Brevet FR2296171A1 — publié le 19760723

La présente invention concerne des éléments modulaires pour la constitution de charges d'épreuve de résistance d'une struc turne, Elle concerne également le procédé de mise en oeuvre de ces éléments pour constituer une charge d'épreuve ; elle concerne aussi les charges ainsi réalisées. Elle s'applique plus particulièrement, à titre d'exemple, aux essais de réception et de vérification d'engins de levage comme des ponts roulants. La capacité sans cesse croissante des engins de levage et particulièrement ceux qui doivent être installés dans des centrales nucléaires, entraSne au moment de la mise en route de nombreuses difficultés pour réaliser les charges d'épreuve. les charges d'épreuve sont évidemment supérieures aux charges qui seront normalement soulevées en service, si bien que pour l'épreuve des ponts roulants par exemple, on est obligé de compléter les charges normales par un lestage supplémentaire. Le plus souvent on est obligé de constituer une charge entièrement spéciale, et dans la majorité des cas, cette charge ne servira qu'une fois, pour la réception de l'engin de levage.De telles charges spéciales d'épreuve sont souvent constituées par des gueuses de fonte, des riblons, des bottes de rails ou même des lingots d'aciérie. Quand les charges doivent titre de plusieurs centaures de tonnes, et même largement dépasser mille tonnes, ceci implique la manutention jusqu'au lieu d'essai, de masses du même ordre ; leur transport représente alors des frais considérables et peut aller jusqu'à nécessiter des moyens de transport exceptionnels. Après l'essai il arrive qu'on renonce aux frais de transport de retour et les masses d'épreuve demeurent au voisinage du lieu d'essai et encombrent des parcs sans aucun profit. l'invention remédie à ces inconvénients en permettant la réalisation de charges d'épreuve au moyen d'éléments modulaires transportables par des moyens usuels0 Un tel élément modulaire, pour la constitution de charges d'épreuve de résistance d'une structure, est constitué, selon l'invention, par une capacité étanche, munie de dispositifs de préhension et de levage, munie d'au moins un orifice de remplissage d'eau et d'au moins un orifice de vidange, et comportant au moins un tube central traversant toute la capacité, soudé de façon étanche aux parois inférieures et supérieures ; les parois et la structure interne de la capacité sont déterminées de façon à supporter la charge de la capacité remplie d'eau lorsque celle-ci ne prend appui que sur les tubes verticaux, les tubes verticaux étant eus-memes déterminés de façon à supporter, en charge verticale, le poids de plusieurs éléments remplis d'eau0 Selon l'invention également, pour le cas particulier d'un essai nécessitant de suspendre la charge d'épreuve à la structure la charge est constituée par au moins un élément modulaire rempli d'eau et soutenu par des tiges de suspension, relié à la structure à éprouver par des pièces de liaison et d'accrochage, et engagées chacune dans chacun des tubés verticaux des éléments , les éléments prenant appui sur la partie inférieure des tiges de suspension uni quement par la partie inférieure des tubes verticaux. Encore selon l'invention, pour constutuer une charge dt- preuve en utilisant de tels éléments modulaires, on amène d'abord sur le lieu d'essai le nombre voulu d'éléments vides en utilisant des moyens usuels de manutention, et avec les mimes moyens on cons- titue les empilages nécessaires avec semelles d'appui ou tiges de suspension, puis on remplit lès éléments d'eau0 L'invention va maintenant être décrite avec plus de dé tails en se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple et représentés par les dessins annexés. Les figures 1 et 2 représentent un élément modulaire parallèlépipédique réalisé selon l'invention0 la figure 1 est une vue en élévation latérale, avec une coupe partielle selon I-I de la fig. 2. La figure 2 est une vue de dessus de 1' élément avec une coupe partielle selon II-II de la figure 1. les figures 3 et 4 représentent une charge d'épreuve destinée à être suspendue et constituée par quatre éléments modulaires parallèlépipédiques. ta figure 3 est une vue extérieure latérale, avec une coupe partielle dans l'axe d'une tige de suspension. La figure 4 est une vue en bout avec également une coupe partielle dans l'axe d'une tige de suspension. La figure 5 représente une variante d'utilisation d'une telle charge d'essai, destinée