Qu'il s'agisse d'un grue à flèche autoportante La solidité de l'installation influe non seulement sur le fonctionnement normal de la grue, mais aussi sur la sécurité des levages et sa durée de vie. En fonctionnement, une charge positionnée près de l'extrémité du bras de flèche génère un moment de renversement important sur la colonne et les fondations. Même avec une capacité de levage nominale identique, la longueur du bras peut engendrer des exigences très différentes en matière de fondations et d'ancrage.
Par conséquent, le choix de la liaison entre le socle de la grue et les fondations ne doit pas se fonder uniquement sur la capacité de levage. D'autres facteurs doivent également être pris en compte, notamment la charge nominale, la longueur de la flèche, la fréquence d'utilisation, les caractéristiques du béton et les conditions de construction du site.
Il existe trois méthodes courantes de connexion aux fondations pour une grue à flèche autoportante : installation sur une grande plaque de base, installation par boulons d’ancrage chimiques et fondation par cage d’ancrage encastrée.
Chaque méthode a ses propres applications. Il n'existe pas de solution de fondation unique convenant à tous les projets de grues à flèche autoportantes.
Installation d'une plaque de base de grande taille : répartition des charges sur une plus grande surface de fondation
L'installation sur une large plaque de base peut être utilisée pour certaines grues à flèche autoportantes de petite et moyenne capacité, généralement de 1 à 3 tonnes environ. Cependant, la pertinence de cette méthode doit être vérifiée en fonction de la longueur de la flèche, du moment de renversement, des dimensions de la plaque de base, du système d'ancrage et des caractéristiques de la fondation en béton.
Cette méthode d'installation utilise une plaque de base en acier plus large et plus épaisse sous la colonne de la grue, avec de multiples points d'ancrage répartis sur la plaque.
Il est important de comprendre qu'une plaque de base plus large ne signifie pas que la grue à flèche autoportante peut simplement être installée sur le sol d'un atelier ordinaire, ni qu'elle peut remplacer une fondation en béton correctement conçue.
L'objectif principal de la plaque de base plus large est d'augmenter la surface de répartition de la charge et de fournir des points d'ancrage supplémentaires, permettant ainsi de transférer les charges et le moment de renversement générés par la grue à flèche sur une surface de fondation plus grande.
Quand une grande plaque de base est-elle appropriée ?
Lors de la construction d'un nouveau sol d'atelier, les boulons d'ancrage peuvent être scellés lors du coulage du béton. Lorsque l'espace est limité et que le creusement d'une grande fosse pour la cage d'ancrage est difficile, l'utilisation d'une large plaque de base peut être envisagée.
Si l'ensemble du sol de l'atelier doit être coulé en béton neuf, les boulons d'ancrage peuvent être positionnés à l'avance en fonction de la conception de la grue à flèche. Cela peut réduire le volume de terrassement supplémentaire nécessaire pour des fondations profondes séparées.
Dans les zones où plusieurs machines sont installées à proximité les unes des autres et où un sol ou une fondation en béton armé intégré est disponible, une plaque de base plus large peut également aider à répartir les charges localisées sur une zone plus étendue.
Quelle est la différence entre une grande plaque de base et une cage d'ancrage encastrée ?
Les deux méthodes nécessitent des fondations en béton fiables, mais leurs principes d'ancrage sont différents.
Une grande plaque de base répartit principalement les charges sur une surface de fondation plus large grâce à son empreinte au sol plus importante et à ses multiples points d'ancrage.
En revanche, une cage d'ancrage encastrée utilise des armatures et des boulons d'ancrage noyés plus profondément dans la fondation en béton afin de créer un système d'ancrage plus intégré. Elle offre généralement une meilleure intégrité structurelle et une résistance accrue aux forces de renversement.
Pour les grues de grande capacité, les flèches longues, les opérations de levage fréquentes ou les applications avec des moments de renversement importants, il convient généralement d'évaluer en premier lieu une fondation à cage d'ancrage encastrée plutôt que de simplement augmenter la taille de la plaque de base.
