Brevet FR2214019A1 — publié le 19740809

L'invention concerne une méthode et un engin de levage destinés à positionner les poteaux métalliques d'ossatures de grande hauteur en parfaite verticalité, à assembler et à lever, en prenant appui sur ceux-ci, des planchers tri-dimensionnels, à l'intérieur du périmètre ainsi déterminé par les poteaux de façade. On sait que jusqu'ici, pour construire des constructions de grande hauteur, des tours par exemple, on utilise une méthode générale. Selon cette méthode on constitue un noyau central en béton dont on assure la verticalité. Ce noyau est utilisé comme appui pour édifier la charpente métallique. Cette méthode présente des inconvénients. D'abord il faut pouvoir établir un noyau central et certaines constructions ne le permettent pas. Naturellement ce noyau exige des volumes considérables de béton et il est très couteaux. Ensuite il n'est pas très facile d'assurer la verticalité parfaite de ce noyau au moyen du coffrage glissant. Enfin l'édification de ce noyau, qui est assez longue, retarde le montage de la charpente métallique. le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients grâce à un dispositif qui permet de supprimer le noyau central tout en assurant une verticalité absolue. A cet effet l'invention a pour objet une méthode de mise en position verticale absolue de constructions métalliques autostables de grande hauteur ainsi que de la mise en position des planchers caractérisée en ce que l'on monte au sol des mats de guidage sur un cadre placé le long du périmetre intérieur de la construction, mats qui ont la hauteur des poteaux de l'ossature, on fait passer ces mats à travers un cadre supérieur ayant le même périmètre extérieur que le précédent, on élève au haut de ces mâts en le faisant coulisser sur ceux-ci ce cadre supérieur, on le rend absolument horizontal, on monte les poteaux de l'ossa- ture dans une position verticale absolue autour de ces cadres, oi bloque temporairement le cadre supérieur sur les poteaux de l'ossature, on lève successivement les premiers planchers à l'aide du cadre inférieur en tirant celui-ci à partir du cadre supérieur, on les fixe sur les poteaux de l'ossature, on débloque le cadre supérieur, on fixe le cadre inférieur surales poteaux de l'ossa- ture, et on recommence les mêmes opérations. l'invention a aussi pour objet ur appareil pour mettre en oeuvre la méthode précitée caractérisé en ce qu'il comprend un cadre inférieur sur lequel sont fixés verticalement des mats de guidage, un cadre supérieur pourvu de gaines coulissant sur lesdits guidages, des moyens pour faire monter le cadre supérieur en coulissant sur lesdits guidages, des moyens pour bloquer temporairement le cadre supérieur sur les poteaux de l'ossature, des moyens pour faire coulisser vers le haut les mâts de guidage à partir du cadre supérieur en soulevant le cadre inférieur afin de mettre en position les planchers, des moyens pour bloquer temporairement le cadre inférieur sur les poteaux de l'ossature et des appareils de visa pour assurer la verticalité de l'en- semble. Cet appareil peut, en outre, comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes a) le périmètre extérieur des cadres correspond au périmètre intérieur de l'ossature. b) Les gaines du cadre supérieur sont pourvues de roulettes de guidage. c) Tes moyens pour faire monter le cadre superieur en coulissant sur les guidages sont constitués par des treuils actionnés par des moteurs. d) Les moyens pour faire monter le cadre supérieur en coulissant sur les guidages sont constitués par un système de vérins. e) Les deux cadres sont reliés par des contreventements télescopiques à vis, lesdites vis étant agencées pour régler à l'aide des appareils de visée la verticalité absolue de l'ossature. f) Le cadre supérieur est pourvu d'une pluralité d'appareils de visée pour assurer la verticalité absolue des poteaux grâce à des repères disposes sur le sol. g) Les moyens pour bloquer temporairement le cadre supérieur sur les poteaux de l'ossature sont constitués jar une pluralité de dispositifs de blocage répartis sur le périmètre extérieur