fonctionner normalement, sans vibration ni bruit anormaux. Les freins doivent assurer un freinage fiable ; après le freinage, la distance de descente de la charge ne doit pas dépasser la valeur spécifiée par la norme. Les moteurs, réducteurs et accouplements ne doivent présenter ni échauffement excessif ni élévation de température anormale. Aucune trace de frottement significative ne doit être constatée entre les boudins de roue et les rails.
Essai de stabilité
L'essai de stabilité s'applique aux grues présentant un risque de renversement, telles que les grues à portique, les grues à tour et les grues mobiles. Les ponts roulants, qui circulent sur des rails et ont un centre de gravité bas, ne sont généralement pas soumis à cet essai.
Essai de stabilité des grues à portique : Une charge égale à 1,25 fois la charge nominale est appliquée à la portée maximale de travail (à l'extrémité en porte-à-faux la plus éloignée), et on vérifie que les stabilisateurs ne se soulèvent pas de la surface du rail. Aucun soulèvement des stabilisateurs n'est toléré. Simultanément, une force horizontale est appliquée pour simuler l'effet de la charge de vent, calculée selon les formules de charge de vent de la norme ISO 4301.
Critères d'évaluation : Aucun stabilisateur ne doit se soulever du rail ou de la surface de fondation. Le coefficient de stabilité au renversement doit satisfaire aux exigences de la norme (≥ 1,5 sans vent, ≥ 1,33 avec vent de service, ≥ 1,15 avec vent hors service).
Tableau comparatif des trois méthodes d'essai
| Type d'essai | Charge d'essai | Procédure principale | Critères d'évaluation clés |
|---|---|---|---|
| Essai de charge statique | 1,25 × charge nominale | Levage à 100 mm, maintien pendant 10 min, puis déchargement | Flèche résiduelle ≤ 1/2000 de la portée ; aucune déformation permanente ni fissure |
| Essai de charge dynamique | 1,1 × charge nominale | Fonctionnement combiné des mécanismes (levage, translation du pont, translation du chariot) : ≥ 3 cycles complets à vitesse nominale | Fonctionnement normal, freinage fiable, pas d'échauffement anormal ni de vibration |
| Essai de stabilité | 1,25 × charge nominale à la portée maximale de travail | Application de la charge à l'extrémité en porte-à-faux ; ajout d'une charge de vent horizontale simulée | Aucun soulèvement des stabilisateurs ; coefficient de stabilité au renversement ≥ 1,5 (sans vent), ≥ 1,33 (vent de service), ≥ 1,15 (vent hors service) |
| Essai Type | Charge Coefficient | Essai Durée | DétectionÉlément | Critères d'acceptation |
|---|---|---|---|---|
| Essai de Charge Statique | 1.25Multiplicateur | Suspension10min | flèche du pont, structure Déformation, Fissure | déformation résiduelle≤S/2000 |
| Essai de Charge Dynamique | 1.1Multiplicateur | Aller-retour≥3Cycle | mécanisme Fonctionnement, Freinage, échauffement, Bruit | Aucune anomalievibrationetéchauffement |
| essai de stabilité | 1.25Multiplicateur+charge de vent | Charge continue | Stabilisateur Soulèvement, moment de renversement | Stabilisateur Aucun soulèvement coefficient de stabilité Conforme |
| Cru Norme | sortie d'usine100%Exécutioncharge statique+Essai de Charge Dynamique, Fourniture officielle Rapport d'essai | |||
Questions fréquentes
Q : Pourquoi l'essai de charge statique utilise-t-il un coefficient de 1,25 et non de 1,5 ?
A : Le coefficient de 1,25 est la valeur caractéristique prescrite par les normes ISO 4310 et GB/T 5905. Il tient compte de la marge de sécurité entre la limite d'élasticité du matériau et la contrainte de calcul. Lors de la conception, la grue est dimensionnée avec un coefficient de sécurité de 1,5 conformément à la norme GB/T 3811. La charge statique de 1,25 correspond à la charge maximale probable en service ; l'objectif est de vérifier le comportement élastique de la structure dans des conditions d'exploitation extrêmes, et non de procéder à un essai destructif.
Q : Quelle est la différence entre l'essai de type et l'essai individuel ?
A : L'essai individuel est réalisé sur chaque grue avant sa sortie d'usine. Il comprend l'essai à vide, l'essai de charge statique et l'essai de charge dynamique. L'essai de type, quant à lui, est une inspection complète effectuée lors de la qualification d'un nouveau produit ou en cas de modification majeure. Outre les essais de charge, il inclut des tests de résistance structurelle, la contre-analyse des matériaux et des essais de durée de vie. L'essai de type est réalisé par un organisme de détection agréé par l'État, tandis que l'essai individuel est effectué par le fabricant lui-même.
Q : Faut-il refaire un essai de charge après l'installation sur site ?
A : Oui. Conformément au règlement TSG 51-2023, un essai de charge doit être effectué après installation, comprenant une charge statique de 1,25 et une charge dynamique de 1,1. L'objectif de cet essai sur site est de vérifier que la qualité d'installation (rectitude du rail, précision d'installation des galets de roulement, etc.) répond aux exigences de conception. Les équipements Kelude sont livrés avec un service d'essai de charge sur site et un rapport de réception d'installation est fourni.
Q : À quelle fréquence faut-il effectuer un essai de charge sur une grue en service ?
A : Les essais de charge sur les grues en service se divisent en deux catégories : ceux réalisés dans le cadre de l'inspection périodique (tous les 2 ans, conformément au TSG 51) et ceux effectués après une maintenance majeure (obligatoires après le remplacement de composants principaux tels que la poutre principale ou le mécanisme de levage). Pour les grues de classe de fonctionnement A6 et supérieure, il est recommandé de réaliser un essai de charge dynamique tous les 4 ans et un essai de charge statique tous les 6 ans.
