Gru in cima a un grattacielo: i segreti delle costruzioni ad alta quota

Le gru a torre sono progettate per innalzarsi di pari passo con lo sviluppo verticale dell’edificio. Man mano che i lavori procedono, si utilizzano sistemi speciali di autosollevamento, come martinetti idraulici o dispositivi di arrampicamento, per elevare gradualmente il mast della gru ai piani superiori. Questa progressione verso l’alto richiede un coordinamento meticoloso e rigorosi protocolli di sicurezza, così da garantire una salita fluida e controllata.

La vista di una gru a torre posizionata in cima a un grattacielo in costruzione è ormai un simbolo iconico dei paesaggi urbani moderni. Queste imponenti strutture svolgono un ruolo cruciale nella costruzione di edifici alti, consentendo di sollevare e posizionare materiali e attrezzature pesanti ad altezze vertiginose.

Le gru vengono montate in cima ai grattacieli con metodi come l’arrampicamento esterno, in cui la gru si innalza lungo l’esterno dell’edificio, o quello interno, in cui sale dall’interno della struttura. Se necessario, anche elicotteri per carichi pesanti possono trasportare i componenti della gru in cantiere. Leggi questo articolo per scoprire come fanno le gru a torre a raggiungere la cima degli edifici.

Funzionamento delle gru e considerazioni sulla sicurezza

Portare le gru in cima a un edificio è un’operazione ad alto rischio, che richiede rigorose misure e procedure di sicurezza. Le gru a torre sono sempre dotate di un sistema di protezione dal sovraccarico, che comprende indicatori del momento di carico, indicatori della capacità nominale e anemometri. Questi dispositivi sono essenziali per garantire operazioni sicure ed efficienti:

Limiti di carico e indicatori di capacità

Le gru hanno limiti di carico e capacità nominali specifici, determinati da fattori quali la lunghezza del braccio, il raggio operativo e le condizioni del vento. Per prevenire sovraccarichi e potenziali incidenti, le gru sono dotate di:

• Indicatori del momento di carico (LMI): sistemi elettronici che monitorano costantemente il carico e la configurazione del braccio della gru, fornendo all’operatore informazioni in tempo reale.
• Indicatori della capacità nominale (RCI): display visivi o sistemi di allarme che avvisano l’operatore quando la gru si avvicina alla capacità nominale.
• Dispositivo di arresto al raggiungimento del carico massimo di lavoro sicuro: questo dispositivo interrompe movimenti della gru come il sollevamento o l’estensione del carrello che causerebbero un sovraccarico oltre la capacità nominale. Funziona in sinergia con il sistema LMI.

Sistemi di monitoraggio meteorologico

Il vento e le condizioni meteorologiche possono influire notevolmente sul funzionamento e sulla stabilità della gru. Le gru posizionate in cima agli edifici sono in genere dotate di:

• Anemometri: dispositivi che misurano la velocità e la direzione del vento, consentendo agli operatori di adeguare le operazioni o interrompere i lavori in caso di vento forte.

Tecniche di arrampicamento delle gru

Man mano che questi edifici diventano sempre più alti, le gru devono poter salire o aumentare la propria altezza per continuare a funzionare in modo efficiente. A tal fine si utilizzano diverse tecniche.

Uso di una seconda gru

Questo metodo prevede l’impiego di un’altra gru. Sebbene sia possibile, nei cantieri non è una pratica comune, perché è molto pericolosa e solo operatori esperti possono gestire due gru contemporaneamente.