du cadre supérieur, chaque dispositif comprenant au moins une platine fixée contre un montant vertical du cadre pour servir d'appui - un poteau, Js saillies sur la platine pour positionner le cadre latéralement par rapport au poteau, deux tiges filetées recourbées à une ektrémité conformée pour serrer le poteau contre la platine tandis que le fileta@@ coope@e avec U71 écrou à oreilles an butée contre un élément fixe solidaire lu cadre, et une platine horizontale fixée de façon réglable en hauteur sur ledit montant vertical du cadre cour venir an Lutée contre la tête du poteau. h) Les moyens pour bloquer temporairement le cadre infé- rieur sur les poteaux de l'ossature sont constitués par me plu- ralité de dispositifs de blocage répartis sur le périmètre extérieur du cadre inférieur, chaque dispositif comprenant une platine fixée contre un montant vertical du cadre pour servir d'ap- pui à un poteau, au moins une plaque en équerre montée à rotation sur une pièce solidaire du cadre pour venir s'appliquer contre la face du poteau non en contact avec la platine, et des trous dans la platine en correspondance avec des trous dans la plaque en équerre pour boulonner le cadre sur le poteau. Afin de mieux faire comprendre l'invention on en décrira ci-dessous un mode de réalisation nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la Fig. 4 représente la mise en place des cadres et le positionnement des repères de verticalité; La Fig. 2 montre le levage du cadre supérieur et le réplage an verticalité absolue de l'appareil; La Fig. 3 montre la mise an place des poteaux du premier tronçon de l'ossature contre l'appareil et le soudage ou boulonnage définitif au pied des poteaux; La Fig. 4 montre la fixation temporaire du cadre surérieur en tête des poteaux de l'ossature et le commencement du levage des mats de guidage avec les treuils; ; La Fig. 5 montre l'assemblage au sol du premier flancher tridimensionnel, sa fixation sous le cadra inférieur, son levage en position définitive et la soudage ou boulonnage définitif du premier plancher sur les poteaux de l'ossature; La Fig. 6 représente l'assemblage du deuxième plancher sur le premier, la fixation sous le cadre inférieur, le levage en position définitive du deuxième plancher; La Fig. 7 représente le blocage du cadre inférieur sur les poteaux de l'ossature, le levage du cadre supérieur (comme pour la Fige 2) et le réglage de la verticalité absolue de l'appareil; La Fig. 8 représente la mise an place des poteaux du deu xième tronçon de l'ossature contre l'appareil et le soudage ou boulonnage définitif;; Le Fig. 9 représente la fixation temporaire du cadre supérieur en tête des poteaux de l'ossature (comme la Fig. 4) et 'e levage des mâts de guidage avec le treuil ou vérins ou tout su tre moyen de levage; la Fig. 10 montre l'assemblage du troisième plancher sur le deuxième, la fixation sous le cadre inférieur, le levage en position définitive; la Fig. 11 montre l'assemblage du quatrième plancher sur le troisième, la fixation sous le cadre inférieur, le levage en position définitive; La Fig 12 montre la répétition des opérations jusqu'à l'avant-dernier étage; La Fig. 13 montre le démontage de l'appareil par éléments au moyen d'une grue; La Fig. 14 montre le montage du dernier plancher sur l'avant-dernier, le levage en tee des poteaux par treuils en. position définitive; L-a Fig. 15 représente une vue par. dessus du cadre infé- rieur; La Fig. 16 en est une vue de coté; La Fig. 17 est une vue par dessus du cadre supérieur; La Fig. 18 en est une vue de côté; La Fig. 19 est une vue schématique de côté de l'appareil; Le Fig. 20 en est une vue schématigue par dessus; La Fig. 21 est une vue de coté d'un mât de guidage; La Fig. 22 est une coupe par XXII-XXII de la Fig. 21 La Fig. 23 est une vue en perspective du dispositif de blocage du cadre supérieur; La Fig. 24 est une vue de côté de ce dispositif; La Fig. 25 est une coupe par XXV-XXV de la Fig. 24; La Fig. 26 est une coupe par XXVI-XXVI de la Fig. 24 La Fig. 27 est une vue de côté du dispositif de blocage du cadre inférieur; La Fig. 28 en est une vue de face; et