LA GRU A TORRE

LA GRU A TORRE

Materia: CantiereAlunno: Prizzon Sara Classe: 4A CAT Data:10/03/2025

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INDICE

Salve! Benvenuti!

Cos'è la Gru a Torre

I movimenti della Gru

Dispositivi di sicurezza e tipologie di Gru

Il Diagramma di carico

I Dati della Gru

Elementi della Gru

torre verticale

braccio orientabile

La Gru a Torre, definita dalla norma UNI 4306-3:2010 è un apparecchio semovente formato da un braccio orientabile montato su una torre verticale. La Gru per permettergli di eseguire la sua funzione, deve essere equipaggiata con meccanismi che gli permettono il sollevamento, la discesa e la movimentazione dei carichi e i movimenti di traslazione (se possibile) , rotazione e scorrimento di tutta la macchina. L'installazione della gru è solitamente fissa, piu raramente, può essere dotata di un carrello per la traslazione su binari. Per un'istallazione più sicura, prima del montaggio della gru, è necessario eseguire un'indagine per rillevare i dati ambientali e del territorio, come la natura del terreno. L'apparecchio può essere di diversi modelli che si differenziano anche per le caratteristiche del carro base, che può essere: -di tipo fisso, collegato ad un basamento: (più raramente a plinti di fondazione) tramite degli elementi di ancoraggio (piastre e tirafondi) o con un elemento di torre a perdere, annegato nel getto del basamento stesso -di tipo fisso, poggiante su un basamento: per mezzo di stabilizzatori -traslante: per mezzo di ruote su binario

Cos'è la Gru a Torre

La Gru a Torre è dotata di dispositivi che permettono quattro movimenti, corrispondenti a quattro azioni meccaniche:

I movimenti della Gru

Schema gru con rotazione alta

Schema gru con rotazione bassa

1. Gli STABILIZZATORI
2. CARRO di BASE e la BASE
3. La ZAVORRA
4. BINARIO di TRASLAZIONE
5. La TORRE
6. La RALLA
7. La CABBINA di MANOVRA
8. FALCONE di SERVIZIO
9. La SCALA
10. Il BRACCIO
11. Il CONTROBRACCIO
12. ZAVORRA di CONTROBRACCIO
13. La FUNE e i TIRANTI
14. La CUSPIDE
15. L'ARGANO
16. Il CARRELLO e il BOZZELLO

Le gru a torre sono macchine costituite,in sintesi, da una struttura verticale in acciaio (torre) con alla sua sommità una trave orizzontale sempre in acciaio ( braccio e controbraccio), che attraverso delle funi consente la movimentazione dei carichi. Nel dettaglio ogni gru, però, ha alcuni elementi diversi, alcuni in comune e altri in comune ma fatti in maniera diversa. Qui sotto ci sono riportati due schemi delle parti delle due gru più frequentemente usate: La gru a rotazione alta e la gru a rotazione bassa.

Elementi della Gru

Esistono molte tipologie di Gru, ma le principali sono: -GRU A ELEMENTI INNESTATI: Questo tipo di gru viene portata in cantiere a pezzi e assemblata nel posto da personale esperto con l'aiuto di un'autogru. I vari pezzi sono collegati tra loror con bulloni e spinotti ed è usata generalmete quando ci sono altezze,lunghezze di braccio e portate ellevate (può raggiungere lunghezze di braccio e altezze di ritazione di circa 70 m, con portate di punta di 6000 kg). -GRU AUTOMONTANTE: È più leggera e più facile da montare. si possono raggiungere altezze di rotazione di circa 45 m e carichi di punta di 1200 kg. -GRU AUTOMATICA: Simile a quella Automontante con rotazione alla base. Si differnzia per le dimensioni compatte e per il montaggio, che può essere effettuato da una sola persona. Con questo tipo di gru si possono raggiungere altezze di rotazione di circa 20 m e carichi di punta di circa 600 kg.

Nel profilo della Sicurezza, le Gru e gli Apparecchi di Sollevamento sono caratterizzati da: -LIMITATORI:Intervengono per evitare che la gru sia sollecitata a sforzi superiori rispetto a quelli per cui è progettata -FINECORSA: Sono simili ai Limitatori, entrano in funzione per limitare i singoli movimenti della gru (ad esempio: L'altezza di sollevamento, l'escursione del carrelino, la traslazione ecc...) -LIMITATORE DI CARICO MASSIMO: Impedisce il sollevamento dei carichi che superano il carico massimo arrestando il motore di sollevamento e azionando il freno. -GRANDE VELOCITÀ: Interviene con il superamento della velocità di salita o di discesa del carico. -LIMITATORE DI MOMENTO: Impedisce il sollevamento e la traslazione verso la punta dei carichi che superano il carico massimo, cioè che superano il diagramma di carico della gru.

