Grue portique de vanne de déversoir supérieur : une solution fiable pour le levage des vannes de barrage et l’exploitation des centrales hydroélectriques

La grue à portique de la vanne de décharge supérieure est un engin de levage mobile de type portique, installé sur la crête du barrage et se déplaçant le long des rails de crête. Elle assure les fonctions de levage vertical, de déplacement horizontal et de rotation, et constitue un équipement indispensable en génie hydraulique et hydroélectrique.

Il est principalement utilisé pour le levage de portails, la maintenance des équipements et les opérations de nettoyage des déchets. Grâce à l'ajout d'une poutre de levage hydraulique, il permet de lever et de positionner efficacement et avec une grande précision de grands portails radiaux ou plats.

Contrairement aux portiques conventionnels, le portique de la vanne de décharge supérieure est spécialement conçu pour résister aux conditions environnementales difficiles des sites de barrages, telles que les vents violents, l'humidité, les variations de température et une utilisation prolongée en extérieur. Sa structure, sa stabilité et ses systèmes de protection ont été considérablement améliorés afin de garantir un fonctionnement sûr et fiable dans des conditions de travail complexes.

Composants principaux

Chaque sous-système du portique est conçu selon une analyse mécanique rigoureuse et une vérification technique afin de garantir une résistance, une durabilité et une fiabilité opérationnelle élevées :

• Structure du portique (poutre principale, pieds et poutres de liaison) : Les principaux éléments structuraux, tels que la poutre principale, les jambes et le tambour, sont fabriqués en acier de construction faiblement allié à haute résistance (par exemple, Q690, Q960). Une analyse par éléments finis (AEF) est réalisée pour vérifier les charges combinées (dynamiques, d'impact et de vent), avec un coefficient de sécurité de 1,8 à 2,5 (contre 1,2 à 1,5 pour les portiques standards). La poutre principale adopte une section caissonnée renforcée par une structure à raidisseurs denses, ce qui réduit efficacement la flèche (par exemple, ≤ 20 mm sous charge nominale pour un portique de 2 000 tonnes d'une portée de 50 m).

• Mécanisme de levage : Conçu pour un levage stable à basse vitesse lors de la manutention de composants de générateurs, le système de levage utilise un entraînement synchrone multimoteur associé à une variation de fréquence, avec une vitesse de levage minimale de 0,1 m/min (contre 0,5 m/min pour les portiques classiques). Ceci évite tout déplacement intempestif et garantit un mouvement fluide. Pour le levage des vannes, il est équipé de tambours étanches chromés et de câbles en acier galvanisé ou inoxydable résistant à la corrosion. Le crochet intègre un capteur de profondeur sous-marin qui fournit un retour d'information en temps réel afin d'éviter toute collision entre la vanne et le barrage ou le lit de la rivière.

• Mécanismes de déplacement des grues et des chariots : Doté d'un système de positionnement laser et codeur à double retour d'information, le chariot et le crabot offrent une précision de positionnement de ±2 mm (contre ±5 à ±10 mm pour les portiques standard). Le système intègre un dispositif anti-balancement (≤1°) garantissant un alignement précis des composants du stator, du rotor et de la fosse de turbine, ainsi qu'une fonction de correction automatique des oscillations de charge.

• Système de poutre de levage hydraulique : Permet un raccordement et un débranchement rapides et sûrs des faisceaux, améliorant ainsi l'efficacité opérationnelle. Différents types de faisceaux sont disponibles pour les portails plats, radiaux et de secours.

• Système de commande électrique : Les armoires électriques présentent un indice de protection IP65 ou supérieur (portiques standard : IP54) et sont équipées de résistances chauffantes et de déshumidificateurs pour prévenir les dommages causés par l’humidité. Les moteurs et les capteurs sont étanches, et tous les raccords de câbles sont scellés. La résistance d’isolement requise est ≥ 2 MΩ (norme : ≥ 1 MΩ), garantissant ainsi une sécurité électrique durable.

Spécifications techniques

Des conceptions sur mesure sont disponibles pour des capacités de levage allant jusqu'à 10 000 kN et des hauteurs de levage supérieures.

Classification des produits

La grue à portique de la vanne de déversoir supérieure est catégorisée selon le nombre de points de levage et le sens de déplacement :

Le système de levage à un seul vantail est adapté à la levée et à l'entretien des portails à un seul vantail ou légers. Il se caractérise par une structure simple, un poids léger et une installation facile.

La structure à double palan permet le levage synchronisé de grandes portes radiales ou de portes segmentées, offrant une stabilité de levage accrue et un meilleur équilibre.

Ce type de portique se déplace dans un seul sens le long de la crête du barrage pour effectuer des opérations de levage ou de maintenance des vannes. Il convient aux projets où les vannes sont disposées en ligne droite et où les opérations de levage sont concentrées d'un seul côté.

La grue à portique bidirectionnelle peut se déplacer dans les deux sens le long de la crête du barrage, ce qui améliore la flexibilité opérationnelle. Elle est particulièrement adaptée aux grandes centrales hydroélectriques et aux projets d'évacuateurs de crues à plusieurs travées.

Environnement d'exploitation et caractéristiques de conception

La grue à portique de la vanne supérieure du déversoir fonctionne dans des environnements difficiles, notamment au sommet des barrages et sur les déversoirs, caractérisés par une forte humidité, des vents violents, des variations de température et une exposition à la corrosion. Afin de garantir la sécurité et la fiabilité dans ces conditions extrêmes, la grue est optimisée en termes de robustesse, de résistance à la corrosion, d'étanchéité et de maintenance intelligente.

• Protection contre la corrosion et l'humidité :
  Les principaux éléments structurels sont en acier faiblement allié à haute résistance (Q690/Q960) avec des surfaces sablées et des revêtements fluorocarbonés. Les systèmes électriques répondent à l'indice de protection IP65 et tous les composants (moteurs, armoires de commande, bornes) sont étanches.
• Large plage d'adaptabilité aux températures :
  Les systèmes hydrauliques utilisent une huile hydraulique tous climats (-30°C à 60°C) avec chauffage et refroidissement intégrés ; les composants électriques sont de qualité industrielle pour les environnements extrêmes.
• Sécurité contre le vent et antidérapante :
  Un système triple de protection contre le vent (anémomètre, pince hydraulique sur rail et dispositif d'ancrage) verrouille automatiquement la grue en cas de vents forts ; des freins de fin de course empêchent le glissement du chariot.
• Haute précision et grande capacité de charge :
  Les poutres à section caissonnée, dont la structure a été optimisée par éléments finis, garantissent une flèche minimale sous charge nominale. Le système de levage atteint une vitesse minimale de 0,1 m/min et une précision de positionnement de ±2 mm.
• Adaptation aux voies sous-marines et en pente :
  Les tambours étanches et les cordes galvanisées permettent un fonctionnement sous-marin ; équipés de dispositifs antidérapants et d'une capacité de franchissement de pente pour les terrains de barrages complexes.
• Maintenance intelligente et durabilité :
  Le système de surveillance intégrée de l'état de santé des composants collecte des données sur les vibrations, la température et les contraintes pour une maintenance prédictive. Les composants clés sont conçus pour une durée de vie de 20 ans, avec un diagnostic à distance et une assistance à la maintenance en usine.