Procédure d'installation de base pour une grande plaque de base
- 1. Construire les fondations en béton
Coulez la fondation en béton conformément au plan de fondation et positionnez les boulons d'ancrage encastrés selon le schéma de perçage de la plaque de base. - 2. Positionnez et nivelez la grande plaque de base
Nettoyez la surface de fondation, mettez la plaque de base en position, alignez-la avec les boulons d'ancrage encastrés et ajustez sa position centrale et son niveau. - 3. Serrez les écrous d'ancrage
Installez les rondelles et les écrous, puis serrez-les progressivement et uniformément en suivant une séquence diagonale. - 4. Installez la colonne de la grue
Fixez la base de la colonne à la grande plaque de base, serrez les boulons de fixation et vérifiez l'alignement vertical de la colonne. - 5. Inspection finale et jointoiement si nécessaire
Vérifiez tous les assemblages, le contact de la plaque de base et la verticalité des colonnes. Si une couche de coulis est prévue dans le calcul des fondations, utilisez un coulis sans retrait adapté.
Déconseillé de manière générale sans vérification structurelle spécifique : Les applications à grande capacité, à longue flèche, à haute fréquence ou à moment de renversement élevé ne doivent pas reposer uniquement sur une plaque de base élargie en remplacement d'une fondation encastrée sans calculs structurels appropriés.
Installation de boulons d'ancrage chimique : minimiser les modifications apportées aux sols d'atelier existants
L'utilisation de boulons d'ancrage chimiques est souvent envisagée pour certaines grues à flèche autoportantes de faible capacité, généralement de 0,25 à 1 tonne environ. Toutefois, la capacité de la grue ne suffit pas à déterminer leur pertinence. Il est également indispensable de vérifier la résistance, l'épaisseur, le ferraillage, la profondeur d'ancrage requise, la distance au bord de la structure et le moment de renversement généré par la grue à flèche.
Contrairement à une cage d'ancrage encastrée, cette méthode ne nécessite pas l'installation d'ancrages avant le coulage du béton.
On perce des trous dans la fondation en béton existante en suivant le gabarit de la plaque de base de la grue. Après un nettoyage minutieux des trous, on injecte un adhésif de scellement chimique et on insère des tiges filetées.
Une fois que le matériau d'ancrage chimique a complètement durci et atteint la résistance requise, la colonne de la grue peut être installée.
Quand les boulons d'ancrage chimiques sont-ils appropriés ?
Si un atelier possède déjà un sol ou des fondations en béton répondant aux exigences structurelles de la grue à flèche, et que l'excavation de nouvelles fondations est difficile, l'installation de boulons d'ancrage chimiques peut être envisagée.
Cette méthode est particulièrement adaptée pour :
- Améliorations des ateliers existants
- Ateliers avec sols en béton finis
- Postes de travail où les travaux d'excavation de fondations importantes sont difficiles
- Projets nécessitant une période d'installation relativement courte
Ses principaux avantages sont une installation plus rapide et des modifications moindres du sol ou des fondations existants. Toutefois, cela ne signifie pas qu'une grue à flèche autoportante puisse être installée sur n'importe quel sol en béton existant à l'aide d'ancrages chimiques.
Si le béton est fissuré, creux, trop mince, de résistance inconnue, ou si les points d'ancrage requis sont trop proches du bord des fondations, la méthode d'installation doit être réévaluée.
Procédure de base d'installation d'ancrage chimique
- 1. Marquez les emplacements des ancrages en fonction des trous de la plaque de base de la colonne.
- 2. Percer des trous au diamètre et à la profondeur spécifiés.
- 3. Enlevez soigneusement la poussière et les débris des trous.
- 4. Injecter la quantité spécifiée d'adhésif d'ancrage chimique.
- 5. Insérez les tiges filetées et laissez l'adhésif durcir complètement.
- 6. Installez la base de la colonne, les rondelles et les écrous.
- 7. Ajustez la verticalité de la colonne et serrez les ancrages conformément aux exigences spécifiées.
Parmi ces étapes, la profondeur de perçage, le nettoyage des trous et le temps de durcissement sont particulièrement importants pour la performance de l'ancrage. Une quantité excessive de poussière à l'intérieur des trous, une quantité insuffisante d'adhésif d'ancrage ou la mise en charge des ancrages avant durcissement complet peuvent réduire considérablement leur performance.
Généralement déconseillé : Si l'épaisseur, la résistance, le renforcement ou l'état général du béton existant ne peuvent être confirmés, ou si le béton présente des fissures importantes, des zones creuses ou des dommages structurels, les ancrages chimiques ne doivent pas être sélectionnés uniquement en fonction de la capacité de la grue.