ici à reposer directement sur une surface à éprouver. La figure 6 concerne une variante de réalisation des élé- ment s modulaires, ayant ici la forme de citernes à section circulaire. La figure 6 est une figure homologue à la figure 4, et représente vue en bout avec une coupe partielle dans l'axe d'une tige de suspension, une charge destinée à être suspendue et conK ituee par quatre éléments modulaires en forme de citernes cylindriques. les figures 7, 8 et 9 illustrent diverses possibilités de constitution de charges en utilisant un nombre varié d'éléments modulaires. Les trois figures représentent respectivement l'utilisation de un, deux, ou quatre éléments ou empilages d'éléments, de forme parallèlépipédique ou en forme de citerne En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on verra que l'élément 1 est constitué par une capacité creuse, étanche, en tôles soudées 'élément 1 comporte, dans son plan vertical longitudinal de symétrie, deux tubes 2 traversant l'élément de part en part et soudés de façon étanche en 3 à la t81e supérieure et en 4 à la tôle inférieure0 la rigidité de l'ensemble est complèté par des tôles telles que 6 et 7 soudées sur le tube 2 et sur les parois et formant raidisseurs0 te caisson ainsi formé peut, bien entendu1 comporter également d'autres nervures de renforcement qui ne sont pas représentées sur le dessin. les dimensions extérieures de l'élément parrallèlépdpédi que représenté ici sont celles définies par les normes internationales pour les containers de transport, valables aussi bien pour le transport routier, ferroviaire, fluvial ou maritime . L'élément comporte à chaque angle une pièce de coin 8 également définie par les mêmes normes internationales, et qui comporte des lumières utilisées pour la manutention et l'arrimage des containers de transport. t'é- lément comporte enfin, à chaque extrémité, deux orifices obturables disposés respectivement à la partie supérieure et à la partie in en rieure de l'élément. tes orifices supérieurs 10 son-t des orifices de remplissage, tandis que les orifices inférieurs 11 sont des orifices de vidange Par les orifices 10, l'élément 1 peut être entièrement rempli d'eau, l'égalisation des niveaux dans les différents compartiments de l'élément étant obtenue par des découpes dans les tôles de raidissement formant cloisons partielles ou par des orifices tels que 14 dans celles-ci. De meme les orifices II permettent la vidange complète de l'élément0 On notera enfin que l'ensemble de la structure de 'élément 1, tôles de paroi et raidisseurs est calculé à la fois comme un caisson devant résister à la pression interne lorsqu'il est rempli d'eau, et comme une poutre devant résister à la flexion lorsque, remplie d'eau, elle repose sur deux appuis simples dans l'axe des tubes 20 Enfin, les tubes 2 euxmeAmes ont une épaisseur suffisante pour pouvoir directement supporter la charge d'un ou deux éléments identiques remplis d'eau reposant directement sur le tube. aux figures On se référera maintenant/3 et 4 qui représentent une charge à suspendre constituée de quatre éléments modulaires0 La charge est en fait constituée par la juxtaposition de deux groupes d'éléments superposés0 Ainsi 12 élément inférieur 21 repose sur la partie inférieure 25 d'une tige de suspension 26 par l'intermédiaire d'une pièce de centrage 270 ta pièce 27, partiellement engagée dans le tube 2, comporte une collerette annulaire de largeur égale à l'épaisseur du tube 2 si bien que les efforts de réaction de la tige 26, transmis par la pièce 27, ne sont appliqués qu'au tube 2 sans concerner la tôle de paroi inférieure du caisson 21. le caisson supérieur 20 est lui-m8me traversé par la tige 26 avec interposition des pièces de centrage 28, 29 et 30. Les pièces 28 et 29 servent à transmettre le poids du caisson 20 sur le caisson 21 uniquement par l'interm6- diaire des tubes verticaux, et sans faire intervenir les tôles de paroi.A leur autre extrémité les éléments 20 et 21 sont suspendus de la même façon à une autre tige de suspension 26 visible sur la figure 30 De même 11 empilage des deux éléments 22 et 23 est soutenu par sa partie inférieure par deux tiges de suspension 310 les quatre tiges de suspension 26 et 31 sont engagées dans des lumières aux extrémités d'un palonnier 32 et retenues par les écrous 330 le palonnier 32 est suspendu à la structure à éprouver par l'élinguage 35 entourant la broche 36. On verra sur les figures 7, 8 et 97 diverses