Lorsqu’il s’agit de construire des gratte-ciel, aucune pièce d’équipement de construction n’est plus essentielle que la grue à tour. Ces lourdes machines de levage dominent l’horizon des villes, hissant des matériaux et des machines sur certains des sites de construction les plus élevés de la planète.
Elles font désormais partie de la vie quotidienne dans presque toutes les grandes villes, les entrepreneurs s’empressant de construire tour après tour, et on en dénombre plus de 100 000 en activité dans le monde à tout moment.
Bien que les grues à tour soient très répandues, elles semblent souvent apparaître dans le ciel sans que l’on s’en aperçoive, ce qui amène beaucoup d’entre nous à se demander comment elles sont arrivées là.
La grande majorité d’entre elles sont érigées à l’aide de grues mobiles de plus grande taille, mais il est évident que cela n’est pas toujours possible lorsqu’il s’agit de construire une structure record et que les grues plus hautes n’existent tout simplement pas.
Certains chantiers situés dans des zones urbaines denses ne disposent pas non plus de suffisamment d’espace pour une grue mobile de grande taille, et de nombreux projets exigent également que les grues à tour soient érigées par étapes, de sorte qu’elles s’élèvent en même temps que la partie du bâtiment qui est en train d’être construite.
Dans ce cas, les grues doivent s’élever à la hauteur de travail finale par leurs propres moyens, en utilisant une méthode connue sous le nom d’escalade, et c’est ce que nous allons étudier dans cet article.
En termes généraux, l’escalade d’une grue à tour se réfère simplement au processus d’ajout ou de retrait de sections du mât afin d’augmenter ou de réduire la hauteur totale.
Le concept est assez simple en principe, mais il est très difficile à exécuter en toute sécurité sur le terrain, avec des conséquences catastrophiques en cas de problème. C’est l’une des opérations les plus dangereuses que l’on puisse effectuer avec une grue à tour, et elle n’est réalisée qu’en cas d’absolue nécessité pour mener à bien un projet.
Avant de commencer l’escalade, une grue à tour doit d’abord être érigée à une hauteur initiale à l’aide d’une grue mobile appropriée.
Le processus commence par la construction d’une fondation stable, qui consiste généralement en une grande dalle de béton renforcée par des barres d’armature en acier. Cette opération a lieu environ un mois avant que la grue ne se mette à la verticale, afin que le béton ait le temps de durcir.
Une fois que le béton a atteint sa pleine résistance, la première section du mât en treillis d’acier est soulevée et fixée à l’aide de boulons d’ancrage encastrés dans la fondation. D’autres sections sont ensuite empilées les unes sur les autres pour compléter la partie tour de la grue, et elles sont fixées ensemble à l’aide de boulons en acier à haute résistance.
Le mât est surmonté d’une unité d’orientation, c’est-à-dire d’une plaque tournante qui permet à la partie supérieure de la grue de tourner, et qui sert de base à la cabine de l’opérateur et aux composants de levage.
La disposition exacte de l’ensemble supérieur varie en fonction du type de grue à tour, mais celle présentée ici a une configuration en tête de marteau avec une tête de chat et une flèche fixe qui ne peut être déplacée vers le haut ou vers le bas.
La tête de mât est le premier élément à être installé au sommet de l’unité d’orientation, suivi de la contre-flèche et de la flèche de travail, qui sont reliées par des tirants en acier qui aident à transférer les charges au mât.
Une fois l’assemblage supérieur terminé, un contrepoids est ajouté à la contre-flèche, qui se compose normalement de plusieurs dalles de béton.
Le contrepoids aide à équilibrer la charge lorsque la grue effectue un levage, réduisant ainsi le moment de flexion, ou couple, qui doit être supporté par le mât.
Comme la flèche de travail est fixe sur cette grue particulière, un système de chariot doit être utilisé pour ajuster le rayon du crochet afin que la charge puisse être positionnée plus près ou plus loin du mât. Ce n’est pas le cas des grues à tour à flèche relevable, qui peuvent ajuster le rayon simplement en levant ou en abaissant la flèche de travail.
Dans les deux cas, la possibilité de modifier la position de la charge permet d’équilibrer parfaitement la grue au sommet du mât, ce qui est essentiel pour que le processus d’ascension se déroule en toute sécurité.
Lorsqu’une grue à tour est prête à être montée, un cadre grimpant en acier est d’abord assemblé autour de la base de la tour, puis il est soulevé jusqu’au dessous de l’unité d’orientation. Le cadre a une section carrée avec une structure en treillis sur trois côtés, mais l’avant est laissé ouvert pour permettre le passage de nouvelles sections de mât.
La partie supérieure est solidement fixée au dessous de l’unité de pivotement à l’aide de boulons en acier à haute résistance, et un vérin hydraulique situé en bas est positionné sur un point de poussée du mât existant.
Une nouvelle section de mât est ensuite hissée jusqu’au cadre, où elle est placée sur un plateau en acier ou suspendue à un rail de guidage qui s’étend au-dessus de l’ouverture. À ce stade, le sommet de la grue doit être parfaitement équilibré au-dessus du vérin avant de pouvoir être soulevé, ce qui est réalisé en plaçant un poids sur le crochet pour compenser les contrepoids.
Une section de mât supplémentaire est généralement utilisée à cet effet, et elle est positionnée à un rayon précis du mât afin qu’il n’y ait pas de moment net appliqué sur le cadre grimpant.
Le sommet de la grue se comporte essentiellement comme une grande balance pendant la montée, et il peut basculer du mât si son centre de gravité n’est pas aligné avec le vérin. En outre, le cadre grimpant n’est pas conçu pour supporter une torsion importante, et il est extrêmement important que la grue ne pivote pas pendant l’ascension.
Les nouvelles sections de mât sont donc disposées en ligne droite sur le sol afin d’éviter toute rotation de la grue, et l’opérateur quitte généralement la cabine pendant l’ascension afin d’éviter que la grue ne pivote accidentellement.
Une fois que l’équilibre de la grue est confirmé et que tous les contrôles de sécurité ont été effectués, le vérin hydraulique est mis sous pression pour supporter le poids du sommet de la grue, et l’unité d’orientation est déboulonnée du sommet du mât.
Le vérin est utilisé pour soulever le cadre d’escalade avec le sommet de la grue jusqu’à ce qu’il y ait suffisamment d’espace pour insérer une nouvelle section de mât, ce qui nécessite généralement plusieurs courses en fonction de la longueur du vérin.
La section de mât peut alors être manœuvrée à l’intérieur du cadre, où elle est boulonnée à la face inférieure de l’unité d’orientation, et le cylindre hydraulique est dépressurisé afin que la partie inférieure de la nouvelle section s’engage dans la partie supérieure du mât existant.
Une fois les joints solidement fixés, le cylindre est rétracté et repositionné sur le point de poussée suivant, et le cycle complet peut se répéter jusqu’à ce que la grue atteigne la hauteur souhaitée.
Une fois le processus terminé, le cadre grimpant sera soit descendu le long du mât, soit entièrement retiré jusqu’à ce qu’il soit nécessaire d’élever la grue plus haut ou de la redescendre à la fin de la construction.
Vidéo montrant le montage de la grue à tour:
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