Fondation à cage d'ancrage encastrée : Convient aux applications à long terme et intensives
La cage d'ancrage encastrée est l'une des solutions de fondation les plus courantes pour une grue à flèche autoportante. Elle convient à une large gamme d'applications, des grues de petite et moyenne capacité aux grues relativement lourdes, avec une plage de référence typique d'environ 0,5 à 5 tonnes.
Pour les flèches longues, les capacités de levage élevées, les opérations de levage fréquentes ou les applications avec des moments de renversement importants, cette méthode de fondation est souvent privilégiée.
L'installation encastrée nécessite le creusement d'une fosse de fondation. Les armatures, les boulons d'ancrage et les éléments de positionnement sont installés à l'intérieur de la fondation avant le coulage du béton.
Une fois que le béton a atteint la résistance d'installation spécifiée, la base de la colonne de la grue est montée sur les boulons d'ancrage encastrés.
Quand une cage d'ancrage encastrée est-elle appropriée ?
Une cage d'ancrage encastrée est particulièrement adaptée aux nouveaux ateliers ou aux projets où les travaux de génie civil sont encore en cours.
Si l'emplacement et les principaux paramètres techniques du pont roulant sont définis dès la phase de construction de l'atelier, les fondations et la cage d'ancrage peuvent être conçues et installées en amont. Ceci permet de minimiser les modifications ultérieures du sol de l'atelier une fois celui-ci terminé.
Il convient généralement d'accorder une plus grande attention aux fondations encastrées pour :
- postes de travail permanents
- Grues à flèche de plus grande capacité
- flèches plus longues
- Opérations de levage à haute fréquence
- Applications impliquant des charges dynamiques importantes
- Projets nécessitant une plus grande intégrité des fondations et une résistance accrue au renversement
Comparée aux ancrages chimiques et aux grandes connexions à plaque de base, une cage d'ancrage encastrée transfère les charges et le moment de renversement générés par la colonne de la grue dans une fondation en béton plus grande, créant ainsi un système d'ancrage plus intégré.
Procédure d'installation de base d'une cage d'ancrage encastrée
- 1. Creuser les fondations selon les dimensions spécifiées.
- 2. Fabriquer la cage d'ancrage et positionner avec précision les boulons d'ancrage.
- 3. Fixez la cage d'ancrage pour éviter tout mouvement pendant le coulage du béton.
- 4. Coulez le béton et vibrez-le correctement.
- 5. Faire durcir le béton conformément aux exigences spécifiées.
- 6. Installez la colonne de la grue une fois que la fondation a atteint la résistance d'installation requise.
- 7. Ajustez la verticalité de la colonne et serrez les écrous d'ancrage.
Lors de la construction, il convient de porter une attention particulière à la position, à l'espacement, à la verticalité et à la longueur exposée des boulons d'ancrage. Si la cage d'ancrage n'est pas correctement fixée, le coulage du béton et les vibrations peuvent entraîner le déplacement des boulons d'ancrage, rendant difficile, voire impossible, l'alignement de la plaque de base de la grue lors de son installation.
Limites à prendre en compte : Bien qu'une cage d'ancrage encastrée assure une excellente intégrité des fondations, sa mise en œuvre nécessite des travaux d'excavation, de ferraillage, de coulage et de cure du béton. Par conséquent, les travaux de génie civil et la durée de l'installation sont généralement plus importants qu'avec les deux autres méthodes.
Comment choisir parmi les trois méthodes de fondation pour une grue à flèche autoportante
Les plages de capacité ci-dessous ne sont données qu'à titre indicatif et ne doivent pas être considérées comme des normes de conception de fondations.
| Méthode d'installation | Capacité de référence | Conditions de site plus appropriées | Caractéristiques principales |
| Boulons d'ancrage chimiques | 0,25 à 1 tonne | Sols en béton existants, rénovations d'ateliers, sites où l'excavation est difficile | Installation rapide et modifications minimales, mais fortement dépendante des conditions du béton existant. |
| Grande plaque de base | 1 à 3 tonnes | Nouveaux sols en béton, espace d'excavation limité, les boulons d'ancrage peuvent être positionnés à l'avance | Surface de répartition de charge plus large et besoin réduit d'excavation profonde pour les fondations |
| Cage d'ancrage encastrée | 0,5 à 5 tonnes | Nouveaux ateliers, installations permanentes, levage de charges lourdes ou fréquentes | Meilleure intégrité structurelle et résistance au renversement, mais nécessite davantage de travaux de génie civil. |
Important: Même si deux grues à flèche autoportantes présentent exactement la même capacité de levage nominale, des différences de longueur de flèche, de hauteur de levage et de conditions d'utilisation peuvent engendrer des charges différentes sur les fondations. Par conséquent, le choix final de la méthode de fondation ne doit jamais reposer uniquement sur les plages de capacité indiquées ci-dessus.