Metodo di arrampicamento esterno

Il metodo della gru esterna si utilizza quando la gru a torre è posizionata all’esterno della struttura in costruzione. Prevede l’impiego di un telaio o una gabbia di arrampicamento che circonda la torre della gru. Alcuni lo considerano il modo più efficace per portare le gru in cima, perché riduce al minimo i tempi di fermo. Le fasi principali dell’arrampicamento esterno sono:

1. Costruzione della base: si realizza una base per la gru in cemento e si utilizza una gru mobile per montare la gru a torre sulla base. È importante che la base della gru sia molto stabile.
2. Montaggio del telaio di arrampicamento: alla quota desiderata, dove occorre prolungare la torre, si assembla intorno a essa un telaio o una gabbia di arrampicamento. Il telaio è una struttura in acciaio che circonda la torre della gru e integra sistemi di sollevamento idraulici.
3. Sollevamento idraulico: il telaio di arrampicamento è dotato di martinetti idraulici, posizionati strategicamente intorno alla torre della gru. I martinetti sono sincronizzati per sollevare l’intera torre a tappe successive, in genere da 20 a 30 piedi (da 6 a 9 metri) per volta.
4. Inserimento delle sezioni del mast: mentre i martinetti idraulici sollevano la torre della gru, sotto la struttura rialzata vengono inserite nuove sezioni del mast. Queste sezioni vengono preassemblate a terra e poi sollevate in posizione con il meccanismo di sollevamento della gru o con una gru ausiliaria.
5. Bullonatura e fissaggio: una volta posizionate le nuove sezioni della torre, gli operai le fissano a quelle esistenti con bulloni e giunti ad alta resistenza. Questa procedura garantisce l’integrità strutturale e la stabilità della torre prolungata. Riposizionamento del telaio di arrampicamento: dopo aver imbullonato e fissato le nuove sezioni, il telaio viene smontato e riassemblato a una quota superiore. La procedura si ripete man mano che procede la costruzione, consentendo alla gru di salire insieme alla struttura.
6. Ancoraggi: man mano che la torre della gru diventa più alta, viene in genere ancorata agli elementi strutturali dell’edificio con collari d’acciaio o sistemi di controventatura. Questi collegamenti offrono ulteriore sostegno e stabilità, impedendo alla torre di oscillare o ribaltarsi a causa del vento o di altre forze.

Metodo di arrampicamento interno

Il metodo di arrampicamento interno si utilizza quando la torre della gru viene montata all’interno del nucleo dell’edificio. Man mano che si aggiungono nuovi piani, la gru sale facendo affidamento sugli elementi strutturali dell’edificio. Le fasi sono:

1. La torre della gru viene inizialmente montata attraverso o accanto al nucleo dell’edificio.
2. Durante la costruzione dei nuovi piani, il movimento verticale della gru è guidato da guide di arrampicamento fissate al nucleo dell’edificio.
3. Un cilindro idraulico integrato nella torre della gru la solleva a tappe fino al piano successivo. Dopodiché, gli operai possono spostare le travi d’acciaio per creare un nuovo punto d’appoggio.
4. La procedura si ripete man mano che l’edificio cresce in altezza.

Elicotteri per carichi pesanti / Skycrane

In determinate situazioni, soprattutto nei cantieri in aree remote o difficili da raggiungere, si utilizzano elicotteri per carichi pesanti per le operazioni di sollevamento aereo. Questi elicotteri possono sollevare e posizionare carichi pesanti con precisione, usando lunghe imbracature. Tuttavia, il metodo richiede di procedere un pezzo alla volta e può essere piuttosto costoso, perciò non è particolarmente consigliato per portare le gru in cima. I principali vantaggi degli elicotteri per carichi pesanti sono:

1. Possibilità di raggiungere siti remoti senza strade o infrastrutture a terra
2. Rapido dispiegamento e trasferimento di attrezzature e materiali
3. Posizionamento preciso dei carichi in aree ristrette o congestionate
4. Impatto ambientale ridotto rispetto alle gru tradizionali a terra

Gli elicotteri per carichi pesanti sono comunemente utilizzati nei progetti di infrastrutture di pubblica utilità, nei cantieri in aree remote, nelle operazioni aerospaziali, nella lotta agli incendi e negli interventi di soccorso in caso di calamità, dove le gru tradizionali non possono essere impiegate facilmente.

Le tre tecniche di arrampicamento delle gru hanno applicazioni specifiche, determinate dai requisiti del progetto, dalle condizioni del sito e dai vincoli logistici. Smontaggio e rimozione della gru

Una volta completata la costruzione di un grattacielo, le operazioni di smontaggio e rimozione della gru devono essere eseguite con la massima attenzione. Questa fase è importante quanto quelle di installazione e funzionamento e richiede una pianificazione meticolosa e il rispetto dei protocolli di sicurezza.

