Brevet FR2077350A1 — publié le 19711022

La présente invention concerne et a essentiellement pour objet un dispositif formant grue de levage ou analogue destiné en particulier à des usages de construction, du type comprenant une flèche saillante s'étendant librement en porte-à-faux, 5 qui est montée par exemple sur une tour ou un poteau ou sur un pylône ou chevalement et le long de laquelle peut être déplacé un chariot de manutention à moyens de levage, laquelle flèche possède une structure en treillis et comprend au moins une barre longitudinale de charpente formant membrure ou longeron 10 supérieur et au moins une barre longitudinale de charpente formant membrure ou longeron inférieur de cette ossature à cadres ou en treillis. L'invention se rapporte également aux diverses applications et utilisations résultant de la mise en oeuvre de ce dispositif ainsi qu'aux systèmes, ensembles, 15 appareils, mécanismes,machines, équipements et installations le munissant. Une grue de levage, adaptée à des usages de construction» comprend habituellement, en autres moyens, une tour ou un pylône supportant une flèche horizontale à sa partie extrême 20 supérieure, la flèche supporte à son tour un chariot de manutention avec un appareil de levage tel que palan ou' analogue ou des câbles de hissage suspendus à celui-ci. ÏÏn chariot de ce type étant mobile le long de la flèche entière, la grue peut couvrir un domaine de travail rectangulaire dans un plan vertical. 25 Avec les demandes croissante de l'industrie de la construction ou du bâtiment pour des procédés de construction plus rationnels, les domaines de travail ou portées d'action des grues de construction et par suite la longueur des flèches ont augmenté. Avec une portée horizontale de fonctionnement croissante pour une grue 30 de levage, la capacité ou force de levage devient également dépendante d'une façon accrue du poids mort de la flèche. Pour réaliser des flèches à poids mort plus faible, on donne aux flèches une structure en treillis qui, dans beaucoup de cas, est constituée en un acier de construction de haute qualité. 35 Sur des grues usuelles, la flèche est supportée par un ou plusieurs éléments formant étais, étançons, tirants,haubans ou analogues fixés sur la moitié extérieure de la flèche. L'autre 71 02332 2 2077350 extrémité d'un tel élément formant tirant ouhauban s'étend haM/tuellement au-delà dFun point d'interruption situé plus haut (pce la fléché en proîcsegement de la tour de grue. Un second montage pour une telle flèche est réalisé à la liaison avec 5 la tour de grue 0u de sapine. Les flèches ont habituellement une section transversale rectangulaire ou triangulaire avec une barre de charpente formant longeron ou analogue placée à chaque joint ou sommet de la section transversale. Les barres supérieures et inférieures 10 de charpente formant longerons sont reliées ensemble par des barres ou tiges verticales et par des barres ou tiges diagonales. Dans des grues de construction connues, souvent la même barre de charpente formant longeron Ou la même barre ou tige diagonale est soumise soit à des forces de compression ou à des forces 15 de traction selon entre autres que le chariot avec la charge est extérieur ou intérieur au point où l'élément d'étai porteur, ■formant étançon,hauban ou analogue, de la flèche est fixé à la flèche. Pour des raisons déjà mentionnées, il est désirable 20 d'utiliser toute la matière de la flèche de la meilleure façon pour réaliser la résistance mécanique ou solidité nécessaire de la flèche. Dans des flèches connues, un accroissement important de poids ne peut cependant pas être évité parce que la partie principale des barres ou tiges de treillis doit être dimensionnée 25 de façon à pouvoir transmettre des forces de compression et est calculée relativement au risque de rupture. Des barres ou tiges de treillis dans une flèche de conception connue sont soumises en outre, quand la grue est en fonctionnement, également à des charges alternatives par des forces à la fois de traction et 30 de compression qui, en exerçant une action de contrainte ou de déformation sur la grue pendant le fonctionnement de celle-ci, peuvent causer des ruptures dues à la fatigue de la matière des barres ou tiges. Un certain nombre de tels cas est connu. Des grues de construction ont souvent des flèches d'une 35 longueur de 30 à 40 m. Il est