Brevet FR2507283A1 — publié le 19821210

La présente invention concerne une structure de montage pour échelles, des guides de câbles et analo- gues qui sont montés sur la paroi intérieure d'un pylône tel que celui utilisé dans une grande turbine éolienne. Les grandes turbines éoliennes de conception moderne sont le plus souvent supportées par de grands pylônes ( 60 à 90 mètres) qui sont capables de fléchir lorsqu'ils subissent l'action d'un vent soufflant en ra- fales Ces pylônes doivent être équipés d'échelles pour que le personnel de service au sol puisse avoir accès à la turbine éolienne, ainsi que de guides ou de plateaux pour câbles qui maintiennent l'alignement des lignes de transmission d'énergie électrique s'étendant le long du pylône Pour permettre cette flexion du pylône, les échelles et les plateaux à câbles sont segmentaires, cha- que segment ayant une longueur d'environ 6 mètres et pou- vant se déplacer par rapport aux autres segments, de fa- çon à ne pas déformer le pylône ou opposer une quelconque résistance à la flexion de ce dernier. Dans l'état actuel de la conception technique des pylônes, la pratique adoptée consiste à monter ces segments de plateaux à câbles ou d'échelles sur des orga- nes supports tels que des poutrelles en I ou analogues, qui sont eux-mêmes supportés par les parois du pylône. Bien que ces poutrelles structurales possèdent une résis- tance satisfaisante à la traction, à la compression et à la flexion, elles ont une résistance relativement faible à la torsion axiale Afin d'empêcher une défaillence de ces poutrelles, par exemple, une déformation plastique ou analogues, la présente invention fournit un moyen permet- tant de monter des dispositifs segmentaires tels que les échelles et les plateaux à câbles précités sur ces pou- trelles structurales en imposant un effort de torsion mi- nimum à ces dernières. En conséquence, un objet principal de la pré- sente invention est de fournir une structure à faible torsion pour le montage de dispositifs tels que des échel- les et analogues, sur des constructions telles que des py- lônes ou des bâtiments. Un autre objet de la présente invention est de fournir une structure appropriée pour le montage d'un dispositif de conception segmentaire. Suivant la présente invention, un dispositif segmentaire tel qu'une échelle, ou encore un plateau ou un guide pour câbles, est assemblé à un pylône ou une au- tre construction verticale en étant monté sur plusieurs organes supports espacés tels que des poutrelles en I ou analogues, chaque segment étant monté sur une paire d'or- ganes supports, de telle sorte que chacun de ceux-ci ser- ve d'élément de montage pour les extrémités adjacentes de deux segments adjacents Les organes supports sont solli- cités par les segments proches de ou passant par les cen- tres de cisaillement des poutrelles, de façon à réduire au minimum l'effort de torsion des organes Dans la forme de réalisation préférée, les segments s'étendent en porte à faux à partir des organes supports, si bien qu'une ex- trémité de chaque segment est montée sur une équerre pro- che du centre de cisaillement d'un organe support, tandis que la seconde extrémité du segment est montée sur un or- gane support adjacent qui n'oppose qu'une seule contrain- te dimensionnelle au segment, la force de réaction exer- cée sur l'organe support adjacent étant en alignement avec le centre de cisaillement de ce dernier. Dans les dessins annexés: la figure 1 est une vue partielle en perspective de la structure de montage à faible torsion de la présen- te invention, utilisée avec une échelle segmentaire, une partie de cette structure étant élaguée afin d'illustrer des détails de construction; la figure 2 est une vue latérale de la structure illustrée en figure 1; la figure 3 est une vue latérale d'une autre forme de réalisation de la présente invention, dans la- quelle la structure de montage à faible torsion de cette dernière est utilisée avec un guide de câble segmentaire; la figure 4 est une vue en élévation de face, prise suivant la ligne 4-4 de la figure 3, avec des par- ties élaguées pour illustrer des détails de construction; et la figure 5 est une vue par le dessous du dispositif illustré en figure 4, cette vue étant prise suivant la ligne 5-5 de cette dernière. En se référant à la figure 1, la structure de la présente invention est indiquée d'une manière générale en 10 et, comme le montre le dessin, elle est utilisée dans le montage d'une échelle segmentaire comprenant plu- sieurs segments 15 constitués chacun de deux montants 20 entre lesquels sont fixés, de n'importe quelle manière appropriée, des échelons espacés 25. La structure de montage elle-même comprend plu- sieurs organes supports espacés tels que des poutrelles horizontales espacées verticalement 30 qui, dans la pré- sente forme de réalisation, ont chacune une configuration classique en I avec une âme centrale et des ailes perpen- diculaires formées dans les cotés de cette dernière Les poutrelles sont fixées à et supportées par le pylône, le bâtiment ou un autre type de construction sur lequel l'échelle doit être montée de n'importe quelle manière appropriée, par exemple, au moyen d'un certain nombre de poutrelles verticales (non représentées). Chacun des segments de l'échelle est fixé à une paire de poutrelles adjacentes, de telle sorte que cha- que poutrelle serve d'élément de montage pour les