Tipologie di Gru

Dispositivi di Sicurezza

Dispositivi di sicurezza e tipologie di Gru

I dati della gru sono: -SBRACCIO: La Distanza Orizzontale in metri tra l'asse di rotazione della gru e l'asse verticale del gancio -ALTEZZA DI SOTTO GANCIO: La Distanza Verticale in metri tra il gancio e la base su cui poggia la gru -PORTATA: Il carico massimo in tonnelate che può essere sospeso. La portata diminuisce man mano che aumenta lo sbraccio. Il costruttore fornisce i valori della portata di punta, all'estremità del braccio, della portata massima e il diagramma di carico ( indica la portata per i vari sbracci) -CARICO UTILE: Il peso del carico che può essere sospeso al gancio, varia in funzione della portata -CARICO MASSIMO: Il carico utile massimo che la gru può sollevare -CARICO DI PUNTA: Il carico utile che la gru solleva in punta o alla sua portata massima

I Dati della Gru

I Dati della Gru

Sul Braccio della gru devono essere posizionati in modo bene visibile i cartelli che indicano la portata in funzione del Diagramma di portata. Il Diagramma di Carico, presente alla base della fru, indica i valori della portata ai vari sbracci: la portata della gru diminuisce all'aumentare dello sbraccio. Per un minimo tratto di sbraccio, a partire dalla torre, la gru può sollevare il carico massimo (parte rettilinea del grafico) mentre all'aumentare dello sbraccio il massimo carico sollevabile diminuisce in modod non proporzionale fino ad arrivare al valore di portata minima nella punta del braccio. Il Diagramma di carico è riportato anche nel libretto di istruzioni della gru.

Il Diagramma di carico

Il Diagramma di carico

Cuspide

Nelle gru a rotazione bassa di solito non c'è una vera e propria cuspide, ma le sue funzioni sono svolte da i tiranti/tirante del braccio, collegati al carro di base e contrastati da uno o più puntoni.

Gru a rotazione Bassa

Gru a rotazione Alta

Alla cuspide, che è il punto più alto della gru, vengono collegati i tiranti del braccio e del controbraccio. Può avere qualche differenza ma, di solito, è costituita da una struttura a traliccio con, al di sotto di quest'ultima la porta ralla o, talvolta, la ralla stessa. Nelle gru di più recente costruzione la cuspide e i tiranti del braccio e del controbraccio sono sostituiti da una struttura più robusta rispetto a quella generalmente usata, che poi si snellisce nelle parti terminali.

Nelle gru automontanti, in sostituzione del controbraccio, ci sono vari elementi come: la zavorra di base, la fune di ritenuta e uno o più puntoni. In questo caso la zavorra di base ha funzione sia di zavorra di stazionamento sia di zavorra di controbraccio.

Gru a rotazione bassa

Gru a rotazione alta

Il controbraccio è costituito da una trave metallica reticolare, simile al braccio ma più corta, sulla quale è posizionata la zavorra di controbraccio. Sul controbraccio, accessibile per la manutenzione, possono essere posizionati l’argano di sollevamento, l’argano di distribuzione e il quadro elettrico di comando.

Il controbraccio, composto da profilati metallici, ha la funzione statica di controbilanciare gli sforzi che si creano durante le operazioni di movimentazione dei carichi e rendere stabile la gru.

Cabbina di manovra

Nelle gru aventi una certa altezza, per ottenere una migliore visuale da parte dell’operatore, è presente una cabina di manovra. Di solito, nelle gru a rotazione alta è posta sotto la cuspide o la ralla, mentre nelle gru a rotazione bassa, si trova all’interno o su un lato della torre. I comandi presenti in cabina possono essere disabilitati in modo automatico quando viene inserita la presa di un comando a distanza. L’accesso alla cabina avviene per mezzo di una scala interna o esterna alla torre, oppure mediante un ascensore installato sul traliccio della torre.