par conséquent d'importance décisive de placer le centre de gravité de la flèche près du centre de rotation ou de pivotement parce qu'ainsi non seulement le moment BAD ORIGINAL 71 02332 3 2077350 dû au poids mort, inerte ou propre dans la direction verticale, mais aussi l'effet de moments fléchissants agissant horizontalement sont réduits, lesquels sont causés par des forces d'inertie agissant sur la flèche au démarrage et lors du freinage de 5 son mouvement de rotation. L'importance d'un rayon de rotation ou de pivotement plus petit pour le centre de gravité d'une flèche est facilement comprise en considérant que toutes les parties d'une flèche pendant le démarrage et le freinage de son mouvement de 10 rotation, sont soumises à des forces d'inertie dont l'intensité est directement proportionnelle au produit du poids mort, propre ou inerte de la partie considérée par sa distance au centre du mouvement de rotation. Dans la flèche décrite ci-après, le centre de gravité 15 est placé plus près du centre de rotation ou de pivotement que cela n'est possible avec des flèches de construction connue. Grâce à la structure de la flèche, la surface totale, exposée à la charge ou action du vent, est en outre plus petite que dans des grues de construction connues. Ceci implique par ailleurs 20 des avantages du point de vue du dimensionnement et améliore les caractéristiques de fonctionnement. La flèche est en outre conçue de façon qu'elle comprenne un nombre sensiblement réduit de barres ou de tiges soumises à des forces de compression. Chaque barre, présente dans une flèche 25 conforme à l'invention, est soumise à un type de charge seulement, c'est-à-dire soit à une traction ou à une compression, ce qui implique une réduction considérable du risque de rupture résultant de la fatigue de la matière. Des grues à tour pour usage de construction sont produites 30 ou fabriquées en série. Depuis longtemps, la tour est constituée par un ensemble de modules de construction assemblés. Il n'a pas été possible auparavant de fabriquer des flèches composées de modules de façon correspondante, entre autres pour la raison que, dans des flèches usuelles, les charges,exercées 35 sur un module de flèche, situé à la partie extérieure d'une flèche, sont différentes de celles exercées sur un module de flèche situé loin vers l'intérieur de la flèche. V M: ■ i ■ ■, ■ 71 02332 4 2077350 Une particularité caractéristique de la flèche conforme à l'invention est qu'elle est supportée entièrement sans éléments extérieurs formant tirants, haubans, - étais ou analogues. !- D'un point de vue technique de production, l'invention 5 permet de réaliser une bonne souplesse et une bonne possibilité d'adaptation au marché. • Sur un chantier de construction, il est ^souvent désiré de rallonger la flèche d'une grue de construction disponible. Avec des grues de construction usuelles, un tel'rallongement peut 10 être effectué seulement dans des cas exceptionnels, parce que la charge, dans la section transversale soumise, à la plus grande charge ou contrainte, laquelle charge s'applique au montage, de l'élément porteur formant bauban,- tirant, étançon ou analogue, augmente avec le rapport entre la longueur de la flèche à 15 l'extérieur de l'élément formantbauban ou étai après, l'allongement et la longueur de, la flèche "extérieurement, à l'élément formant étai oubauban avant l'allongement. . Dans la flèche conforme à l'invention, la section transversale, soumise à la plus grande charge ou contrainte, est toujours 20 située à l'emplacement de montage sur la tour de grue. Par conséquent, la charge ou contrainte dans la section transversale croît seulement avec le rapport entre la longueur de" la flèche entière après l'allongement et la longueur de la flèche entière avant 1 ' allongement 25 Ceci implique pour un rallongement normal de flèche que la charge, dans la section transversale dimensionnée drune flèche de construction connue, augmente d'environ 40 fo , tandis que l'accroissement de charge correspondant pour la flèche conforme à l'invention et seulement d'environ 10 %. 