extré- mités adjacentes de deux segments d'échelle adjacents. L'extrémité supérieure de chaque segment d'échelle est assemblée à -des équerres 40 fixées à l'âme de la poutrel- le correspondante par soudage, rivetage, boulonnage ou analogues L'assemblage entre le segment d'échelle supé- rieur et l'équerre 40 est réalisé au moyen d'entretoi- ses 45 comprenant chacune deux-organes allongés 50 et 55 fixés au segment d'échelle à des endroits espacés, ainsi qu'à l'équerre 40 en un seul point de cette dernière. Il est à noter que les asemblages entre la première en- tretoise 45 et les poutrelles 30 sont réalisés à proxi- mité du centre-de cisaillement de la poutrelle, en l'oc- currence, le long de l'axe longitudinal central de cette dernière Bien que, dans la forme de réalisation illus- trée, la première entretoise 45 soit constituée de deux organes ayant la configuration d'une console boulonnée, il est entendu que l'on peut utiliser avec une utilité égale une entretoise équivalente tellequ'un organe unique soudé aux montants de l'échelle. La seconde extrémité ou extrémité inférieure de chaque segment d'échelle est pourvue d'une seconde entre- toise 60 constituée d'un seul organe allonge fixé à l'ex- trémité de l'échelle, par exemple, par soudage, et bou- lonné ou riveté, en 63, à une deuxième équerre-de monta- ge 65 qui est fixée à l'aile de la poutrelle la plus pro- che des segments de l'échelle, par n'importe-quel moyen approprié, par exemple, par soudage, brasage, boulonnage ou analogues Comme le montrent plus clairement les il- lustrations de la poutrelle inférieure extrême des figu- res 1 et 2, dans la deuxième équerre de montage 65, est pratiquée une rainure verticale 68 qui coîncide avec une ouverture alignée horizontalement pratiquée"dans l'entre- toise 60, cette rainure et cette ouverture recevant le boulon ou le rivet b 3, de telle sorte que la poutrelle maintienne seule l'extrémité inférieure du segment hori- -zontalement en n'opposant aucune résistance à la charge verticale imposée parle segment d'échelle. La charge imposée aux poutrelles supports est illustrée schématiquement en figure 2 Pour chacune des poutrelles 30, la charge comprend une composante de for- ce verticale FV appliquée à la poutrelle à la première 1 1, 1 1 équerre de montage 40, une composante de force horizon- tale Fil appliquée à la poutrelle au même endroit, ainsi qu'une force horizontale égale et opposée FH appliquée à l'aile de la poutrelle via l'équerre 65 Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, bien que les poutrelles struc- turales telles que celles indiquées en 30 présentent une grande résistance à la traction, à la compression et à la flexion, elles ont une résistance relativement faible à la torsion autour de leur centre de cisaillement Tou- tefois, grâce à la présente invention, l'effort de tor- sion s'exerçant autour du centre de cisaillement est ré- duit au minimum Comme le montre la figure 2, en consi- dérant tout d'abord les forces appliquées à l'équerre 40, on constate que la composante verticale FV agit via le centre de cisaillement de la poutrelle et, dès lors, ne contribue en rien à l'effort de torsion appliqué à cette dernière De la même manière, la composante horizonta- le FH partant de l'extrémité inférieure d'un segment d'échelle fixé agit également via le centre de cisaille- ment de la poutrelle 30, si bien qu'elle ne contribue pas non plus à l'effort de torsion de cette dernière En conséquence, on constate que l'effort de torsion de la poutrelle résulte uniquement de la composante horizonta- le agissant à l'équerre 40 Une analyse sur corps libre de la structure illustrée montre que FH est égal au poids de l'échelle multiplié par X, soit la distance séparant le segment d'échelle de l'équerre 40, divisé par la lon- gueur de chaque segment Spécifiquement, la dimension X sera de l'ordre de 457 mm, tandis que la longueur de cha- que segment est de l'ordre de 6 mètres En conséquence, on constate que FH est une petite fraction du poids de chaque segment On constatera également que cette compo- sante de force horizontale relativement faible est appli- quée très près du centre de cisaillement de la poutrelle 30 (à une distance d'environ 101 mm de ce centre) Dès lors, la charge imposée à la poutrelle 30 est le produit d'une force relativement faible appliquée à la poutrelle à une distance relativement insignifiante du centre de cisaillement de cette dernière, si bien que l'effort de torsion des poutrelles est réduit au minimum. On se référera à présent aux figures 3, 4 et 5 qui illustrent une autre forme de réalisation de la pré- sente invention dans laquelle la structure de montage à faible torsion de cette dernière est utilisée dans le montage, sur le pylône, de deux plateaux ou guides à con- figuration en U pour câbles Les plateaux à câbles sont segmentaires, une première entretoise 85 étant fixée à chaque segment 80 par soudage ou un moyen équivalent. L'entretoise 85 est assemblée à une première équerre de montage 90 fixée à l'âme despoutrelles supports 30, par exemple, par rivetage, soudage ou boulonnage. A l'aile de la poutrelle 30 la plus proche des plateaux à câbles, est fixé, par exemple, par soudage, un support 95 comportant des ouvertures 100 en aligne- ment horizontal avec les centres de rainures verticales 105 pratiquées dans le segment de plateau à câble 80. L'ouverture 100 et la rainure 105 reçoivent une