La Fig. 29 est une coupe par XXIX-XXIX de la Fig. 27 mon trant le dispositif de blocage à moitié ouvert. Ainsi qu'on le voit sur 1 Figo 1 qui est une représenta- tion très schématique de l'appareil, celui-ci se compose essen tiellement d'un cadre inférieur 1, de forme carrée dans le cas de l'exemple, sur lequel sont fixés verticalement des mats de guidage 2, et d'un cadra supérieur 3, de périmètre extérieur identique, pourvu de gaines 4 coulissant sur les mâts de guidage 2. Le calre supérieur porte à sa partie supérieure des treuils ou autres moyens de levage 5 oui serviront à le faire monter en coulissant sur les mâts de guidage au moyen de câbles non représentés. Ce cadre est pourvu sur son périmètre extérieur de moyens permettant de le bloquer temporairement sur les poteaux de l'ossature, poteaux que l'on voit en 6 sur la Fig. 3 et les figures suivantes. Ces moyens de blocage seront décrits plus loin.Enfin le cadre supérieur est muni d'appareils de visée, non représentés, qui permettent d'assurer l'horizontalité parfaite du cadra, donc la verticalité parfaite des poteaux qui lui seront perpendiculaires. On voit en 7 des repères coopérant avec les appareils de visée, la ligna de visée étant repré- sentée en 8. La Fig. 1 représente l'appareil à la position de départ, le cadre inférieur 1 étant au sol et le cadre supérieur 3 reposant sur lui. La première opération, schématisée à la Fig. 2, consiste à faire monter le cadre supérieur 3 au moyen de treuils ou autres moyens de levage 5 en le faisant coulisser sur les mats de guidage 2. Ces mats de guidage ont une hauteur correspondant à celle des poteaux G de l'ossature. Lorsque le cadre 3 est arrivé à la position supérieure, on lui donne une poition parfaitement horizontale au moyen d'appareils de visée placés aux quatre coins du cedre, par exemple des apparcils optiçues ou lasers, les lignes de visée étant indiquées en 8, et en agissant sur des contreventements télescopiques 9.Ces contrevente- ments sont en effet pourvus de tiges filetées 10 cocpérant avec des douilles 11, ce qui permet de modifier leur longueur. La seconde opération consiste, comme on le voit schéma tiquement à la Fig. 3, à placer les peteaux 5 Ce l'ossature contre une par@i verticale du cadre supérieur et à blo@ner ces poteaux au moyen d'un dispositif qui @era décrit plus loin. Etant donnée l'horizontalité absolue dv cadre 3, les potesux sont appliqués contre une paroi dont la verticeli@é est également absolue, de sorte gu'ils sont en position absol@@@et verticale. A ce moment on soude ou b@ulo@ne les pl@@@ les @pte@@@ mét lli@@es sur une em@ase préal@@l@@e@t @@@@ en @@siti@@, @t on s@@de @@ oulon@@ de po@tres @ ri-ont@les 6a er@re les poteaux L'opération suivante comprend la fixation temporaire du cadre 3 en tête des poteaux 6 grâce à un dispositif que l'on @'crir@ plus loin et au levage partiel des mâts de guidage 2 par le- treuils ou autres moyens de levage 5. Ces mâts de guida- e entraînent vers le haut le premier cadre 1 comme on le voit à la Fig. 4. Cela permet, comme on le comprend d'après la Fig. 4, de laisser sous le cadre 1 la place suffisante pour monter, r- gler et souder ou boulonner au so-l un premier plancher, par exemple un plancher tridimensionnel P1.Ensuite, ainsi que l'indique schématiquement et symboliquement la Fig. 5, on descend le cadre inférieur, on y accrocha le premier plancher au moyen de tiges filetées accrochées à des équerres, et on remonte le cause pour placer ce plancher en position. On règle l'horizontalité de @@ dernier au moyen des contreventements télescopiques à @ s, on le soude ou le boulonne en position définitive, on relève encore le premier cadre après l'avoir décroché du plancher. La Fig. 6 montre symboliquement le deuxième plancher qui a été assemblé, réglé et soudé ou boulonné sur le premier plancher. Comme précédemment on descend le cadre inférieur, on y ac@roche le second plancher et on remonte le cadre pour placer le deuxième plancher en position. On effectue les mêmes opérations que pour le premier plancher et on relève le premier cadre après l'avoir décroché du plancher jusqu'à