Protection contre l’emballement de pieu
Définir l’emballement. Suivre le cheminement de charge de l’arrêt.
La pénétration du pieu n’est pas la course de l’amortisseur.
Le pieu se déplace par rapport au sol. L’amortisseur effectue sa course par le mouvement relatif entre ses connexions. Le modèle couplé les relie.
Déplacement du pieu à travers le sol
La distance et la vitesse d’emballement dépendent du pieu, du marteau, du profil de résistance du sol et du scénario d’emballement crédible. Le croquis montre deux positions, non un log de sol ni un emballement prédit.
Mouvement relatif dans l’amortisseur
La course requise suit le mouvement du cheminement de charge, y compris la réponse de la grue et de l’élingage. Vérifier la course utile et la marge de butée pour l’arrêt dimensionnant.
Croquis conceptuels uniquement, sans échelle numérique. Le croquis de l’amortisseur n’est pas un dessin de coupe POLARIS. Les mesures de déplacement ne sont pas interchangeables.
La résistance du sol, l’interaction marteau-pieu, l’état de l’élingage et la retenue du câble de grue déterminent la façon dont les forces et l’énergie sont réparties. Indiquer les connexions et les conditions aux limites avant d’assigner une sollicitation à l’amortisseur.
L’énergie, la force de pointe et la course doivent concorder.
Dimensionner pour le scénario d’arrêt crédible dimensionnant. Satisfaire une exigence ne démontre pas que les deux autres sont respectées.
Énergie assignée à l’unité.
L’événement couplé détermine ce que l’amortisseur doit absorber, y compris le travail effectué pendant la course d’arrêt. Ne pas supposer que toute l’énergie d’emballement entre dans le câble de grue.
Réponse dans chaque voie de charge.
Vérifier la réponse force-course configurée et le système couplé par rapport aux limites de la grue, du câble, de l’élingage et de l’équipement, avec chaque référence de charge indiquée.
Course relative avec marge.
Vérifier la course relative de l’amortisseur et la marge de butée. Une mise en butée modifie la réponse d’arrêt et peut compromettre la protection prévue.
Exigences de dimensionnement d’origine et liens vers l’étude
| Paramètre de conception | Ce qu’il doit satisfaire |
|---|---|
| Capacité énergétique | Absorber l’énergie assignée à l’unité par l’arrêt couplé dimensionnant, y compris le travail effectué pendant sa course d’arrêt, sans arriver en butée |
| Force de pointe | La réponse force-course configurée doit maintenir la grue et les voies de charge indiquées dans les limites du projet tant que l’unité reste dans sa course utile |
| Course | Couvrir la course relative de l’amortisseur dans l’arrêt couplé dimensionnant, avec une marge de butée ; il ne s’agit généralement pas de la distance de pénétration du pieu dans le sol |
Dimensionné pour le pire emballement crédible , et non celui attendu — les conséquences d’un sous-dimensionnement sont graves. Comparer les réponses avec liaison rigide et protégée dans l’ étude appariée d’arrêt d’emballement de pieu; le bilan énergétique du dimensionnement se trouve sur notre page Absorption de choc de grue .
Le cas de criblage bridé ne représente pas tout emballement.
Un résultat indiqué sur cette page pour une configuration de modèle intentionnellement sévère.
Lire la condition aux limites avec le résultat.
La base d’origine décrit un arrêt rigide et bridé. Il s’agit d’un résultat de criblage modélisé, non d’une valeur de projet certifiée ni d’un multiplicateur à appliquer à tout emballement.
Ne comparer les réponses qu’avec la voie de charge, la référence statique, les données de pieu/marteau, le scénario de sol et les contraintes d’élingage indiqués.
Lire l’étude appariée d’arrêt d’emballement de pieu →Scénario géotechnique
Utiliser les sondages, les essais CPT et le profil de résistance du sol pour définir des distances et vitesses d’emballement crédibles pour le pieu et le marteau.
Système connecté
Indiquer la connexion marteau-pieu, l’état de l’élingage, la retenue du câble de grue et les composants qui reprennent les charges d’arrêt.
Évaluation de l’équipement
Évaluer l’énergie, les charges de pointe et la course relative pour l’amortisseur configuré, y compris les limites, les marges et le besoin requis.
Adapter la configuration POLARIS à l’arrêt évalué. Les plages de capacité et de course publiées figurent dans la section produit détaillée ci-dessous.
Un emballement de pieu est un mouvement descendant incontrôlé lorsque la résistance du sol chute pendant le battage. Ses conséquences dépendent du scénario d’emballement et de la façon dont le pieu, le marteau, le sol, l’élingage et le câble de grue sont connectés. Un amortisseur est évalué en fonction de la sollicitation qui lui est transférée par cet événement couplé.
Qu’est-ce qu’un emballement de pieu ?
Lors des opérations de battage offshore, de grands pieux en acier sont descendus à travers un cadre de guidage et enfoncés dans le fond marin à l’aide d’un marteau hydraulique. La résistance du sol supporte le poids du pieu pendant le battage. Cependant, si la pointe du pieu rencontre une couche faible ou molle, telle que du sable lâche ou de l’argile molle, la résistance peut chuter brutalement, et le pieu accélère vers le bas sous l’effet de la gravité.
La distance et la vitesse d’emballement, ainsi que la réponse d’arrêt, découlent des conditions de pieu, de marteau et de sol. Les charges transmises au guide, à l’élingage et au câble de grue dépendent aussi des connexions et des conditions aux limites ; le système complet doit établir l’arrêt dimensionnant.