possibilités d'utilisation d'un palonnier 32, selon l'importance de la charge à constituer0 le palonnier 32 comporte trois lumières à chaque extrémité, et en utilisant la lumière centrale, comme représenté figure 7, on peut soulever un seul élément ou un seul empilage d'élément s Selon la figure 8, qui correspond exactement à la position représentée également aux figures 3 et 4,et 6, on soulève à la fois deux empilages d'éléments modulaires suspendus chacun aux lumières es- trèmes du palonnier 32.On peut enfin comme représenté figure 9, soulever simultanément quatre empilages d'éléments modulaires, les empilages étant d1 abord groupés deux à deux par deux palonniers 32 qui deviennent alors des palonniers secondaires pour un palonnier principal 38 engagé simultanément sous les deux palonniers 32, et portant la broche 39 par laquelle l'ensemble sera soulevé le palonnier 38 a été représenté en traits mixtes sur la figure 3. En se rAférant à la figure 6 on verra qu'on peut aussi utiliser, à la place de capacités parallèlépipédiques, des citernes à axe horizontal et de section circulaire (comme sur la figure) on elliptique par exemple-. De telles citernes 50-51-52-53 peuvent être constituées comme les citernes usuelles de transport routier ou ferroviaire de liquides, mais comportent également, comme pour les capacités des figures 1 à 5 deux tubes verticaux 2 traversant la citerne et soudés à ses parois. On se réfèrera enfin à la figure 5 oui illustre une variante d'utilisation des éléments modulaires pour des essais de charge d'une surface, une dalle par exemple. De la même façon que pour la charge suspendue des figures 3 et 4, la charge globale est constituée par la juxtaposition de deux empilages d'éléments modulaires. L'élément supérieur 40 d'un empilage repose sur l'élément 41 uniquement par les pièces de centrage 28 et 29, c'est-à-dire que le poids de l'élément supérieur est transmis uniquement au tube 2 de 11 élément inférieur. De la même façon le poids de l'ensemble est transmis à une semelle 45 uniquement par l'internédiaire du tube 2, et sans faire intervenir les tôles inférieures de l'élément 41.Ici la tige 46 qui traverse l'ensemble des éléments 40 et 41 sert à la fois à faciliter la mise en alignement des deux caissons superposés 4G et 41 et à éviter le basculement de l'empilage si celui-ci pre- sentait ouelques défauts d'alignement. L'empilement des éléments 42 et 43 repose de la meme façon sur la semelle 47.On pourrait évidemment imaginer oue les semelles 45 et 47 reposent à leur tour sur une semelle de répartitionc On voit qu'en utilisant les éléments ainsi réalisés selon l'invention, on peut composer une charge d'épreuve très importante sans mettre en oeuvre des moyens de manutention exceptionnels. les éléments vides sont en effet de faible poids et peuvent être amenés à pied d'oeuvre au moyen de remorques de type usuel, couramment utilisées maintenant par de nombreuses entreprises de transport utilisant des containers. L'empilage des éléments vides ne nécessite non plus que des moyens de levage usuels puisque les éléments sont munis en permanence des pièces de coin spécialement destinées à servir de point d'accrochage ; les éléments ne sont d'ailleurs manipulés que lorsqu'vils sont vides.Il en est de même pour les capacités en forme de citernes Une fois que les empilages sont fixés au palonnier de répartition, on peut soulever l'ensemble vide, puis le charger -pro- gressivement par remplissage d'eau de tous les éléments. On dispose toujours sur place de moyens d'alimentation en eau suffisants pour remplir les éléments sans avoir à faire d'installations spéciales. Arèsi"épreuve les caissons sont vidés, et l'eau qui constituait la plus grande partie de la charge pourra facilement titre évacuée. Il ne restera à évacuer en fin d'essai que les éléments vides, toujours avec les mêmes facilités. les éléments vides pourront facilement être stockés en vue-d'une nouvelle utilisation, même en un lieu relativement éloigné. -Bien entendu, l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également ceux qui n: en différeraient que par des détails, par des variantes d'exécution, ou par l'utilisation de moyens équivalents* Ainsi, les normes internationales pour les containers de trans- port prévoient aussi bien des containers longs dont la forme est rappelée par 11 exemple décrit ci-dessus, que des containers plus courts; on pourra donc aussi constituer des éléments courts qui pourront