ce qu'il arrive à la tête des poteaux de l'o@@ature. A ce moyens, qui est schématisé à la Fig. 7, on bloque le cadre inférieur à la tête des poteaux, au moyen d'un disposi- tie e locage particulier peur ce cadre, qui sera décrit plus loin. Ce blocage art effectué après avoir regelé l'horizontalité du c@dr@ 1, grâe@ au réglage de l'horizontalité du cadre supérievr. On voit sur les Fig. 8 à 11 la même succession d'opérations que sur les Fig. 3 à 7 er commençant par le positionnement de le de@xième série de p@teaux de l'ossature sur la première @érie et en @@@@ s@@t @ar l'achèvement en position du quetrième planch@r @@. C@ relève alors le cadre inférieur pour le blcquer a@ @@ @@@@ @teaun le l@ dev@ième séris. @@ @é@ète @@core ces @pérati@n@ jusqu'à l'avant-dernier @@ @, c@@. t@@y@beli@é sar la Fig. 12 qui -ontre cinq @nies @@t@@n@ @@@@@ @t@rs montées les unes sur les autres. @nsuit , @ @e @@@@ @ Fig. 13, l'appareil est démont@ au moyen d'une grue G. Enfin, la Fig. 14 représente symb@lique- ment un dernier plancher qui a été assemblé sur l'avant-dernier otage, puis levé en tête des poteaux par des treuils ou autresmoyens de levage, non représentés, dans sa position définitive. On va maintenant décrire plus en détail les éléments constitutifs de l'appareil. Les Fig. 15 et 16 sont des vues par dessus et de coté du cadre inférieur. Ce cadre est constitué par un treillis 12 portant 9 sa face supérieure un platelage en métal déployé. Les montants et les diagonales du cadre sont par exemple en cornières. On voit a gauche des renforcements 13 sur lesquels sont fixés les mâts de guidage 2. Les poteaux de l'ossature sont représentés en 6.Sur la Fig. 15 les sections de ces poteaux sont les mêmes sur trois faces t:i cadre et sont différentes sur l'autre face, mais cela n'a aucune importance et les poteaux de l'ossature pourraient être évidemment les mêmes sur les quatre faces. Le cadre inférieur a une double fonction : il guida les planchers tridimensionnels et il maintient les poteaux de façade et les mats-de guidage. il est équipé de platines de blocage qui sont en parfait alignement avec des platines correspondantes du cadre supérieur. Il porte également un dispositif de blocage coopérant avec les platines que l'on décrira plus loin. Comme on l'a vu plus haut, les planchers successifs sont reliés au cadre inférieur par des tiges filetées accrochées à des équerres et qui ne sont pas représentées surale dessin. Dans le cas d'un fonction nement électrique et de soudage de l'ossature, le cadre inférieur qui constitue une plateforme grâce à ses platelages peut supporter les armoires de distribution et les postes de soudage. Ses Fig. 17 et 18 sont des vues analogues du cadre supérieur. Celui-ci est également en treillis parallélipipédique 14, ce treillis étant toutefois de dimensions plus importantes puisqu' il devra supporter des charges plus grandes. On voit en 4 les gaines qui coulissent sur les mats de guidage, les gaines étant pourvues de roulettes 16 visibles sur la Fig. 19. La partie supérieure du treillis est recouverte de platelage en métal déployé, non visible sur le dessin. Aux quatre coins (Fig. 20) de ce platelage ont été montées des cabines 15 qui contiennent les appareils de visée pour assurer l'horizontalité du cadre et la verticalité des poteaux de la construction, lesquels seront montés perpendiculairement au cadre. Sur le dessus d@ cadre supéri@ur 3 et aux guatre coins de celui-ci sont montés (Fig. 19) les tre@ils ou sutres moyens de levage 5 avec leurs poulies de rappel, acti@nnés par des moteurs 5a, qui servent à hisser le cadre inférieur 1 avec ses mâts de guidage 2. On voit également sur la Fig. 19 les po@tres horisontales 6e servant à entretoiser les mâts 6 de l'ossature. Les cadres supérieurs et inférieurs sont reliés par des contreventements télescopiques 9 à vis 10. Ces vis qui co@pèrent avec un taraudage dars les tubes 9 peuvent être actionnés par des manettes 19. Cela permet de régler l'horizontalité Cu cadre 3 grâce aux appareils de visée, et par suite la Verticalité de l'ossature qui est appliquée contre le cadre 3 à l'aide du dispositif