Argano di Distribuzione

Argano di Sollevamento

Freni

Le gru devono essere dotate di freni tali da impedire che, quando smette l’azione dell’operatore e anche in caso di interruzione parziale o totale di energia, i carichi non possano spostarsi in maniera volontaria o cadere improvvisamente. Sulle gru i freni sono installati sul motore dell’argano di sollevamento, sul motore di rotazione, della distribuzione e della traslazione.

Tamburo

L’allegato I del D.Lgs. 17/2010 stabilisce che: • i tamburi e le pulegge devono essere progettati e installati in modo che le funi o le catene di cui sono muniti possano avvolgersi senza lasciare l’alloggiamento previsto; • i diametri delle pulegge, dei tamburi e dei rulli devono essere compatibili con le dimensioni delle funi o delle catene di cui possono essere muniti.

Gli argani sono tutti quegli organi meccanici che trasformano l’energia elettrica in meccanica e la trasmettono alle funi per i vari movimenti della gru. Consente il sollevamento dei materiali attraverso l'avvolgimento di funi attorno a un cilindro rotante. Deve essere provvisto di un dispositivo di frenatura.

Dislivello tra le rotaie

Parallelismo delle rotaie

Secondo le norme di buona tecnica il rapporto tra il dislivello tra le due rotaie (H) e il loro interasse (A) non deve essere superiore 0,002. H / A ≤ 0,002

Parametri di tolleranza per l’installazione dei binari

Secondo le norme di buona tecnica la differenza tra la deformazione massima della rotaia (Y) e l’interasse fra le rotaie (A) può essere al massimo di 3 mm. Y – A ≤ 3 mm

Esempio di aggancio al binario

Nel caso in cui la gru sia traslabile è necessario installare la via di corsa costituita da un binario formato da traversine e rotaie, di solito, dello stesso tipo di quelle impiegate per le linee ferroviarie. La planarità (perfetta uniformità di una superficie piana) del binario è fondamentale per garantire lo scorrimento delle ruote della gru, in suicurezza. Le rotaie devono essere collegate all’impianto di messa a terra e, se necessario, all’impianto contro le scariche atmosferiche. Il binario, in genere, può essere posizionato su trave in cemento armato (per terreni poco resistenti) o su traversine in legno. Per distribuire meglio il carico sul terreno è meglio prolungare il binario oltre i respingenti di almeno un metro.

Il gruppo di sollevamento si trova in posizioni diverese a seconda del tipo di gru: -Nelle gru a rotazione alta si trova sul carro di base, sul controbraccio o sulla parte iniziale del braccio -Nelle gru a rotazione bassa invece si trova nelle vicinanze della zavorra sulla parte girevole del carro di base.

Sollevamento verticale o salita e discesa

Questo tipo di movimento che, permette la salita e la discesa del carico, è composto da: un motore (elettrico o idraulico), un tamburo su cui si avvolge la fune, un riduttore di giri e un freno. Quando si attiva il sollevamento e la discesa dei carichi il motore trasmette il moto al tamburo che, per mezzo del riduttore di giri, fa avvolgere o svolgere la fune permettendo la salita/discesa del carico. Il freno serve a fermare il moto nel momento in cui viene a cessare l'impulso del comando.

Carro di base gru con rotazione bassa.

Basamento gru con rotazione alta.

GRU A ROTAZIONE BASSA

Il carro di base, in questo caso, è costituito da due parti: • una girevole:Con la zavorra, gli argani di sollevamento, di montaggio, le centraline idrauliche e quelle elettriche • una fissa: Composta dal telaio di base con gli appoggi e dalla ralla

GRU A ROTAZIONE ALTA

Il carro di base funge da base d’appoggio della zavorra e, a volte, anche degli argani di sollevamento e del quadro elettrico.

Il carro di base e la base servono a sostenere la torre e distribuire i carichi, fungono da collegamento con la superficie di sostegno per mezzo di appoggi fissi oppure mobili (in questo caso il carro di base è dotato di ruote). La struttura del carro di base è di solito costituita da una serie di travi metalliche, profilati metallici oppure scatolati metallici saldati. Una gru a base fissa, se priva di limitazioni, può compiere una rotazione di 360° su un'area limitata dalla lunghezza del braccio.

Falcone di servizio

Il falcone di servizio è un braccio ausiliario, installato nella parte alta della gru ad esempio sul montante della cuspide, che serve al sollevamento in quota di parti strutturali della gru in fase di montaggio.