alors n'avoir qu'un seul tube vertical traversant, ce tube étant alors dans 1' axe de symétrie verticale de l'élément. On pourrait éga liement prévoir que chaque élément soit muni divan groupe motopompe autonome fixé à demeure sur l'élément, ou encore un groupe motopompe utilisable successivement sur plusieurs éléments, chaque élément étant muni en permanence de plateformes destinées à recevoir le groupe avec le minimum d'opérations de mise en place. On pourrait enfin utiliser des capacités étanches de formes et de volumes divers dans la mesure où elles pourraient être transportées et manutentionnées par des moyens usuels ; quelques soient les formes des capacités elles devront toujours comporter au moins un tube vertical pour le passage des tiges de suspension ou d'alignement sur les semelles d' ppui, et leur structure devra être déterminée de façon à supporter la charge de la capacité remplie d'eau lorsque celle-ci ne prend appui que sur les tubes verticaux. REVENDICATIONS 1 - Elément modulaire pour la constitution de charges d'épreuve de résistance d'une structure, caractérisé par le fait qutil est constitué par une capacité étanche, munie de dispositifs de préhension et de levage, munie d'au moins un orifice de remplissage d'eau et d'au moins un orifice de vidange, et comportant au moins un tube vertical traversant toute la capacité, soudé de façon étanche aux parois inférieure et supérieure, et par le fait que les parois et la structure interne sont déterminées de façon à supporter la charge de la capacité remplie d'eau lorsque celle-ci ne prend appui que sur les tubes verticaux, les tubes verticaux étant euxmêmes déterminés de façon à supporter, en charge verticale, le poids de plusieurs éléments remplis d'eau0 20- élément modulaire selon revendication 1, caractérisé par le fait que la capacité étanche est de forme parallèlépipédique, de dimensions extérieures conformes aux normes internationales des containers de transport et munie de dispositifs de préhension et de conformes. levage/à ces mimes normes* 30 élément modulaire selon revendication 1, caractérisé par le fait que la capacité étanche est en forme de citerne à axe horizontal et à section arrondie. 40- Charge à suspendre pour épreuve de résistance d'une structure, utilisant des éléments modulaires selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par au moins un élément rempli d'eau et soutenu par des tiges de suspension reliées à la structure à éprouver par des pièces de liaison et d'accrochage, et engagées chacune dans chacun des tubes verticaux des éléments, les éléments prenant appui sur la partie inférieure des tiges de suspension uniouement par la partie inférieure des tubes verticaux. 50- rtIIarge à suspendre selon revendication 4, caractérisée par le fait que les tiges de suspension passent à travers des pièces de centrage engagées partiellement aux extrémités de chaque tube vertical. 60- Charge à suspendre selon la revendication 5, caractérisée par le fait que chaque tige de suspension supporte un empilage de plusieurs éléments remplis d'eau, chaque élément reposant sur l'élément inférieur ou sur les parties inférieures des tiges de suspension par l'intermédiaire des pièces de centrage* 70- Charge d'appui pour épreuve de résistance d'une structure utilisant des éléments modulaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par au moins un élément rempli d'eau et reposant sur la structure uniquement par l'intermédiaire de la partie inférieure des tubes verticaux0 8 - Charge d'appui selon revendication 7, caractérisée par le fait que l'appui des tubes verticaux sur la structure est réalisé au moyen de semelles comportant au moins un élément de centrage partiellement engagé dans la partie inférieure des tubes verticaux0 90- Charge d'appui selon revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par un empilage de plusieurs éléments remplis d1eau, chaque élément reposant sur ltélément inférieure par l'intermédiaire de pièces de centrage engagées partiellement aux extrémités de chaque tube vertical0 10 - Procédé de constitution de charges d'épreuves en utilisant des éléments modulaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que a) par des moyens usuels de manutention, on amène sur le lieu d'essai le nombre voulu d'éléments vides, et on constitue les empilages nécessaires avec semelles d'appui ou tiges de suspension suivant la nature de l'essai à réaliser, b) on remplit ensuite les éléments d'eau