que l'on verra plus loin. Des échelles également télescopiques, non représentées sur le dessin, relient les deux cadres. Les deux cadres coopèrent grâce aux quatre mâts-de gui- daoe représentés aux Fig. 21 et 22. Ces mâts sont constitués par des plats 20 reliés-par des cornières 21 et consolidés par un treillis en cornières 22. Chaque mât de guidage est fixée au cadre 1 par un gousset 23. A la partie inférieure de chaque mât on voit les poulies de rappel 24 et à la partie supérieure les pou- lies de rappel 25 dans le cas où l'on utilise des treuils On voit sur la Fig. 21, en représentation schématique, la gaine 4 du cadre 3 avec ses roulettes de guidage 16. Les poulies de rappel permettent de passer le câble- de levage avec un mouflage à quatre brins.Toutes les manoeuvres de levage sont effectuées grâce à l'armoire de télécommande du cadre supérieur soit par treuil séparé, soit en associant plusieurs treuils ou plusieurs moyens de levage. Comme on l'a vu plus haut, les deux cadres sont pourvus de moyens de blocage sur les poteaux de l'cssature. Les moyens as- de blocage Su cadre supérieur sont représentés aux Fiç. 23 à 26. On voit sur la Fig. 23 ;ue ce dispositif comprend deux platines 26 fixées contre un montant vertical 27 du cadre 3 pour servir d'appui à un poteau de l'ossature. Les platines portent des sail lies 28 qui servent à positionner le poteau latéralement. Sur chaque platine sont montées deux tiges 29 recourbées en 30 à une extrémité, tandis que l'autre extrémité porte un filetage 31. L'extrémité recourbée vient serrer le poteau de l'ossature, tan- dis que l'extrémité filetée 31 coopère avec un écrou à creilles 32 ex butée contre une plaque 33 solidaire du cadre 3. D'autre part une platine horizontale 34 est montée de manière réglable en hauteur sur le montant 27. Grâce aux manettes 35 actionnant les vis de réglage 36 on descend la platine 34 jusqu'à ce qu elle vienne en contact avec la tête du poteau de l'ossature. les moyens de blocage du cadre inférieur sur les poteaux de l'ossature sont représentés aux Fig. 27 à 29. On voit sur ces figures une plate 36 solidaire du cadre inférieur pourvue de trous 37 pour y faire passer des boulons. Cette platine est pour vue à sa partie inférieure de roulettes de guidage 38 pour coulisser le long des poteaux de façade. La Fig. 29 représente un dispositif permettant d'immobiliser le cadre contre les poteaux afin d'y placer les boulons. Ce dispositif est constitué par deux équerres 39 montées à rotation en 40 sur une pièce 41 solidarisée avec le cadre par des boulons 42. Lorsque ces équerres sont rabattues sur la poutre constituant le poteau elles l'appliquent contre la platine. On passe à travers ces équerres des tiges filetées 39a par des trous 43 et on boulonne. On voit en 44 une cale d'épaisseur, égale au dépassement des roulettes de guidage 38, placée temporairement pendant le montage des poteaux. Naturellement l'appareil suivant l'invention est pourvu de tous les dispositifs conventionnels réglementaires qui s'y adaptent parfaitement, tels que limiteurs de fin de course et dispositifs de blocage sur les gaines de coulissement, limiteurs de charge, garde-corps, positionnement de stop-chute, écoulement dteau, plinthes, échelles à crinoline. De plus, dans le cas où l'ossature est soudée, des plate formes de soudage, supportées par des potences, s'adaptent égal ment à l'appareil. Bien entendu, la suite d'opérations exposée ci-dessus air que les détails de construction représentés aux dessins annexés sont té donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs, et on reut modifier de toute façon convenable l'ordre et la nature des opérations précitées, ainsi que la forme, la nature et la disposition du montage représentés. R-E V E N D I C A T I O N S 1. Méthode de mise en position verticale absolue de canstructions métalliques auto stables de grande hauteur ainsi que de la mise en position des planchers caractérisée en ce oue l'@n monte au sol des mâts de guidage sur un cadre placé le long du péri- mètre intérieur -Ce la construction, mâts qu- ont la hauteur les poteaux de l'ossature, on