Brevet FR2422580A1 — publié le 19791109

La présente invention concerne un engin de manutention, notamment pour la construction d'une tour de grande hauteur, ainsi que le procédé pour la mise en oeuvre de cet engin de manutention. L'invention concerne en partioulier la construction des tours de réfrigération, qui sont connues sous le nom de "réfrigérants", et qui sont utilisées notamment dans les centrales thermiques, et dans l'industrie nucléaire. Ces tours atteignent des hauteurs de plus de 200 mètres et oeft, à leur base, un diamètre supérieur à 100 mètres. Elles sot construi- tes en béton armé et, pour hisser ie béton frais, les coffrages et les armatures métalliques on utilise communément plusieurs Grues installées dans l'enceinte intérienre de la tour. On a observé les inconvénients suivants lors de la construction de ces tours Les grues utilisables sont forcément gigantesques, puisqu'elles doivent dépasser en hauteur les tours finies. - Compte tenu de la taille de ces grues, le temps nécessaire à leur démontage est très long. Le teLs de démontage peut atteindre 2 -, 3 mois du fait des intempéries qui retardent souvent le travail. - De nouvelles normes de sécurité limitent les possibilités de mon- tage de grues les unes à côté des autres. La présente invention a pour but de réaliser un engin de manutention permettant d'éviter les inconvénients précités, et permettant en outre de réduire le prix de revient du matériel. Un engin de manutention suivant l'invention, pour la construction d1une tour comprenant une coque sensiblement cylindrique de faible épaisseur, est caractérisé en ce qu'il comprend - une poutre sensiblement horizontale maintenue au-dessus du niveau supérieur de la tour e cours de construction - deux poteaux d'ancrage sensiblement verticaux supportant chacun 'une des deux extrémités de la poutre, et s'étendant contre la face e::- terne de 7 coque ; - un chariot monté pour se déplacer le long de la poutre - une potence montée pour pivoter autour d'un axe vertical sur le chariot ; - des moyens de levage portés par cette potence. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, chaque poteau est ancré sur la coque. Suivant une variante de l'invention, chaque poteau est ancre sur l'un des éléments de coffrage servant à la constructIon de la tour. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, chaque poteau comporte, à sa partie inférieure, un dispositif d'ancrage, le corps de poteau étant relié à ce dispositif d'ancrage par l'intersédia-- re - d'un pivot d'articulation sensiblement horizontal et perpendicu- laire è un rayon imaginaire issu du centre de la tour - d'au moins un bras de longueur réglable situé à distance dudit pi- vot, les varIations de longueur des bras permettant de régler la verticalité du poteau. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, l'un des poteaux est lié à la poutre par l'intermédiaire d'un pivot d'articu- lation sensiblement rert-cal, l'autre poteau étant lié X ladite poutre par l'intermédiaire de moyens de liaison permettant d'une part un pivote- ment relatif autour d'un axe sensiblement vertical, et d'autre part un coulissement dudit poteau le long de la poutre. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la potence comporte une membrure sensiblement horizontale composée d'une flè- ehe dont l'extrémité libre porte une poulie sur laquelle passe un câble solidaire de moyens d'accrochage des charges, et d'une contre-flèche sur l'extrémité libre de laquelle est installé un treuil à moteur, le câble étant enroulé sur le tambour du treuil, la flèche et la contre-flèche étant situées de part et d'autre de l'axe de pivotement vertical de la potence, et l'ensemble étant prévu de façon que les poids de la flèche et de la contre-flèche soient sensiblement équilibrés pour une valeur moyenne de la charge accrochée au câble. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la mem- brure verticale de la potence est extrêmement courte, la flèche et la con tre-flèche étant situées immédiatement au-dessus du niveau ce la poutre. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, l'ensenble est prévu de façon que, en service, la flèche soit tournée vers l'intérieur de la tour tandis que la contre-flèche est tournée vers l'extérieur de la tour. Un procédé pour la mise en oeuvre de l'engin de manutention sul- vant l'invention est caractérisé en ce qu'on construit une tour en jurtaposant plusieurs engins de manutentions de ce type le long du bord su@é- rieur de la tour en cours de construction, de façon que les zones d'action desdits engins soient adjacentes les unes aux autres, les empl@se- ments d'ancrage des poteaux étant progressivement rehaussés au for et è Mesure de la construction, mais restant toujours @ une certaine @ist@nce du bord supérieur fraichement construit sur lequel ledit en@in de manttention n1 exerce aucun appui. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la tour est construite en béton armé, et les poteaux sont toujours ancrés en des emplacements où le béton a été coulé depuis au moins trois jours. