Les principaux composants des grues améliorent l'efficacité de la construction

Les gratte-ciel perçant les nuages, les ponts enjambant des fleuves puissants—ces structures monumentales doivent leur existence à un héros méconnu de la construction : la grue à tour. Ces géants mécaniques accomplissent la tâche herculéenne de positionner avec précision les matériaux de construction à des hauteurs vertigineuses. Mais comment ces grues fonctionnent-elles exactement ? Quels sont leurs composants essentiels ? Cet examen révèle les sept parties fondamentales qui rendent les grues de construction indispensables aux projets d'ingénierie modernes.

Les grues jouent des rôles essentiels dans de multiples industries, notamment la construction, le transport maritime, l'exploitation minière, le génie civil et l'aviation. Dans les projets de construction, elles fonctionnent comme les principaux chevaux de bataille pour soulever, déplacer et abaisser les matériaux et les débris. Étant donné que certaines charges dépassent les capacités de poids ordinaires, le choix de la grue appropriée pour chaque projet devient crucial pour la sécurité et l'efficacité. Bien qu'il existe de nombreux types de grues à louer, la plupart partagent des composants communs et facilement identifiables. Nous analysons ci-dessous ces sept éléments essentiels en détail.

Peut-être le composant de grue le plus visible, le crochet est généralement suspendu à l'extrémité de la flèche. Connecté au système de commande motorisé via des câbles en acier, il saisit et élève les matériaux au niveau du sol. Pendant le mouvement de la grue, le crochet maintient une fixation sûre de la charge, comportant souvent un loquet de sécurité pour éviter tout relâchement accidentel.

La surface intérieure incurvée du crochet résiste à d'énormes contraintes concentrées pendant les levages. Par conséquent, les fabricants les construisent à partir de matériaux exceptionnellement durables, notamment :

• Le fer forgé
• L'acier allié
• L'acier au carbone
• L'acier au chrome

Ces métaux subissent généralement un traitement thermique pour améliorer encore leur résistance et leur longévité.

Le mécanisme de levage constitue le cœur du levage de la grue—sans lui, l'élévation verticale devient impossible. Ce système comprend deux éléments principaux : le câble métallique et l'ensemble treuil.

Connectant le crochet à la structure de la grue, ces câbles sont dotés d'une construction en acier renforcé enroulé en spirale pour une sécurité maximale. Leur tissage unique répartit le poids de la charge uniformément sur les fils individuels, minimisant les concentrations de contraintes. Même si un fil se casse, cette conception empêche une instabilité soudaine de la charge.

Les systèmes de poulies hydrauliques ou électriques forment le cœur opérationnel du treuil. Les poulies de grue (ou réas) multiplient considérablement la capacité de charge du crochet. La plupart des ensembles de réas peuvent accueillir plusieurs câbles métalliques, ce qui égalise davantage la répartition du poids et réduit les risques de rupture pendant les levages. Cette configuration s'avère particulièrement efficace pour gérer les charges décentrées.

Généralement le plus grand composant de la grue, la flèche est un long bras en acier s'étendant du corps principal au crochet. Sa fonction principale consiste à positionner les matériaux plus près ou plus loin de la base de la grue. Les conceptions de flèches varient selon le type de grue.

Construites à partir de barres d'acier soudées formant des motifs en "W" ou en "V", les flèches en treillis atteignent des rapports résistance/poids remarquables. Cependant, leurs longueurs fixes limitent les capacités d'extension. Les grues à tour et les grues sur chenilles utilisent fréquemment cette conception.

Les flèches hydrauliques offrent des longueurs réglables pendant le fonctionnement grâce à deux systèmes principaux :

• Flèches télescopiques
• Flèches pliantes

Les deux utilisent des pompes hydrauliques contenant des pistons qui déplacent l'huile pour étendre ou rétracter les sections de la flèche.

Les modèles télescopiques comportent des tubes rectangulaires ou trapézoïdaux emboîtés. Les mécanismes hydrauliques font glisser des tubes plus étroits dans/hors de tubes plus larges pour ajuster la longueur. Les flèches pliantes intègrent de multiples articulations pour des manœuvres de flexion. Bien qu'elles nécessitent des vérins hydrauliques supplémentaires, leur plus grande mobilité convient aux espaces de travail confinés nécessitant une mise en place précise de la charge.

Souvent confondue avec la flèche, la volée est une extension détachable montée à l'extrémité de la flèche en treillis. Elle augmente l'effet de levier et élargit la distance entre le corps de la grue et la charge. Capables de mouvements horizontaux, les volées manipulent des charges plus longues et plus volumineuses tout en empêchant les impacts de matériaux contre la structure principale.

Les grues à tour utilisent couramment des volées ainsi que des contre-volées. Certaines versions de volées comportent des extrémités fixes, tandis que d'autres utilisent des conceptions articulées permettant un réglage vertical pour un positionnement précis de la charge.

Les grues de construction utilisent des contrepoids amovibles pour compenser les contraintes de charge à l'avant et éviter le basculement. Positionnés à l'arrière de la grue, ces poids doivent dépasser la masse de la charge pour maintenir l'équilibre. Les opérateurs ajustent les quantités de contrepoids en fonction des exigences spécifiques de la charge.

Ces composants de base extensibles répartissent le poids de la grue sur des surfaces plus grandes, empêchant l'instabilité pendant les opérations de levage. Les stabilisateurs hydrauliques créent des plates-formes robustes permettant des capacités de levage maximales. Cependant, ils ne peuvent pas compenser les conditions de sol instables—les réglementations de l'OSHA exigent un nivellement et un drainage appropriés du site avant l'installation de la grue.

Les bases de grue s'adaptent à divers terrains grâce à différentes configurations :

• Fondations en béton fixent verticalement les grues à tour pour les projets à grande portée
• Pontons empêchent l'enfoncement dans les environnements marins pour le forage en mer, la construction de ponts et de ports
• Roues améliorent la mobilité sur les terrains accidentés—les grues tout-terrain avec des configurations à quatre roues et plus naviguent efficacement sur le gravier, le sable et l'asphalte
• Chenilles offrent une stabilité supérieure sur les sols meubles/boueux malgré des vitesses de déplacement plus lentes

Lors de l'observation des grues en fonctionnement, l'identification de ces composants améliore la compréhension de leur sophistication mécanique. La sélection des types de grues appropriés nécessite une considération attentive des spécifications du projet, des conditions du chantier et des capacités de levage requises pour assurer à la fois la sécurité et l'efficacité opérationnelle.