fait passer ces mâts à travers un cadre supérieur ayant le même périmètre extérieur que le précédent, on élève au haut de ces mâts en le faisant coulisser sur ceux-ci ce cadre supérieur, on le rend absolument horizontal, on monte les poteaux de l'ossature dans une position verticale absolue autour de ces cadres, on bloque temporairement le cadre supérieur sur les poteaux de l'ossature, on lève successivement les premiers planchers à l'aide du cadre inférieur en tirant celui-ci à partir du cadre supérieur, on les fixe sur les poteaux de l'ossature, on débloque le cadre supérieur, on fixe le cadre inférieur sur les poteaux de l'ossature, et on recommence les mêles opérations. 2. Appareil de mise en position verticale absolue de constructions métalliques autostables de grande hauteur ainsi que de la mise en position des planchers, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre inférieur sur lequel sont fixés verticalement des mâts de guidage, un cadre supérieur pourvu de gaines coulissant sur lesdits guidages, des moyens pour faire monter le cadre supé rieur en coulissant sur lesdits guidages, des moyens pour blo qur temp@reirement le cadre supérieur sur les poteaux de l'ossature, des moyens pour faire coulisser vers le haut les mâts de guidage à partir du cadre supérieur en soulevant le cadre inférieur afin de de mettre en position les planchers, des moyens pour bloquer temporairement le cadre inférieur sur les poteaux de l'ossature et des appa@@ils de visée pour assurer la verticalité de l'ensemble. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le périmètre extérieur de cadres correspond au périmètre intérieur de l'ossature. 4. App@reil suivent @ revendication 2, caractérisé en ce que les @@ines su cadre supérieur sont pourvues le roulettes de guidage. 5. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les m@@@@s pour @aire monter le cadre supérieur en coulissant RAD ORIGINAL sur les guidages sont constitués par des treuils actionnés par des moteurs. 6. Appareil suivant la revendication2, caractérisé en ce que les moyens pour faire monter le cadre supérieur en coulissant sur les guidages sont constitués par un système de vérins. 7. Appareil suivent la revendication 2 caractérisé en ce que les deux cadres sont reliés par des contreventements télesco- piques à vis, 'lesdites vis étant agencées pour ré-gler à l'aide des appareils de visée la verticalité absolue -de l'ossature. 8. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le cadre supérieur est pourvu d'une pluralité d'appareils de visée pour assurer la verticalité absolue des poteaux grâce à des repè res disposés sur le sol. 9. Appareil suivant la revéndication 2, caractérisé en ce que les moyens pour blon',uer temporairement le cadre supérieur sur les poteaux de l'ossature sont constitués par une pluralité de dispositifs de blocage répartis sur le périmètre extérieur du cadre supérieur, chaque dispositif comprenant au moins une platine fixée contre un montant vertical du cadre pour servir d'appui à un poteau, des saillies sur la platine pour positionner le cadre latéralement par rapport au poteau, deux tiges filetées recourbées à une extrémité conformée pour serrer le poteau contre la platine tandis que le filetage coopère avec un écrou à oreilles en butée contre un élément fixe solidaire du cadre, et une platine horizontale fixée de façon réglable en hauteur sur ledit montant vertical du cadre pour venir en butée contre la tête du poteau. 10. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour bloquer temporairement le cadre inférieur sur les poteaux de l'ossature sont constitués par une pluralité de dispositifs de blocage répartis sur le périmètre extérieur du cadre inférieur, chaque dispositif comprenant une platine fixée contre un montant vertical du cadre pour servir d'appui à un poteau, au, moins une plaque en équerre montée à rotation sur. une pièce solidaire du cadre pour venir s'appliquer contre la face du poteau non en contact avec la platine, et des trous dans la platine en correspondance avec des trous dans le poteau pour boulonner le cadre sur le poteau.