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. - Figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'une tour que l'on construit à l'aide de plusieurs engins de manutention suivant l'invention. - Figure 2 est une vue en perspective de l'un de ces engins de manutention. - Figure 3 est une vue de face dudit engin de manutention monté sur la tour. - Figure 4 est une section IV-IV (fiC 3). - Figure 5 est une vue de dessus dudit engin de manutention monté sur la tour. - Figure 6 est une vue de dessus du même engin de manutention mont sur la tour, à un autre stade de construction de cette tour. L'engin de manutention suivant l'invention est destiné à être utilisé pour construire des tours de réfrigération, dites "réfrigérants" du tyne de celle ou a été représentée sur la figure f. Ces tours peuvent conporter des caractéristiques telles que - Hauteur 1 : environ 210 mètres. - Diamètre à la rase 2 : environ 130 mètres. - Epaisseur 3 de la coque cylindrique externe en béton armé : en moyenne 40 centimètres (fig 4). Habituellement, on installait à l'intérieur de la tour deux ou treis grues télescopiques reposant directement sur le sol, ces grues gi gante sues étant surélevées au fur et à mesure de la progression des travaux de constrution. Ici, ces grues gigantesques ont été remplacées par une série d'engins de manutention 4 suivant l'invention semblables à celui qui est représenté sur la figure 2. Chaque engin de manutention 4 comprend principalement : - une poutre sensiblement horizontale 5 ; - deux poteaux d'ancrage sensiblement verticaux 6 et 6a ; - un chariot 7 ; - une potence 8 portant des moyens de levage. Chaque poteau comporte d'une part un corps et d'autre part un dis- positif d'ancrage inférieur 9 reliés par l'intermédiaire d'un pivot d'artioulation 10 sensiblement horizontal , et d'un ou deux bras de longueur réglable 11. En service, les bras 11, qui s'étendent à distance du pivot 10, sont situés vers l'intérieur de la tour, le pivot 10 étant situé vers l'extérieur et étant sensiblement perpendiculaire à un rayon imaginaire 12 issu du centre de la tour.Chaque dispositif d'ancrage 9 est ancré soit dIrectement sur la coque, soit sur un élément de coffrage, contre la face externe de la coque. L'une des extrémités de la poutre 5 est articulée sur le sommet du poteau 6 par l'intermédiaire d'un pivot verti- cal 13. Le moyen de liaisen par l'intermédiaire duquel l'autre extrémité de la poutre est montée sur le sommet du poteau 6a permet d'une part un pivotement relatif autour d'un axe vertical 14 et d'autre part un coulissement du poteau 6a sous la poutre 5 suivant la la double flèche 15. Le chariot 7 est monté pour se déplacer le long de lapoutre, sui- vant la double fièche 16, grâce à des noyens à moteur. La potence 8, qui est montée pour pivoter autour d'un axe vertical 17 du chariot 7, comporte de part et d'autre de et axe 17 une flèche 48 et une contre-flèche 19 sensiblement horizontales et situées dans le prolongement l'une de l'autre.La potence 8 ne comporte pratiquement aucune membrure verticale audessous de 1 flèche 1:, ta flèche 18 et la contre-flèche 19 sont sttuées immédiatement au-dessus du niveau de la pontre 5, tout en restant suffisamment éloignées de cette poutre 5 pour permettre une rotation complète de 360 de la potence 8 autour de l'are 17, ou pour permettre l'utilisation d'une flèche inclinée. La potence 8 est munie d'un câble de bevage 20 dont l'extrémité libre est solidaire d'un erochet 21, ou de tout autre moyen d'acorochage d'une charge. Le câble 20 passe zur une poulie montée à l'extrémité libre de la flèche 18,et s'enroule sur le tambour d'un treuil moteur 22 m--enté à l'extrémité libre de la contre-flèche 19. L'ensemble est prévu de façon que les poids de la flèche et de la contre-flèche soIent sensiblement équilirés pour une valeur moyenne de la charge accrochée au câble 20. En fait, le poids du treuil à moteur 22 équilibre le poids de la charge moyenne. L'engin de manutention est de préférence commandé à distance par un opérateur qui se tient par exemple sur un échafaudage, ou sur un plan cLer de coffrage coulissant. Le fonctionnement est le suivant : En service, la flèche 18 reste tournée du côté de l'intérieur de la tour, tandis que la contre-flèche 19 est tournée vers l'extérieur. Les zones d'action 23 respeotives des différents engins de manutention 4 juxtaposés le long du bord supérieur de la tour en cours de construction sont adjacentes les unes aux autres (fig 5). Au fur et à mesure de la construo tion de la tour, on rehausse les emplacements d'ancrage des dispositifs d'ancrage 9, ceux-ci restant toujours à une certaine distance du bord supérieur fraichement construit sur lequel l'engin de manutention n'eserce aucun appui.Ainsi, à supposer que la vitesse de construction de la tour en béton armé soit d'environ 2 mètres par jour en hauteur, 7es poteaux peuvent être suffisamment longs pour que leurs emplacements d'ancrage soient toujours situés dans une zone où le béton a été coulé depuis au moins trois jours. On notera que les charges à manipuler restent relativement légères, en n'excddant pas 1,5 tonnes à 2 tonnes s il s'agit de bennes à béton et de fers d'armature. Vue du dessus, la poutre 5 reste toujours sensiblement tangente à la circonférence formée par le bord supérieur de la coque en construc- tion. Pour compenser les différences d'écarts des deux poteaux 6 et 6a, on joue sur le moyen de liaison prévu entre le poteau Ga et la poutre 5. pour compenser les variations de pente des génératrices définissant la surface externe de la coque, et maintenir verticaux les poteaux 6 et Ga, on fait varier la longueur des bras 11. La figure 6 montre le même engin de manutention que sur la figure 3, ancré à un endroit où la coque pré- sente un diamètre pins faible. L'engin de manutention suivant l'invention