Généralités
Il existe actuellement deux systèmes permettant le guidage latéral des roues d'un pont roulant. Les semelles de roues sont utilisées dans les opérations de grue légères à moyennes. Le guidage latéral s'opère alors en découpant la semelle de sorte à ce qu'elle soit adaptée au rail. Cette méthode est avantageuse car sa mise en œuvre est simple. Aucun équipement technique supplémentaire n'est nécessaire pour le guidage latéral de la grue, à part la roue du pont roulant avec semelle et le rail de roulement. Cette méthode a cependant tendance à user la roue et le rail. La Figure 01 montre une roue avec une semelle de roue sur un rail KS.
La seconde solution consiste à utiliser des galets latéraux. Il n'est alors pas nécessaire d'équiper la roue du pont d'une semelle : elle peut se déplacer librement le long du rail, hormis le frottement. Si des semelles sont néanmoins utilisées, elles servent uniquement de protection contre le déraillement. Ce sont les galets latéraux qui empêchent la marche en crabe du pont. Ils tiennent la place des roues ou se trouvent devant ou derrière les essieux du pont. L'avantage de cette solution réside dans les forces de guidage sur la voie considérablement réduites, car les galets de guidage latéraux sont toujours pressés contre les rails du pont roulant à l'aide d'un ressort. L'usure des galets de guidage latéraux et de la roue du pont roulant se trouve elle aussi significativement réduite. L'assemblage de ce type de guidage latéral requiert cependant un espace suffisant près du rail du pont roulant, ce qui implique des coûts d’acquisition plus élevés. La Figure 02 montre un guidage réalisé à l'aide de galets latéraux et d'un rail KS.
Détermination des forces dues à la marche en crabe
Les écarts dimensionnels, l'usure et le jeu dans le guidage latéral entraînent une déviation du pont roulant. Un angle de glissement α se forme ici entre l'axe du pont roulant et l'axe du chemin de roulement (voir la Figure 03).
Diverses conditions aux limites influencent l'amplitude des réactions horizontales dues à la marche en crabe. La position du guidage et le système de châssis des roues du pont roulant sont aussi importants que le type de guidage latéral. Les dimensions du pont roulant, la position du centre de gravité global et la somme de toutes les charges de roue influencent également l'amplitude des forces d'inclinaison. La Figure 04 montre quatre variantes de calcul et les forces de réaction horizontales résultantes, alignement compris.
Les fabricants de ponts roulants indiquent toujours les forces de guidage latérales dans les fiches techniques de leurs appareils. Si le fabricant du pont n'est pas encore connu lors du calcul de la poutre de roulement, les forces de guidage latérales des ponts roulants peuvent être déterminées de manière simplifiée selon le chapitre 2.7.4 de la norme DIN EN 1991-3 [1].
Exemple et saisie dans CRANEWAY
Pour cet article technique, la société ABUS Kransysteme nous a aimablement fourni une fiche technique pour un pont roulant à deux poutres (ZLK) d'une capacité de levage de 10 t. Le pont roulant est guidé d'un côté par des galets de guidage latéraux. La Figure 05 montre les effets de charge selon la DIN EN 1991-3 sous forme de tableau. Une représentation schématique de la grue vue du dessus avec une indication des flèches d'affichage des charges et des désignations de charge se trouve sous le tableau.
Il est essentiel d'appliquer les forces de guidage latérales (ainsi que d’autres efforts de masse latéraux) dans la bonne direction et sur la poutre adéquate afin de réaliser le dimensionnement à moindre coût. Dans CRANEWAY, les charges peuvent être définies pour une poutre avec des charges de roue maximales et pour une poutre avec des charges de roue minimales. Le sens de déplacement du pont roulant, la référence de ses roues et la direction positive de la charge correspondante d'après les flèches d'affichage des charges représentées sur le schéma doivent être pris en compte. La Figure 06 montre la force S due à la marche en crabe et les forces horizontales associées HS selon l'axe de pont considéré.
Les valeurs indiquées sont déterminées comme suit :
Poutre avec R-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
Poutre avec R-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
Résumé
La marche en crabe des chemins de roulement produit inévitablement certaines forces. Il est cependant possible de trouver des solutions économiques pour chaque application en choisissant le guidage latéral adéquat. Cela nécessite cependant une application correcte des forces de guidage. Cet article permet de simplifier le travail de l'utilisateur avec CRANEWAY.