Elemento reticolare del braccio

Il braccio della gru, lungo minimo 20-25 m e massimo 60 m e realizzato con traliccio metallico a sezione triangolare, ha il compito di sollevare e spostare il carico. È dotato di un controbraccio (con un peso che va dalle 4 alle 8 tonnellate) per ridurre il peso del carico. Sul braccio dei mezzi di sollevamento devono essere indicati, in maniera ben visibile agli operatori, i cartelli con la portata, rispettando le indicazioni del diagramma di carico presente alla base della torre della gru. Per garantire il rispetto del carico, le gru sono dotate di limitatori di carico massimo e minimo.

Gru a rotazione bassa

Il braccio è formato da più parti collegate tra loro mediante degli snodi che permettono la loro rotazione per lo sviluppo o impennamento del braccio; alcune gru permettono anche l’inclinazione del braccio (utile qualora siano presenti nell’area elementi fissi che ne ostacolano la rotazione).Nella punta del braccio è installato un elemento chiamato capo fisso (o nottolino), collegato alla fune di sollevamento.

Gru a rotazione alta

Nella maggior parte dei casi, tranne quando c'è il telescopaggio, gli elementi vengono montati a terra con un’autogru che, poi li solleva in quota dove gli operatori eseguono il fissaggio con gli altri elementi della gru.

Carrello e Bozzello

Bozzello

Il bozzello è un sistema che attraverso il suo gancio, al quale è possibile collegare gli accessori di sollevamento, permette la movimentazione dei carichi. È costituito da: Una o più pulegge su cui scorrono funi, da una serie di supporti metallici e da un gancio appositamente progettato per sopportare con adeguato margine di sicurezza i carichi previsti per la gru. Esistono diversi tipi di bozzello per rispondere alle diverse esigenze di carico.

Carrello

È una struttura metallica, dotata di ruote, che scorre lungo il braccio. La corsa del carrellino avviene grazie alla trazione del gruppo di distribuzione per via dell’avvolgimento del cavo sul tamburo. I limitatori elettrici e i fermi di tipo meccanico permettono di eseguire in sicurezza l’operazione di distribuzione del carico.

Controbraccio

La zavorra di controbraccio, presente solo sulle gru a torre con rotazione alta, è di solito in calcestruzzo sagomato : il fissaggio dei vari elementi in calcestruzzo impedisce ogni tipo di movimento degli elementi stessi. Se i blocchi non sono fissati bene, e si urtano tra loro c'è il rischio di caduta di materiali, che potrebbero ferire gli operai sottostanti.

Zavorra di Base

La Zavorra deve rendere stabile la gru, sia in condizioni di servizio ordinario (gru in esercizio), sia in condizioni di inattività. Può essere costituita da diversi materiali ma i più diffusi sono i blocchi modulari di calcestruzzo sagomato che ,in genere, sono forniti dal fabbricante o sono realizzati secondo gli schemi da questo forniti. In assenza di questi elementi occorre evitare di utilizzare zavorre improvvisate: ad esempio mattoni e/o blocchi pieni di cemento. È altresì necessario realizzare la zavorra osservando la documentazione tecnica (ad esempio relazione a firma di un tecnico abilitato).

Argano di Rotazione

La Ralla, posta sulla sommità della gru a torre, è una parte dell'argano di rotazione, che, attraverso la sua struttura di sostegno, il porta ralla, permette: -Nelle gru a rotazione alta: La rotazione del braccio. -Nelle gru a rotazione bassa: La rotazione di parte del carro di base con la zavorra e della torre alla quale è collegato il braccio.

Le scale consentono l'accesso alla cabina di manovra. Può essere a pioli, verticale oppure inclinata oltre i 75°, è installta dentro la torre e deve essere circondata da una gabbia di protezione completa di zone di riposo e parapetti. Se non c'è la gabbia deve esserci una linea di ancoraggio verticale per consentire l’uso di DPI anticaduta. Nelle gru più vecchie, seconda la buona prassi, la gabbia di protezione deve essere posizionata a partire da 2,50 metri per le scale più alte di 5 metri e deve essere dotata di piattaforme di riposo ogni 8 metri. Nelle gru costruite nel rispetto delle norme europee, la gabbia di protezione (riparo ad anello) deve essere installata quando c'è un rischio di caduta maggiore di 5 metri, a partire da una misura compresa tra i 2,20 e i 2,50 metri e la prima rampa si scale può essere lunga al massimo 10 metri. In base alle norme europee, la gabbia di protezione (riparo ad anello) può non essere messa se la scala è situata all’interno di una struttura i cui elementi strutturali forniscono una protezione. Oltre a ciò, questo tipo di scale devono possedere piattaforme di riposo almeno ogni 6 metri. Le scale a pioli delle gru automontanti devono avere le gabbie di protezione che possano prevenire cadute di al massimo 10 metri e devono avere una piattaforma di riposo ogni 10 metri.