présente notamment les avantages suivants - On sait que le béton frais supporte particulièrement mal les con traintes de flexion, et cela est encore plus net lorsqu'il s1agit, comme ici, d'une coque mince. Le dispositif n'exerce pratiquement aucun effort de flexion sur la coque, car la flèche 18 est courte et est bien équil4- brée par la contre-flèche 19. La verticalité des poteaux 6 et Ga supportant la poutre 5 ne favorise pas l'apparition de contraintes de flexion au niveau des emplacements d'anorage. - Lorsque la coque constituant la tour est terminée, le démontage des engins de manutention est facile et rapide. Il s'effectue de préféren- ce par l'extérieur de la tour. Si les poteaux sont ancrés sur le coffrage, on peut les descendre en même temps que ce coffrage. - Chaque engin de manutention fonctionne de façon autonome, indé pendamment des autres. Il n'y a pas de risques d'interférence entre les divers engins d'une même section, ce qui assure une sécurité maximum. - Chaque engin de manutention constitue un appareIl léger et peu cofteux, dont le poids et le prix restent indépendants de la hauteur de la tour à construire. L'invention est applicable à la construction de divers tTes de tours de grande hauteur, celles-ci n'étant pas obligatoirement cylindriques. REVENDICATIONS 1. Engin de manutention pour la construciton d'une tour constituée par une coque de faible épaisseur, et comprenant - une poutre sensiblement horizontale ; - deux poteaux d'ancrage sensiblement verticaux supportant chacun l'une des extrémité de la poutre, et s'étendant à l'extérieur de la coque; - des moyens d'ancrage solidaires des extrémités inférieures des poteaux et situés au-dessous du niveau supérieur de la tour ; - une potence pivotant autour d'un axe vertical ; - des moyens de levage portes par cette potence ; et caractérisé en ce que la poutre sensiblement horizontale est maintenue au-dessus du niveau supérieur de la tour en cours de construction, tandis que la potence est maintenue uniquement par un chariot monté pour se déplacer le long de la poutre. 2, Engin de manutention suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les poteaux sont ancrés sur la coque. 3. Engin de manutention suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les poteaux sont anerés sur des éléments de coffrage servant pour couler le béton lors de la construction de la tour. 4. Engin de manutention suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque poteau comprend un corps de poteau et un dispositif d'anerage inférieur reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire : - d'un pivot d'articulation sensiblement horizontal et perpendiculaire à un rayon imaginaire issu du centre de la tour ; - d'au moins un bras de longueur réglable situé à distance dudit pivot, les variations de longueur des bras permettent de régler la verticalité du poteau. 5. Engin de manutention suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des poteaux est lié à la poutre par l'intermédiaire d'un pivot d'articulation sensiblement vertical, l'autre poteau étant lié à ladite poutre par l'intermédiaire de moyens de liaison permettant d'une part un pivetement relatif dudit poteau et de la poutre et d'autre part un coulissement dudit poteau le long de la poutre. 6. Engin de manutention suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la potence comprend une fleche et une contre-flèche sensiblement situées dans le prolongement l'une de l'autre de part et d'autre ae l'axe vertical de pivotement de la potence, tandis qu'un câble dont l'extrémité libre porte des moyens d'accrochage des charges passe sur une poulie montée sur l'extrémité libre de la flèche et est enroulé sur le tambour d'un treuil à moteur placé sur l'extrémité libre de la contre-flèche, l'ensemble étant prévu de façon que les poids portés par la flèche et la contre-flèche soient sensiblement équilibrés pour une valeur moyenne de la charge accrochée an câble. 7. Engin de manutention suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la flèche et la contre-flèche se trouvent immédiatement au-dessus du niveau de la poutre, la hauteur de la membrure verticale de la potence au-dessous de la flèche étant pratiquement nulle ou juste suffisante pour permettre la rotation complète de 360 de la potence autour de son axe de pivotement vertical. 8. Procédé pour la mise en oeuvre de l'engin de manutention suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on construit une tour en juxtaposant cet engin de manutention à plusieurs au tres engins du même type le long du bord supérieur de la tour en constru tion, de façon que les zones d'activité desdits engins soient adjacentes les unes aux autres, en rehaussant progressivement les emplacements d'ancrage des poteaux an fur et à mesure de la construction, lesdits emplacements d'ancrage restant toujours à une certaine distance du bord supérieur fraîchement construit sur lequel les engins de manutention n'exer- cent aucun appui 9. Procédé suivant la revendication 81 caractérisé en ce quton rè gle toujours chaque engin de wanutention de façon que ses deux poteaux scient verticaux et que sa poutre soit sensiblement tangente, vue du dessus, à la circonférence formée par le bord supérieur de la coque en construction. 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que, la tour étant construite en béton armé, on ancre toujours les poteaux dans une zone où le béton a été coulé depuis au moins trois jours.