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2019-04-03

Carichi trasversali orizzontali da inclinazione di gru a ponte

Per le vie di corsa di gru con grandi campate, il carico orizzontale da inclinazione è spesso rilevante per la verifica. Questo articolo descrive l'origine di queste forze e la corretta immissione in CRANEWAY. Vengono discussi l'implementazione pratica e il background teorico.

generale

Secondo lo stato attuale della tecnologia, ci sono due sistemi per implementare la guida laterale delle ruote della gru. Le flange sono utilizzate in operazioni con gru da leggere a medie. Qui, la guida laterale avviene rettificando l'ala sulla rotaia. Il vantaggio di questo metodo è la semplice configurazione. A parte la ruota della gru con flangia e la rotaia della gru, non è necessaria alcuna attrezzatura tecnica aggiuntiva per la guida laterale della gru. Lo svantaggio di questo metodo è l'usura che si verifica sulla ruota e sul binario. La Figura 01 mostra una girante con un bordo della ruota su una rotaia KS.

La seconda soluzione è l'uso di rulli guida laterali. In questo caso, la ruota della gru vera e propria non ha bisogno di avere una flangia; può muoversi liberamente da un lato all'altro sulla rotaia della gru, a parte l'attrito. Se le ali della ruota sono ancora presenti, fungono solo da protezione del deragliamento. L'inevitabile inclinazione della gru è ostacolata dai rulli laterali, che si trovano nella posizione delle ruote della gru o disposti davanti o dietro gli assi della gru. Il vantaggio di questa soluzione sono le forze di guida del cingolo notevolmente ridotte, poiché i rulli di guida laterali sono sempre premuti contro la rotaia della gru da una molla. Allo stesso modo, l'usura dei rulli di guida laterali e della ruota della gru è notevolmente inferiore. Tuttavia, questo tipo di guida laterale richiede un certo spazio di montaggio vicino alla rotaia della gru e comporta maggiori costi di acquisto. La Figura 02 mostra la guida tramite rulli di guida laterali su una guida KS.

Determinazione delle forze dall'inclinazione

Deviazioni dimensionali, usura e gioco nella guida laterale portano all'inclinazione della gru. Qui, si crea un angolo di slittamento α tra gli assi della gru e l'asse della via di corsa (vedere la Figura 03).

L'entità delle forze di reazione orizzontali dovute all'inclinazione è influenzata da varie condizioni al contorno. Oltre al tipo di guida laterale, la posizione della guida e il sistema di telaio delle ruote della gru sono determinanti. Anche le dimensioni della gru, la posizione del baricentro complessivo e la somma di tutti i carichi delle ruote influenzano l'entità delle forze di inclinazione. La Figura 04 mostra quattro varianti di progetto e le forze di reazione orizzontali risultanti, incluso l'allineamento.

I produttori di gru forniscono sempre le forze di guida laterale nelle schede tecniche delle gru. Se il produttore della gru non è ancora noto al momento del dimensionamento della trave della gru, le forze di guida laterali per 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 articolo tecnico, la società ABUS Kransysteme ci ha gentilmente fornito una scheda tecnica della gru per un carroponte a due ponti (ZLK) con una capacità di sollevamento di 10 t. La gru è guidata su un lato tramite rulli di guida laterali. La Figura 05 mostra le azioni del carico secondo DIN EN 1991-3 in forma tabellare. Sotto la tabella c'è una rappresentazione schematica della gru dall'alto con l'indicazione delle frecce di carico e delle designazioni del carico.

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

I valori visualizzati sono determinati come segue.

Trave con W-min:
Sd = γQ ⋅ S = 1.35 ⋅ 12.80 = 17.28 kN
HS,min,2,d = γQ ⋅ HS,min,2 = 1.35 ⋅ 3.10 = 4.18 kN
HS,min,1,d = γQ ⋅ HS,min,1 = 1.35 ⋅ -0.20 = -0.27 kN

Travatura con W-max:
HS,max,2,d = γQ ⋅ HS,max,2 = 1.35 ⋅ 10.50 = 14.17 kN
HS,max,1,d = γQ ⋅ HS,max,1 = 1.35 ⋅ -0.60 = -0.81 kN

Sommario

Le forze da inclinazione sono inevitabili per le vie di corsa. Tuttavia, con la giusta scelta della guida laterale, è possibile trovare soluzioni economiche per il rispettivo caso di applicazione. Tuttavia, ciò richiede la corretta applicazione delle forze di guida laterali. Questo articolo aiuta a semplificare il lavoro su CRANEWAY.


Autore

Il signor Flori è il leader del team di assistenza clienti e fornisce supporto tecnico per i clienti di Dlubal Software.

Link
Bibliografia
  1. Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 3: Einwirkungen infolge von Kranen und Maschinen; DIN EN 1991-3:2010-12
  2. Seeßelberg, C.: Kranbahnen - Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode, 4. Auflage. Berlin: Beuth, 2014