Cargas de viga de carril de sesgo de puentes grúa

Artículo técnico

Para puentes grúa con vanos de gran tamaño, la carga horizontal del sesgo es, a menudo, relevante para el cálculo. Este artículo describe el origen de estos esfuerzos y la entrada correcta en CRANEWAY. Se describe tanto los antecedentes teóricos como la implementación práctica.

General

De acuerdo con el estado del arte actual de la tecnología, existen dos sistemas para implementar la guía lateral de las ruedas de la grúa. Las alas se utilizan desde los casos de operaciones menores a intermedias. Aquí, la guía lateral se lleva a cabo rectificando el ala en el carril. La ventaja de este método es su implementación simple. Además de la grúa de rueda con el ala y el carril del puente grúa, no se necesita un equipamiento técnico adicional para el guiado lateral de la grúa. La desventaja de este método es el desgaste que se produce en la rueda y en el carril. La figura 01 muestra un impulsor con una rueda con alas en un carril KS.

Figura 01 - Guía con alas

La segunda solución es el uso de rodamientos guía laterales. En este caso, la rueda de la grúa no necesita tener un ala; puede moverse libremente de lado a lado en el carril del puente grúa, aparte de la fricción. Si las alas de las ruedas todavía están presentes, sólo sirven como protección contra el descarrilamiento. El inevitable sesgo de la grúa se ve obstaculizado por los rodamientos laterales, que están en la posición de las ruedas de la grúa o dispuestos delante o detrás de los ejes de la grúa. La ventaja de esta solución es la reducción considerable de los esfuerzos de guía, desde que los rodamientos de guía laterales siempre están presionados por un muelle en el carril de la grúa. Asimismo, el desgaste de los rodamientos guía laterales y la rueda de la grúa es considerablemente menor. Sin embargo, este tipo de guía lateral necesita un cierto espacio de montaje al lado del carril de la grúa, y se asocia con mayores costes de adquisición. La figura 02 muestra la guía a través de los rodamientos de guía laterales en un carril KS.

Figura 02 - Rodamientos guía laterales

Determinación de los esfuerzos para el sesgo

Las desviaciones dimensionales, desgaste y juego en la guía lateral conducen a un sesgo de la grúa. Aquí, surge un ángulo de deslizamiento α entre los ejes de la grúa y el eje de la vía de la grúa (ver figura 03).

Figura 03 - Ángulo de deslizamiento α

La magnitud de los esfuerzos de reacción horizontales del sesgo está influenciada por varias condiciones de contorno. Además del tipo de guía lateral, son cruciales la posición de la guía y el sistema de chasis de las ruedas de las ruedas de grúa. Las dimensiones de la grúa, la posición del centro de gravedad general, así como la suma de todas las cargas de las ruedas, influyen en la magnitud de los esfuerzos de sesgo. La figura 04 muestra cuatro variantes del diseño y los esfuerzos de reacción horizontales resultantes, incluida la alineación.

Figura 04 - Combinación de fuerzas de desviación para diferentes sistemas de conducción y guía

Los fabricantes de grúas siempre proporcionan los esfuerzos de guía laterales en las fichas de datos de las grúas. Si aún no se conoce el fabricante la grúa cuando se dimensiona la viga de puente grúa, los esfuerzos de guía laterales para los puentes grúa se pueden determinar de manera simplificada según DIN EN 1991-3, capítulo 2.7.4 [1].

Ejemplo y entrada en CRANEWAY

Para este artículo, la compañía ABUS Kransysteme proporcionó amablemente la ficha de datos de una viga de puente grúa doble (ZLK) con una capacidad de carga de 10 t. La grúa se guía unilateralmente por rodamientos guía laterales. La figura 05 muestra los efectos de carga según la norma DIN EN 1991-3 en forma de tabla. Bajo la tabla, hay una representación esquemática de la grúa desde arriba, con indicaciones de las flechas de carga y las designaciones de carga.

Figura 05 - Detalle de una ficha de datos de una grúa de ABUS Kransysteme

Es especialmente importante la aplicación de los esfuerzos de guía laterales (así como los otros esfuerzos de masa horizontales) en la dirección correcta, así como la viga de puente grúa correcta para conseguir un dimensionamiento económico. En CRANEWAY, las cargas se pueden definir para una viga con unas cargas máximas de rueda y para una viga con unas cargas mínimas de rueda. Se debe tener en cuenta la dirección de movimiento de la grúa y la designación de las ruedas de la grúa, así como la dirección positiva de la carga respectiva en función de la alineación de las flechas de carga en el gráficp. La figura 06 muestra la fuerza de sesgo S y las fuerzas horizontales asociadas HS por eje de grúa.

Figura 06 - Cargas horizontales de sesgo y definición en CRANEWAY

Los valores mostrados se determinan de la siguiente forma.

Viga con R-min:
Sd = γQ ⋅ S = 1,35 ⋅ 12,80 = 17,28 kN
HS,mín,2,d = γQ ⋅ HS,mín,2 = 1,35 ⋅ 3,10 = 4,18 kN
HS,mín,1,d = γQ ⋅ HS,mín,1 = 1,35 ⋅ -0,20 = -0,27 kN

Viga con R-max:
HS,máx,2,d = γQ ⋅ HS,máx,2 = 1,35 ⋅ 10,50 = 14,17 kN
HS,máx,1,d = γQ ⋅ HS,máx,1 = 1,35 ⋅ -0,60 = -0,81 kN

Resumen

Los esfuerzos para el sesgo son inevitables para las vigas carril. Sin embargo, es posible encontrar soluciones económicas para cada aplicación al elegir correctamente la guía lateral. Sin embargo, esto necesita la aplicación correcta de los esfuerzos de guía laterales. Este artículo ayuda a facilitar el trabajo con CRANEWAY para el usuario.

Palabras clave

sesgo guiado lateral ala de rueda

Referencia

[1]   Eurocode 1: Actions on structures - Part 3: Actions induced by cranes and machinery; EN 1991‑3:2010‑12
[2]   Seeßelberg, C.: Kranbahnen - Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode, 4. Auflage. Berlin: Beuth, 2014

Enlaces

Independiente Estructuras de acero
CRANEWAY 8.xx

Programa independiente

Cálculo de vigas carril para puentes grúa según EN 1993-6 y DIN 4132

Precio de la primera licencia
1.480,00 USD