Carichi tangenziali orizzontali da inclinazione delle gru a ponte

Articolo tecnico

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Nel caso di piste di gru con ampie campate, non è raro che il carico orizzontale da inclinazione sia rilevante per la progettazione. Questo articolo descrive l'origine di queste forze e l'input corretto in KRANBAHN. È qui sull'implementazione pratica e sul background teorico.

Generale

Secondo lo stato attuale della tecnologia, ci sono due sistemi per implementare la guida laterale delle ruote della gru. Nel funzionamento con gru da leggera a media sono utilizzate le flange. In questo caso, la guida laterale si verifica tramite la rettifica della flangia sulla guida. Il vantaggio di questo metodo è la semplice configurazione. Oltre alla ruota della gru con flangia e la guida della flangia, non sono necessarie attrezzature tecniche aggiuntive per la guida laterale della gru. Lo svantaggio di questo metodo è l'usura che si verifica su ruota e rotaia. La Figura 01 mostra una girante con flangia della ruota su una guida KS.

Figura 01 - guida flangiato

La seconda soluzione è l'uso di rulli di guida laterali. In questo caso, la ruota della gru effettiva non ha bisogno di avere una flangia; può muoversi liberamente da un lato all'altro della guida della guida, a parte l'attrito. Se le flange della ruota sono ancora presenti, servono solo come guardie di deragliamento. L'inevitabile inclinazione della gru è ostacolata dai rulli laterali, che sono nella posizione delle ruote della gru o disposti davanti o dietro gli assi della gru. Il vantaggio di questa soluzione è la riduzione significativa delle forze di guida del binario, poiché i rulli di guida laterali sono sempre premuti alla guida della gru da una molla. Allo stesso modo, l'usura dei rulli di guida laterali e della ruota della gru è significativamente inferiore. Tuttavia, questo tipo di guida laterale richiede un determinato spazio di assemblaggio accanto alla guida della gru e comporta maggiori costi di acquisizione. La figura 02 mostra la guida tramite i rulli di guida laterali su una guida KS.

Figura 03 - Angolo di slittamento α

Determinazione delle forze da Inclinazione

Deviazioni dimensionali, usura e gioco nella guida laterale portano ad una inclinazione della gru. Qui, un angolo di scorrimento α si alza tra gli assali della gru e l'asse della pista (vedere Figura 03).

Figura 02 - Rulli guida laterali

La grandezza delle forze di reazione orizzontali da inclinazione è influenzata dalle varie condizioni al contorno. Oltre al tipo di guida laterale, la posizione della guida e il sistema del telaio delle ruote della gru sono fondamentali. Le dimensioni della gru, la posizione del baricentro complessivo e la somma di tutti i carichi delle ruote influenzano anche la grandezza delle forze di inclinazione. La Figura 04 mostra quattro varianti di progetto e le forze di reazione orizzontali risultanti includendo l'allineamento.

Figura 04 - Combinazione di forze di inclinazione per diversi sistemi di guida e guida

I produttori di gru forniscono sempre le forze di guida laterali nelle schede tecniche delle gru. Se il costruttore della gru non è ancora noto al momento del dimensionamento del cassone della gru, le forze di guida laterali per le gru a ponte possono essere determinate in modo semplificato secondo DIN EN 1991-3 capitolo 2.7.4 [1] .

Esempio e immissione in CRANEWAY

Per questo contributo tecnico, una gru di una gru a doppio ponte (ZLK) con una capacità di carico di 10 t è stata gentilmente messa a nostra disposizione dalla società ABUS Kransysteme, la gru è guidata da un lato da rulli di guida laterali. La Figura 05 mostra le azioni del carico secondo DIN EN 1991-3 in forma tabulare. Sotto la tabella, c'è una rappresentazione schematica della gru dall'alto con l'indicazione delle frecce del carico e delle designazioni del carico.

Figura 04 - Combinazione di forze di inclinazione per diversi sistemi di guida e guida

Per un dimensionamento economico, l'applicazione delle forze di guida laterali (così come le altre forze di massa orizzontali) nella direzione giusta e sulla trave destra è di particolare importanza. In CRANEWAY, i carichi possono essere definiti per una trave con i carichi massimi delle ruote e per una trave con carichi delle ruote minimi. Nel fare questo, si deve osservare la direzione del movimento della gru e la designazione delle ruote della gru, nonché la direzione positiva del carico rispettivo in base all'allineamento delle frecce del carico nel grafico. La figura 06 mostra la forza di inclinazione S e le forze orizzontali associate H S per asse della gru.

Figura 06 - Carichi orizzontali da inclinazione e definizione in KRANBAHN

I valori visualizzati saranno determinati come segue.

Trave con W-min:
S d = γ Q ⋅ S = 1.35 ⋅ 12.80 = 17,28 kN
H S, min, 2, d = γ Q ⋅ H S, min, 2 = 1.35 ⋅ 3.10 = 4.18 kN
H S, min, 1, d = γ Q ⋅ H S, min, 1 = 1.35 ⋅ -0.20 = -0.27 kN

Trave con W-max:
H S, max, 2, d = γ Q ⋅ H S, max, 2 = 1,35 ⋅ 10,50 = 14,17 kN
H S, max, 1, d = γ Q ⋅ H S, max, 1 = 1.35 ⋅ -0.60 = -0.81 kN

Sommario

Le forze di inclinazione sono inevitabili per le manovelle. Tuttavia, con la giusta scelta di guida laterale, si possono trovare soluzioni economiche per il rispettivo caso di applicazione. Ciò richiede tuttavia la corretta applicazione delle forze di guida laterali. Questo articolo aiuta a rendere più facile l'utilizzo di CRANEWAY per l'utente.

Parole chiave

Inclinazione Guida laterale Flangia della ruota

Bibliografia

[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

Link

Stand-Alone Strutture in acciaio
CRANEWAY 8.xx

Programma stand-alone

Progettazione delle vie di corsa secondo EN 1993-6 e DIN 4132

Prezzo della prima licenza
1.480,00 USD