Guide de sélection préliminaire simple
Le sol en béton existant et les travaux d'excavation sont difficiles.
→ Il convient tout d'abord de vérifier l'état du béton existant. Pour les ponts roulants légers, l'utilisation de boulons d'ancrage chimiques peut être envisagée.
Nouvelle dalle en béton : les boulons d'ancrage peuvent être positionnés à l'avance, mais les fouilles profondes sont limitées.
→ L'installation d'une grande plaque de base peut être envisagée.
Nouvel atelier, fonctionnement permanent, capacité de levage accrue, flèche longue ou levage fréquent
→ Une fondation à cage d'ancrage encastrée est généralement préférée.
Ces recommandations ne sont destinées qu'à une sélection préliminaire. La conception finale des fondations doit toujours être validée en fonction des paramètres de la grue et des conditions réelles du site.
Pourquoi le choix des fondations ne devrait-il pas se faire uniquement en fonction de la capacité de la grue ?
Il s'agit là d'un des aspects les plus facilement négligés dans la conception des fondations des grues à flèche autoportantes.
Prenons par exemple deux grues à flèche d'une capacité de levage d'une tonne chacune. L'une possède une flèche de 2 mètres, tandis que l'autre possède une flèche de 6 mètres.
Lorsque la charge atteint l'extrémité extérieure de la flèche, l'effet de renversement agissant sur la fondation de la colonne peut être significativement différent entre les deux grues.
Par conséquent, déterminer si une méthode de fondation est appropriée nécessite de prendre en compte au moins les facteurs suivants :
- Capacité de levage nominale
- longueur de la flèche
- Hauteur de levage
- poids propre de la grue
- Classe de service et fréquence de fonctionnement
- charges dynamiques
- conditions de fondation et de béton
C’est pourquoi un fabricant de grues à flèche demandera généralement non seulement « Quelle capacité de levage vous faut-il ? », mais aussi la longueur de flèche requise et les conditions de fondation du site avant de confirmer la solution d’installation.
Quelles informations sont nécessaires avant d'installer une grue à flèche autoportante ?
Si vous n'êtes pas certain que votre projet doive utiliser des ancrages chimiques, une grande plaque de base ou une cage d'ancrage encastrée, il n'est pas conseillé de prendre cette décision uniquement en fonction de la capacité de la grue.
Avant de choisir la solution de fondation, préparez les informations suivantes :
- 1. Capacité de levage nominale
Par exemple : 500 kg, 1 tonne, 2 tonnes ou 5 tonnes. - 2. Longueur de la flèche / rayon de travail
La distance entre le centre de la colonne de la grue et l'extrémité extérieure de la zone de travail effective. - 3. Hauteur de levage requise
La hauteur de levage verticale effective requise entre le niveau du sol et le crochet. - 4. État des fondations existantes
Cela comprend l'épaisseur, la résistance et l'armature du béton. Pour un nouvel atelier, veuillez indiquer les caractéristiques prévues des fondations, si elles sont disponibles. - 5. Photos ou schémas de la zone d'installation
Les photos du site, les plans d'atelier et les dessins de fondation peuvent aider à déterminer l'espace de construction disponible et à identifier les structures environnantes susceptibles d'affecter l'installation.
À partir de ces informations, les charges et le moment de renversement agissant sur la fondation peuvent être évalués plus précisément, permettant ainsi de sélectionner une fondation et une méthode d'ancrage plus adaptées.
Pour les applications de levage à grande échelle, à flèche longue et à haute fréquence, ou pour les projets présentant des conditions de fondation complexes, la fondation doit être spécifiquement conçue et vérifiée structurellement en fonction des paramètres réels de la grue plutôt que d'utiliser des dimensions de fondation génériques.
Ce n'est que lorsque les fondations en béton, le système d'ancrage, la base de la colonne et la structure de la grue à flèche autoportante forment un système correctement conçu et solidement connecté que la grue peut fonctionner de manière sûre, fiable et constante sur le long terme.