Avviene mediante un carrello che, grazie ad un motore, un riduttore di giri, un tamburo (su cui si avvolge la fune), un freno e la fune, avanza o arretra lungo il braccio della Gru.

Distribuzione o Traslazione Orizzontale

Esempio di appoggio

Gli stabilizzanti servono a stabilizzare a terra la gru e quasi sempre sono regolabili in altezza per garantire il corretto posizionamento del carro di base. Nelle gru a rotazione bassa, essi sono regolati con un dispositivo elettronico che permette il livellamento e la verticalità della gru in maniera automatica. Gli appoggi sono dotati di una piastra metallica che fornisce maggiore superficie di distribuzione del carico. Gli stabilizzanti è preferibile posizionarli su una base in calcestruzzo o su altri elementi che possano fungere da distribuzione del carico come travi o piastrelle. Devono essere seguite le indicazioni del fabbricante.

La Traslazione su Rotaia

La traslazione avviene per mezzo di motori dotati di riduttori di giri e di freni collegati alle ruote del carro di base. Durante la traslazione la gru non può né distribuire, né ruotare ma può solo traslare con il carico posizionato il più vicino possibile alla torre. Per far si che la gru sia stabile e abbia un corretto funzionamento è necessario creare un piano di scorrimento stabile e livellato. La maggior parte delle gru sono dotate di un dispositivo acustico che, durante la traslazione, avvisa il personale che l’operazione di traslazione è in atto.

Esempio delle funi e dei tiranti (gru a rotazione bassa)

I Tiranti

Costituiti da funi metalliche o da profilati metallici, sono collegati tra loro e servono a garantisce la stabilità e il bilanciamento dell’intero impianto. La funzione svolta dai tiranti è quella di sostenere braccio e controbraccio: -Per la gru a rotazione alta trasmettendo gli sforzi alla torre attarverso la cuspide. -Per la gru a rotazione bassa trasmettendo gli sforzi al carro di base.

Le Funi

Le funi rappresentano un elemento di cui integrità è fondamentale: Per la sicurezza dei lavoratori durante le operazioni-trasporto e per la stabilità della gru stessa. Per questo motivo, devono essere: montate, mantenute, controllate periodicamente ( Ai sensi dell'Allegato VI del D.Lgs. 81/2008 è obbligatorio controllarle, insieme alle catene, trimestralmente) e, quando necessario, sostituite. È necessario riportare sul registro di controllo data, esito, nominativo e firma di chi esegue il controllo delle funi e delle catene.

Elemento della torre

La torre è composta da profilati e tubolari metallici saldati tra loro e imbullonati con perni e/o bulloni e staffe per costituire un traliccio di sezione quadrata. Il peso della torre può variare tra le 16 e le 125 tonnelate. Se la gru supera un'altezza di 40-50 m deve essere ancorata al suolo o all'edificio, ogni 15-20 m. L'altezza massima di una gru ancorata è di 200 m. La torre può anche essere telescopica, cioè l’altezza della gru è variabile attraverso un martinetto idraulico o un sistema di funi e pulegge (Ruota girevole attorno a un asse, usata per sollevare o spostare carichi, oppure per trasmettere un moto rotatorio) di rinvio chiamate “taglie”.

Quando la gru non viene utilizzata, ad esempio a fine turno di lavoro, è necessario sbloccare il freno di rotazione in modo che la gru possa liberamente disporsi nella direzione del vento.

La Rotazione

La rotazione consente l'orientamento del braccio della gru attorno all'asse di rotazione. Essa è diversa per le gru a rotazione alta e per le gru a rotazione bassa. -Nella gru a rotazione alta, la macchina è divisa nella parte fissa, che è ancorata alla torre, e nella parte girevole, che è collegata al braccio-controbraccio -Nella gru a rotazione bassa, essa è costituita da tre elementi: Il motore, il freno e la ralla. in questo caso la parte fissa è fissata al carro di base e la parte girevole è collegata alla torre.