Cálculo de las cargas generadas por un puente grúa

Copyright © Jorge Rodríguez Araújo, grrodri@gmail.comFecha de publicación: 18 de enero de 2009

Justificación

El puente grúa es uno de los elementos de manutención más recurridos en el uso industrial, por ello resulta imprescindible, para un ingeniero, conocer que tipo de cargas genera y como calcularlas, y así poder dimensionar correctamente las estructuras de las naves industriales donde serán instalados.

Introducción

Un puente grúa es una grúa interior utilizada en naves industriales para todo tipo de tareas de manipulación, carga y descarga de elementos voluminosos o pesados.

Se encuentra constituido por una viga puente que al estar apoyada sobre un juego de ruedas se puede trasladar en el sentido longitudinal de la nave rodando sobre unas vigas que actúan como carril.

A su vez, sobre esa viga, existe un carro que permite el desplazamiento transversal, a derecha e izquierda, y al que se encuentra sujeto el polipasto que permite la elevación.

Tipos de puentes grúaSimple viga

Doble viga

Suspendido

Consola monorraíl

1

Ilustración 2: Puente grúa de doble viga

Ilustración 1: Puente grúa de viga simple

Ilustración 3: Puente grúa suspendido

x

yz

CarroViga

puenteViga carril

Ancho libre

Luz

Alto

sob

re v

iga

carr

il

Alto

libre

Además de los tipos mostrados, para cada uno de ellos, existen diferentes variantes de montaje, en las que cambia la disposición de la viga principal del puente, para adaptarse a las circunstancias particulares de cada nave.

Acciones de los puentes grúa

En cada uno de los apoyos de un puente grúa aparecerán una carga vertical, debida al peso propio y al izado de la carga, y dos acciones dinámicas horizontales, debidas al frenado del carro (en la dirección de la viga puente) y al frenado del puente (en la dirección de la viga carril).

Estas acciones se contemplan como cargas puntuales estáticas proporcionales a las cargas verticales máximas que proporciona el fabricante del puente grúa, y se estiman como:

Carga longitudinal ( H l ): 1/7 de la carga máxima.

Carga transversal ( H t ): 1/10 de la carga máxima.

Además, si se desea calcular la viga carril, para que el puente grúa pueda trasladarse y cumplir su

función, debe cumplir unas condiciones de flecha máxima relativa, lo que depende de la longitud de la viga carril y de la distancia entre apoyos, siendo lo normal:

Flecha vertical: 1/750

Flecha horizontal: 1/1000

Ejemplo

En una nave de 20 m de ancho se desea instalar un puente grúa de cinco toneladas.

Para el cálculo de las cargas generadas por el puente grúa se recurre a los datos suministrados por el fabricante ABUS para su modelo ZLK de puente grúa birrail.

De este modo, dado que las acciones horizontales vienen dadas como una parte de la carga vertical ( V), se tiene que, en la dirección del movimiento del carro (H t ) la carga vale 0,79 Tn, mientras que en la

dirección de traslación del puente ( H l ) vale 1,13 Tn, pero dado que cada pórtico soportará una parte de esta, si la nave presenta un elevado número, se puede despreciar la carga generada por el frenado del puente.

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Ilustración 4: Consola monorraíl

Ilustración 5: Carga debida al desplazamiento del puente

V

V/7

Rmin

Rmax

Ilustración 6: Carga debida al desplazamiento del carro

V

V/10

H l=V7

H t=V10

ESPECIFICACIONES DEL PUENTE GRÚACarga rueda

5000 20 39,6 14 2

CARGAS PUNTUALES GENERADAS

7,92 0,79 1,132,8 0,28 0,4

Carga máxima [kg] Luz [m] nº ruedasRmax [kN] Rmin [kN]

V [Tn] Ht [Tn] Hl [Tn]

MaxMin

Conclusión

A la hora de determinar las acciones producidas por la actividad de un puente grúa, para realizar el cálculo estructural de una nave industrial, se considera una serie de cargas estáticas equivalentes, proporcionales a la carga máxima vertical que proporciona como dato el fabricante.

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