30 Du point de vue de la sécurité, l'invention présente en ■ outre l'avantage que le changement du moment de charge, qui doit être constaté dans toutes les grues de ce type, ne doit pas être rétabli après un changement de la longueur de flèche. Par conséquent, aucune nouvelle inspection ou vérification de contrôle 35 n'est nécessaire également. La flèche étant dimensionnée dans sa totalité de façon à supporter des charges verticales sans éléments supplémentaires 71 02332 5 2077350 formant étais ou haubans, ceci implique une réalisation supplémentaire par le fait que la rigidité horizontale est sensiblement améliorée par rapport à celle de flèches connues. En outre, le temps de montage, nécessaire pour une grue 5 de construction conforme à l'invention, est considérablement réduit en comparaison avec celui de grues de construction connues car aucun câble debaubanage ni support de sommet ne sont à monter. les inconvénients précités sont supprimés et les avantages 10 précités sont obtenus par la grue de levage conforme à l'invention, qui est caractérisée en ce que la flèche ne possède pas d'éléments extérieurs debaubanage ou d'étayage et est divisée dans sa direction longitudinale en un certain nombre de modules de construction ayant une capacité de charge ou de force portante 15 différente^ de telle façon que la capacité de charge ou de force portante croît depuis l'extrémité libre de la flèche en direction de l'intérieur et que les diverses capacités de charge ou de force portante sont obtenues par des dimensions différentes de section transversale d'au moins l'une des barres en particu-20 lier longitudinales ou formant longerons comprises dans les modules. l'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va 25 suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une vue de côté en élévation d'une grue de construction avec une flèche constituée 30 par l'assemblage de modules de structure; et - les figures 2, 3 et 4, représentent respectivement une vue latérale, une vue extrême ou de bout et une vue de dessus d'un module de structure dont plusieurs assemblés peuvent constituer la flèche entière. 35 la grue de construction comprend un pylône 2 formant poteau ou colonne, fixé sur un socle ou massif de fondation 3» une plaque de base de pivotement ou de virage 4 formant par 71 02332 6 2077350 exemple plate-forme âe rotation, plaque tournante ou analogue, une flèclae 5 qui, dans ce mode de réalisation, est constituée par 1 •'assemblage de cinq modules de structure, un contre poids 6, une machine ou un mécanisme de levage 7, une machine ou un 5 mécanisme de virage ou de pivotement 8, un chariot de manutention ou analogue 9, un crochet de levage 10, un câble de hissage 11 et un mécanisme ou une machine 20 de translation du chariot de manutention. Un module de structure comprend des barres longitudinales 10 supérieures de charpente 12 et des barres longitudinales inférieures de charpente 13> formant longerons ou membrures analogues, reliées entre elles par des barres ou tiges 14 et 15 disposées perpendiculairement auxdites barres longitudinales de charpente et par des barres ou tiges diagonales 16 et 17. 15 les barres longitudinales de charpente 12 et 13 ainsi que les barres 14? 15» 16 et 17, peuvent être constituées par des profilés laminés ou par des corps creux. Sur la figure 3, les barres longitudinales de charpente respectivement supérieures 12 et inférieures 13 sont représentées comme étant des tubes de 20 section transversale carrée, qui peuvent avoir une section transversale carrée ou rectangulaire. Une particularité caractéristique d'un module de structure est que toutes les barres diagonales ont la même direction en projection latérale (figure 2). 25 le dessin représente un module de structure ayant une section transversale rectangulaire, l'invention peut cependant également utiliser des modules de structure d'une autre section transversale, par exemple de forme triangulaire, ayant un sommet ou une pointe tourné vers le haut ou vers le bas. Une 30 condition nécessaire préalable est cependant que. toutes les diagonales du module de structure aient la même direction, en projection latérale. les barres longitudinales supérieures de charpente 12 sont . pourvues de brides ou analogues 18 pour . relier . ensemble les 35 modules de structure par des boulons, les barres- longitudinales inférieures de charpente 13 sont pourvues de moyens de guidage comprenant des chevilles, axes ou broches de guidage 19 pour BAD ORIGINAL 71 02332 7 2077350 effectuer le centrage à l'intérieur d'une barre longitudinale de charpente d'un module de structure adjacent. Le procédé de montage d'une flèche