broche ou un boulon 110, de telle sorte que le plateau à câble soit retenu à son extrémité inférieure par la poutrelle 30 uniquement dans une direction horizontale, la rainure ménagée dans le plateau à câble n'opposant aucune résis- tance à la charge verticale. On comprendra aisément que la charge imposée aux poutrelles 30 dans la forme de réalisation de la fi- gure 3 est pratiquement la même que celle illustrée en fi- gure 2 Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, en rai- son de l'assemblage à rainures entre le support 95 et le segment de plateau à câble 80, seule la charge horizonta- le engendrée au départ de la partie inférieure du plateau à câble est appliquée à la poutrelle 30 Cette charge est appliquée via le centre de cisaillement de la pou- trelle et, par conséquent, elle ne contribue en rien à l'effort de torsion De la même manière, la charge ver- ticale imposée à la poutrelle au départ de l'assemblage entre l'équerre 90 et l'extrémité supérieure du plateau à câble est également appliquée via le centre le cisail- S lement de la poutrelle, si bien qu'elle ne contribue en rien à l'effort de torsion de cette dernière Dès lors, on constate que, tout comme dans la première forme de réalisation, l'unique charge contribuant à l'effort de torsion est la charge horizontale agissant sur la pou- trelle via l'équerre 90 Ainsi qu'on l'a démontré ci- dessus à propos de la première forme de réalisation, cet- te charge est simplement une petite-fraction du poids total de l'assemblage de plateau à câble et elle n'agit qu'à une légère distance du centre de cisaillement de la poutrelle, si bien qu'elle contribue dans une mesure négligeable à l'effort de torsion de cette dernière. REVENDICATIONS 1 Structure à faible torsion pour le montage, sur une construction, des différents segments d'un dis- positif segmentaire, caractérisée en ce qu'elle com- prend: ta) plusieurs organes supports espacés; (b) une première extrémité de chacun des segments précités étant assemblée à un organe support correspon- dant à proximité du centre de cisaillement de ce dernier, de telle sorte que cette extrémité soit retenue horizon- talement et verticalement par l'organe support correspon- dant, la charge verticale imposée à ce dernier en raison du poids du segment étant appliquée à cet organe support correspondant via le centre de cisaillement de celui- ci; et 1 S (c) une seconde extrémité de chacun des segments étant assemblée à un organe support adjacent, de telle sorte que cette extrémité soit retenue uniquement hori- zontalement par cet organe support adjacent, la charge horizontale imposée à ce dernier en raison du poids du segment étant appliquée à cet organe support adjacent au centre de cisaillement de celui-ci. 2 Structure de montage à faible torsion sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que-la se- conde extrémité de chaque segment et la première extré- mité du segment qui est adjacent à celui-ci, sont assem- blées à un organe support commun. 3 Structure de montage à faible torsion sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que les or- ganes supports sont constitués de poutrelles structura- les. 4 Structure de montage à faible torsion sui- vant la revendication 3, caractérisée en ce que chacune des poutrelles comprend, à sa partie médiane, une premiè- re équerre de montage, tandis qu'une première entretoise est fixée à la première extrémité de chacun des segments, cette entretoise étant assemblée à cette première équerre de montage. Structure de montage à faible torsion sui- vant la revendication 4, caractérisée en ce que chacune des poutrelles comprend une seconde équerre de montage, tandis qu'une seconde entretoise est fixée à la seconde extrémité de chacun des segments, un des éléments que constituent cette seconde entretoise et cette seconde équerre de montage,comportant une rainure s'étendant ver- ticalement, tandis que l'autre élément comporte une ouver- ture en alignement horizontal avec cette rainure, cette ouverture et cette rainure étant destinées à recevoir un support conçu pour assembler la seconde entretoise à la seconde équerre de montage. 6 Structure de montage à faible torsion sui- vant la revendication 4, caractérisée en ce que chacun des segments est constitué d'une section d'échelle com- prenant deux montants espacés entre lesquels sont fixés plusieurs échelons, la première entretoise comprenant un premier et un second organe allongés fixés, par une première extrémité, aux montants précités en plusieurs en- droits espacés le long de ces derniers et, par une secon- de extrémité, à la première équerre de montage, en un seul endroit de cette dernière. 7 Structure de montage à faible torsion sui- vant la revendication 4, caractérisée en ce que chacune des poutrelles comprend, à sa partie qui est adjacente aux segments, une aile à laquelle est fixé un support de mon- tage, un des éléments que constituent ce support de mon- tage et un segment adjacent, comportant une rainure s'étendant verticalement, tandis que l'autre élément com- porte une ouverture en alignement horizontal avec cette rainure, cette ouverture et cette rainure étant destinées à recevoir un support conçu pour assembler la seconde ex- trémité du segment à la poutrelle. o 10 8 Structure de montage à faible torsion sui- vant la revendication 7, caractérisée en ce que chacun des segments est constitué d'un organe allongé en U.