Brevet FR2803865A1 — publié le 20010720

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR STABILISER PAR DES ANCRAGES UN MAT CONSTRUIT PAR REHAUSSES SUCCESSIVES ET APPLICATIONS L'invention concerne la stabilisation par ancrages d'un mât vertical construit par rehausses successives. On désigne par le mot mât une construction verticale de section droite horizontale sensiblement constante dans la hauteur de la construction et dont la plus grande dimension horizontale est très inférieure à la dimension verticale de la construction. L'invention s'applique notamment à la stabilisation d'une grue, d'une antenne, d'une cheminée, d'un tablier de pont construit horizontalement. Elle sera expliquée ci-après en prenant comme exemple significatif celui de la stabilisation d'une grue à tour. Le mât de la grue est soumis principalement à des forces dues au vent, au couple de levage et au couple de torsion du à l'orientation de la flèche distributrice. Lorsque la grue est équilibrée et la vitesse du vent nulle, le mât n'est soumis qu'à une compression simple. Les forces les plus importantes sont générées par les vents de tempête. Les surfaces soumises au vent sont le mât d'une part et le système orientation - flèche, contre flèche, cage de télescopage situé à l'extrémité supérieure du mât. Compte tenu des forces importantes en jeu, on comprend aisément que plus le bras de levier entre le dernier ancrage et la partie tournante sera faible moins le moment induit dans le mât sera important. Le mât ne doit pas être soumis à un couple plus important que celui pour lequel il a été dimensionné. De ce fait, il existe une hauteur limite par rapport au sol au-delà de laquelle la grue n'est plus auto-stable. II est donc nécessaire, dans la pratique, de stabiliser le mât de la grue par un ou plusieurs dispositifs d'ancrage appropriés dés lors que la hauteur du mât dépasse cette hauteur limite, qui est généralement de l'ordre de 60 m. II existe également une limite d'auto-stabilité de rehausse du mât au dessus du dernier ancrage réalisé, qui est généralement de l'ordre de 50 m il est donc nécessaire de prévoir des ancrages supplémentaires selon la hauteur du mât. Les impératifs de chantier tels que le survol d'une autre grue (interférence d'une flèche passant entre le bâtiment et une flèche située au dessus), la longueur des élingues et la hauteur des pièces à lever, la différence d'altitude entre le noyau central construit avant la structure périphérique avec un décalage de 3 à 4 niveaux, font que la hauteur sous crochet minimale nécessaire par rapport à la hauteur du bâtiment peut être de l'ordre de 30 m. Dans la solution d'ancrage classique, en partant de l'hypothèse d'une hauteur sous crochet minimale de 30 m et d'une hauteur auto-stable maximum de 50 m au dessus du dernier ancrage, on voit qu'il est nécessaire d'ancrer tous les 20 m. Un but de la présente invention est de stabiliser le mât avec un nombre d'ancrages réduit par rapport à celui nécessaire selon la solution classique. On y parvient selon la présente invention en munissant le mât d'une structure d'ancrage mobile reliée en continu par des liaisons situées à distance du mât et en déplaçant cette structure par translation verticale sur le mât au fur et à mesure de la construction du mât pour maintenir le mât éventuellement en coopération avec un ou plusieurs dispositifs d'ancrage fixes établis progressivement en tant que de besoin, en dessous du dispositif d'ancrage mobile, au fur et à mesure de l'élévation du dispositif d'ancrage mobile. L'ancrage coulissant pourra monter progressivement en suivant la construction, un ou plusieurs ancrages fixes n'étant nécessaires que lorsque la longueur du mât comprise entre le sol et l'ancrage coulissant sera trop grande eu égard aux forces de vent et contraintes de flambement auquel il est soumis. Dans des réalisations particulièrement avantageuses, l'invention présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - On déplace les points d'ancrage situés à distance par coulissement sur une structure maintenante, simultanément au déplacement de la structure d'ancrage mobile. - On déplace les ponts d'ancrage situés à distance à la structure d'ancrage mobile par des liaisons rigides et contreventées. - On utilise des points d'ancrage situés à distance qui sont fixes et on les relie à la structure d'ancrage mobile par des liaisons dont on fait varier la longueur pendant le déplacement de la structure d'ancrage mobile. - On utilise des liaisons constituées par des câbles dont on maintient la tension. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend une structure d'ancrage montée à coulisse sur le mât et reliée en continu par des liaisons à des points d'ancrage situés à distance du mât. Le dispositif d'ancrage est par exemple automoteur ou déplacé au moyen d'un treuil ou de la grue, notamment s'il y a lieu au moyen de la cage de télescopage de la grue. On décrira ci-après des exemples non limitatifs de mise en ceuvre de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel - Les figures 1 à 5 sont des schémas d'étapes successives de l'élévation du mât d'une grue à tour, respectivement suivant un procédé classique (étapes A, B, C, D, E) et selon un procédé conforme à l'invention (étapes A', B', C', D', E'). - La figure 6 est un schéma en élévation d'un mât de la grue dont le dispositif d'ancrage mobile sur le mât est relié à des points d'ancrage mobiles sur un bâtiment construit au moyen de la grue. - La figure 7 est une coupe horizontale du dispositif d'ancrage. - La figure 8 est un schéma d'ancrage du mât au moyen de haubans à des points d'ancrages fixes. - Les figures 9, 10 et 11 représentent un perfectionnement de mise en place en façade d'un immeuble neuf à structure métallique et béton à poteaux carrés ou ronds respectivement. On a représenté sur la figure 1 A une grue (F,M) utilisée pour construire un bâtiment (B) et dont le mât (M) a été relié au bâtiment par un ancrage fixe L1, par exemple à une hauteur de 30 m environ, suffisant pour maintenir le mât jusqu'à ce que la flèche de la grue ait atteinte une hauteur de 60 m environ. Conformément à l'invention, on remplace l'ancrage fixe L1 par un ancrage coulissant C, situé au même niveau. