Tipi di gru a torre da costruzione
Le gru a torre utilizzate nell'edilizia rientrano in diverse categorie principali, distinte principalmente dalla configurazione di base e dal modo in cui sono montate o supportate in cantiere. I tipi principali includono gru autoportanti, agganciate (attaccate all'edificio), rampanti (che si spostano all'interno dell'edificio man mano che questo sale) e gru su rotaia , ciascuno adatto a diverse altezze dell'edificio, vincoli del sito ed esigenze di sequenziamento del progetto.
| Digitare | Configurazione |
|---|---|
| Gru a torre autoportante | Ancorato a una base fissa, non supportata dall'edificio, utilizzata per progetti di altezza medio-bassa |
| Gru a torre collegata | Ancorato alla base e fissato alla struttura dell'edificio a intervalli man mano che si alza, per gli edifici più alti |
| Gru a torre rampicante | Posizionato all'interno del nucleo edilizio, sale verso l'alto internamente man mano che la costruzione avanza |
| Gru a torre (mobile) montata su rotaia | Montato su binari, consente il movimento orizzontale lungo un binario fisso in un sito di grandi dimensioni |
| Gru a torre automontante | Design compatto che si monta da solo senza gru di assistenza esterne, utilizzato su cantieri più piccoli |
Principio di funzionamento della gru a torre
Una gru a torre funziona secondo semplici principi meccanici applicati su larga scala: un montante verticale fornisce altezza e supporto strutturale, un braccio orizzontale fornisce lo sbraccio e un controbraccio con contrappesi bilancia il carico sollevato sul lato di lavoro. Il carrello scorre lungo il braccio per regolare il raggio del carico dal montante, mentre il meccanismo di sollevamento solleva e abbassa il carico stesso utilizzando un sistema di funi metalliche e blocchi a gancio.
L’equilibrio è il principio fondamentale
La stabilità della gru dipende dal sistema di contrappesi sul controbraccio che bilancia il momento creato dal carico sul braccio di lavoro: questo equilibrio, combinato con l'integrità strutturale del montante, è ciò che consente a una gru a torre di sollevare carichi pesanti in sicurezza ad altezze e distanze orizzontali significative.
L'intero gruppo superiore (braccio, controbraccio e cabina dell'operatore) ruota attorno al montante tramite un meccanismo di rotazione, consentendo alla gru di posizionare i carichi ovunque all'interno del suo raggio di lavoro circolare senza dover riposizionare la base della gru stessa.
Come funziona una gru a torre: sistemi chiave
- Meccanismo di sollevamento: solleva e abbassa il carico tramite fune metallica, controllato dalla cabina dell'operatore
- Meccanismo di rotazione: ruota l'intero gruppo braccio attorno al montante per posizionare i carichi ad angoli diversi
- Meccanismo del carrello: sposta il carrello lungo il braccio per regolare la distanza orizzontale del carico dal montante
- Meccanismo di salita (per gru rampanti): solleva le sezioni del montante della gru all'aumentare dell'altezza dell'edificio
Struttura e componenti della gru a torre
| Componente | Funzione |
|---|---|
| Base/fondazione | Ancora la gru e trasferisce tutti i carichi a terra |
| Albero (torre) | Sezione strutturale verticale che fornisce l'altezza della gru |
| Unità di rotazione | Meccanismo rotante che collega l'albero al gruppo superiore |
| Fiocco (fiocco funzionante) | Braccio orizzontale porta carrello e carico |
| Controfiocco | Braccio opposto più corto che sostiene contrappesi e macchinari |
| Contrappesi | Bilanciare il momento di carico sul lato del braccio funzionante |
| Cabina operatore | Stazione di controllo dove l'operatore gestisce tutte le funzioni della gru |
| Blocco del gancio | Fissa il carico alla fune metallica del paranco |
Come vengono installate e utilizzate le gru a torre
L'installazione inizia con una fondazione in cemento armato progettata per gestire l'intero carico della base della gru, dimensionata in base al peso specifico del modello di gru e al momento di carico massimo. La gru viene quindi montata in più fasi, in genere utilizzando una gru mobile per sollevare e assemblare la base, le sezioni iniziali del montante e l'unità di rotazione , seguito dal montaggio del braccio e del controbraccio e dall'installazione del contrappeso.
Per gli edifici alti, ulteriori sezioni del montante vengono aggiunte progressivamente all'aumentare dell'altezza della costruzione, legando la gru alla struttura dell'edificio a intervalli (configurazione legata) o utilizzando un meccanismo di salita interno che solleva la gru all'interno del nucleo dell'edificio stesso. Il funzionamento richiede un operatore certificato che lavori dalla cabina in quota, spesso coordinato con il personale di segnalazione a terra o con le comunicazioni radio per posizionare in sicurezza i carichi verso i quali l'operatore potrebbe non avere una linea visiva diretta.
Applicazioni delle gru a torre nel settore edile
- Costruzione di edifici residenziali e commerciali di molti piani
- Costruzione di ponti e progetti di infrastrutture pesanti
- Costruzione di impianti industriali che richiedono il sollevamento di componenti pesanti in quota
- Insediamenti di media altezza e ad uso misto su larga scala in cui lo sbraccio e la capacità di sollevamento superano i limiti delle gru mobili
Capacità di sollevamento della gru a torre
La capacità di sollevamento della gru a torre non è un unico numero fisso: varia in base alla distanza orizzontale (raggio) del carico dal montante, seguendo una relazione inversa dove la capacità di sollevamento massima si verifica al raggio minimo e la capacità diminuisce progressivamente all'aumentare del raggio . Questa relazione esiste a causa del momento crescente (forza di rotazione) che il carico esercita sulla struttura della gru man mano che si allontana dal montante, anche se il peso effettivo del carico non è cambiato.
I produttori pubblicano grafici di carico specifici per ciascun modello di gru e configurazione di braccio, mostrando il carico massimo consentito per ciascun incremento del raggio: gli operatori e i progettisti del sito fanno riferimento continuamente a questi grafici per confermare che un sollevamento specifico rientra nella capacità di sicurezza della gru alla distanza richiesta, piuttosto che fare affidamento su un unico valore di capacità generalizzato per la gru nel suo insieme.
Gru a torre contro gru mobile
| Fattore | Gru a torre | Gru mobile |
|---|---|---|
| Capacità di altezza | Molto alto, adatto alla costruzione di grattacieli | Limitato dalla lunghezza del braccio, generalmente altezza massima inferiore |
| Mobilità | Fissato in posizione una volta eretto | Può spostarsi all'interno del sito o tra cantieri |
| Tempo di installazione | Più lungo, richiede fondazione e costruzione in più fasi | Più veloce, generalmente pronto a lavorare subito dopo l'arrivo |
| Capacità di sollevamento per l'intera durata del progetto | Coerente, dedicato al sito per tutta la durata del progetto | Spesso utilizzato per sollevamenti pesanti specifici piuttosto che per un uso continuo |
| Più adatto per | Progetti di grattacieli e di lunga durata con esigenze di sollevamento prolungate | Progetti di breve durata, costruzioni di altezza inferiore o sollevamenti pesanti supplementari |
Molti grandi progetti di costruzione utilizzano entrambi i tipi di gru insieme: una gru a torre che movimenta il sollevamento continuo di materiali e casseforme durante tutta la costruzione, integrata da una gru mobile per sollevamenti pesanti o sovradimensionati specifici, come l'installazione di grandi elementi prefabbricati o attrezzature meccaniche, che non rientrano nel campo operativo più efficiente della gru a torre.