conforme à l'invention est plus simple que celui des flèches usuelles parce que, dans 5 la flèche conforme à l'invention, les barres longitudinales inférieures de charpente transmettent seulement des forces de compression, de sorte que des liaisons, dans leur sens habituel, ne sont pas nécessaires. Ce qui est exigé est simplement un moyen 19 pour réaliser le centrage. Ceci offre l'avantage 10 supplémentaire que les barres longitudinales inférieures de charpente sont entièrement lisses sur leur extérieur et peuvent donc servir de chemin de roulement ou de voie de déplacement pour le chariot de manutention 9. Tous les modules de structure destinés à une flèche ont la 15 même dimension extérieure, ce qui est une condition nécessaire préalable pour la fabrication en série. Il est ainsi possible d'utiliser la même chaîne de fabrication, les mêmes appareils, supports ou montage fixes de soudage et d'autres mêmes équipements pour tous les modules composants de la flèche. 20 Tous les modules de structure sont fabriqués et assemblés de façon que la flèche soit utilisée sensiblement également dans sa totalité. Dans un mode de réalisation approprié d'un module de structure, toutes les barres sont des tubes ou des corps creux, auquel cas, une capacité de charge ou de force 25 portante différente est obtenue, du fait que la dimension extérieure ou intérieure pour toutes les barres d'une certaine sorte est la même, tandis qu'on peut faire varier la capacité de charge ou de force portante pour différents modules de structure en choisissant une épaisseur variable de matière pour les barres. 30 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens consti-tutant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit 35 de l'invention. 71 02332 y 8 2077350 REVENDICATIONS 1Dispositif formant grue de levage, en particulier pour usages de construction, du type comprenant une flèche s'étendent librement en porte-à-faux, qui est montée par exemple sur une tour ou sur un pylône, poteau ou chevalement et le long de 5 laquelle peut être déplacé un chariot de manutention pourvu de moyens de levage, laquelle flèche possède une structure en treillis et comprend au moins une barre longitudinale supérieure de charpente et au moins une barre longitudinale inférieure de charpente, formant longerons ou membrures analogues, caractérisé en 10 ce que ladite flèche ne comporte pas d'éléments extérieurs de haubanage ou d'étalement et est divisée suivant sa direction longitudinale en un certain nombre de modules de structure ayant des capacités différentes de charge ou de force portante, de telle façon que la capacité de charge ou de force portante croît depuis 15 l'extrémité libre de ladite flèche en direction de l'intérieur et que les différentes capacités de charge sont obtenues par différentes dimensions de section transversale d'au moins l'une des barres comprises dans la charpente desdits modules. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 20 que les barres de charpente précitées respectivement supérieures et inférieures d'un module précité sont reliées entre elles par des barres ou tiges sensiblement verticales et par des barres ou tiges diagonales et toutes lesdites barres diagonales ont sensiblement la même direction. 25 3«- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque module est constitué par des tubes ou autres corps creux, caractérisé en ce que lesdits modules à différentes capacités de charge ou de force portante ont la même dimension extérieure ou la même dimension intérieure pour toutes les barres les 30 constituant. 71 02332 9 2077350 4.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les barres longitudinales supérieures de charpente précitées des modules précités sont pourvues aux deux extrémités d'organes de liaison à bride, d'organes de liaison à cheville ou à broche ou d'autres moyens de raccordement destinés à transmettre sensiblement des forces de traction, les barres longitudinales inférieures de charpente précitées étant pourvues à une extrémité de moyens de guidage. 5.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par une transition douce ou régulière entre les barres longitudinales inférieures de charpente des modules précités, de façon que lesdites barres puissent servir de chemin de roulement ou de voie de déplacement analogue pour le chariot de manutention de la grue précitée.