Un arrêt rigide peut produire un transitoire élevé dans le câble de grue. Le DAF supérieur à 3 indiqué dans le cas de criblage bridé de cette page appartient à cette configuration de modèle. Utiliser l’ étude d’arrêt appariée ainsi que les voies de charge, références et conditions aux limites propres au projet pour interpréter la comparaison.
Comment les amortisseurs protègent contre les emballements de pieu
A amortisseur de grue est installé dans le système de levage de la grue, généralement en ligne entre le crochet de grue et la charge, pour absorber l’énergie d’un événement d’emballement de pieu. Il fonctionne selon le même principe de ressort à gaz qu’un compensateur passif de pilonnement, mais il est spécifiquement conçu pour les charges à haute énergie et de courte durée caractéristiques des emballements de pieu.
Lorsque l’arrêt connecté entraîne un mouvement relatif dans l’amortisseur, celui-ci effectue sa course et absorbe l’énergie qui lui est assignée par l’événement couplé. Sa réponse configurée peut réduire les pics dans le câble de grue tant qu’il reste dans sa course utile. Le pic réel dépend du cheminement de charge complet ; la mise en butée doit être vérifiée explicitement.
Les principaux paramètres de conception sont :
- Capacité énergétique — Doit absorber l’énergie d’arrêt que le modèle couplé assigne à l’amortisseur, y compris le travail effectué pendant la course d’arrêt, sans épuiser la course utile.
- Force de pointe — Vérifier la résistance configurée de l’amortisseur et les pics résultants dans les voies de charge de la grue et de l’équipement indiquées.
- Course utile — Doit couvrir la course relative dans l’amortisseur pour le cas d’arrêt dimensionnant, avec une marge de butée ; pas nécessairement la distance de pénétration du pieu dans le sol.
Pour en savoir plus sur le bilan énergétique de l’absorption de choc, voir notre page Absorption de choc de grue.
POLARIS : conçu spécifiquement pour la protection contre l’emballement de pieu
POLARIS est un amortisseur léger pour les applications de grue, y compris la protection contre l’emballement de pieu. La plage publiée va de 75 à 4,000 tonnes, avec des courses de 1.0 à 8.0 mètres. Ces plages identifient les configurations disponibles ; l’adéquation dépend encore de l’énergie de l’événement, de la réponse en force de pointe, de la course utile et de l’installation.
Les principales caractéristiques de la conception POLARIS sont les suivantes :
- Masse de l’équipement — Tenir compte de l’amortisseur et de l’élingage dans la définition de charge du tableau de charges applicable. Une configuration plus légère peut préserver une marge pour un besoin comparable adapté.
- Absorption rapide d’énergie — Ressort à gaz et amortissement : caractéristiques accordées et optimisées pour les charges de courte durée et à haute énergie des événements d’emballement de pieu.
- Absorption passive — Le mécanisme d’absorption fonctionne sans commande de mouvement motorisée. Confirmer les exigences de surveillance, d’équipement auxiliaire, de mise en œuvre et de maintenance pour l’unité spécifiée.
Planifier le risque d’emballement de pieu
Le risque d’emballement de pieu est évalué pendant la phase de conception d’une opération de battage à l’aide de données géotechniques. Les sondages de sol et les essais de pénétration au cône (CPT) identifient les couches faibles potentielles où des emballements de pieu peuvent se produire. La distance et la vitesse d’emballement attendues sont ensuite calculées à partir du poids du pieu, du profil de résistance du sol et de l’énergie du marteau.
Ces calculs déterminent la spécification de l’amortisseur : capacité énergétique, force de pointe et course. L’amortisseur doit être dimensionné pour gérer le pire scénario d’emballement de pieu crédible , et non seulement le cas attendu, car les conséquences d’un sous-dimensionnement sont graves.
L’évaluation de l’emballement est pertinente pour l’installation éolienne offshore, où les monopieux rencontrent des conditions de sol variables. Comparer la protection requise et l’effet de la masse de l’équipement sur le tableau de charges applicable pour la campagne. Levage rapide répond à un besoin distinct de décollage depuis un pont mobile.
Protection contre l’emballement de pieu — foire aux questions
Qu’est-ce qu’un emballement de pieu ?
Quel est le danger d’un emballement de pieu non protégé ?
Comment un amortisseur protège-t-il contre un emballement de pieu ?
Comment la protection contre l’emballement de pieu est-elle dimensionnée ?
La protection contre l’emballement de pieu est-elle pertinente pour l’éolien offshore ?
Protéger votre grue contre un emballement de pieu ?
Envoyer les données de pieu et de marteau, les scénarios géotechniques d’emballement, la configuration de connexion et d’élingage, les données du câble de grue et les critères d’acceptation. Nous pouvons définir l’évaluation de l’arrêt couplé et la configuration de l’amortisseur.
Le voir en action
Protection POLARIS contre l’emballement de pieu — absorption de choc pour le battage offshore, simulée dans CONSTELLATION
Articles associés
Base et hypothèses
D’où proviennent les chiffres de cette page, et jusqu’où chacun peut être appliqué. Les valeurs de criblage sont des estimations modélisées ; elles ne remplacent pas une analyse propre au projet sur votre propre base.
- Facteur d’amplification dynamique supérieur à 3 dans un emballement bridéRésultat du modèle
- Un résultat CONSTELLATION pour un arrêt rigide et bridé — le cas enveloppe où le pieu s’arrête contre une ligne inextensible plutôt que contre un compensateur. Il s’agit d’un chiffre de criblage modélisé pour un cas intentionnellement sévère, non d’une analyse de projet certifiée ni d’une valeur à attendre pour chaque emballement. Le chiffre dimensionnant pour une campagne réelle provient des données de sol et de marteau propres à cette campagne.