Procedura inversa di installazione

In molti casi, la gru viene smontata seguendo le fasi di installazione e montaggio in ordine inverso:

1. Scollegamento degli impianti elettrici e dei sistemi di controllo: gli impianti elettrici, i pannelli di controllo e i dispositivi di sicurezza della gru vengono scollegati e rimossi in sicurezza.
2. Rimozione dei contrappesi: i contrappesi vengono scaricati con attenzione e trasportati fuori dal cantiere.
3. Smontaggio del braccio principale e del jib: il braccio orizzontale, principale o secondario, viene scollegato e calato a terra o a un piano inferiore dell’edificio.
4. Smontaggio della torre/del traliccio: Le sezioni della torre o del traliccio vengono smontate sistematicamente e calate, spesso con l’ausilio di una gru mobile oppure della gru stessa, in un processo di autosmontaggio.
5. Rimozione della base: La base della gru viene smontata e l’area viene sgomberata e preparata per ulteriori lavori di costruzione o per il ripristino.

Smontaggio dei segmenti della gru

Per le gru con sezioni di arrampicamento modulari o vertebre, il processo di smontaggio può prevedere:

• Rientro controllato: L’altezza della gru viene ridotta gradualmente ritraendo o rimuovendo le sezioni di arrampicamento una alla volta.
• Calata dei segmenti: I singoli segmenti della gru vengono staccati e calati a terra o a un livello inferiore con gru mobili o elicotteri per sollevamenti pesanti.

Pulizia e ripristino dell’area

Dopo che la gru è stata completamente smontata e rimossa, il cantiere viene sottoposto a un’accurata pulizia e a un processo di ripristino:

• Rimozione dei detriti: Eventuali detriti, materiali o attrezzature rimanenti riconducibili alle operazioni della gru vengono rimossi dal cantiere.
• Ripristino delle superfici: Le solette in calcestruzzo, i punti di ancoraggio e le altre superfici interessate dall’installazione della gru vengono riparati o riportati alle condizioni originali.
• Ispezione del cantiere: Vengono effettuati controlli finali per verificare che l’area sia sicura e pronta per le fasi successive dei lavori o per essere occupata.

Aspetti fondamentali:

• Pianificazione della logistica inversa: Elaborare piani dettagliati per il trasporto e lo smaltimento dei componenti della gru smontati.
• Protocolli di sicurezza: Attuare rigorose misure di sicurezza, come zone di esclusione, protezioni anticaduta e protocolli di ispezione della gru, durante le operazioni di smontaggio.
• Conformità ambientale: Garantire il corretto smaltimento dei materiali pericolosi e dei rifiuti generati durante la rimozione della gru.

Domande frequenti

A cosa servono le gru in cima ai grattacieli?

La funzione principale delle gru a queste altezze è sollevare e posizionare i materiali da costruzione, agevolando la costruzione efficiente di edifici alti e riducendo la necessità di attrezzature di sollevamento da terra, che possono essere meno adatte o richiedere più tempo per le strutture molto alte.

Come fanno gli operatori a salire fino alla cabina di una gru a torre per grattacieli?

In genere, gli operatori raggiungono la cabina della gru con una combinazione di ascensori e scale. L’ultimo tratto viene spesso percorso salendo una scala all’interno del montante della gru, fino alla cabina dove trascorrono la giornata lavorativa.

Sono disponibili servizi igienici per i gruisti che lavorano a grandi altezze?

Alcune gru a torre per grattacieli sono dotate di un piccolo e semplice servizio igienico nella cabina dell’operatore, per comodità, dato che scendere frequentemente durante la giornata lavorativa non è pratico. Tuttavia, non è una soluzione comune.

Quali sono i componenti principali di una gru a torre?

I componenti principali di una gru a torre sono la base, il montante che ne determina l’altezza, il gruppo di rotazione, il braccio che sostiene i contrappesi, la cabina dell’operatore e il gancio utilizzato per sollevare i carichi.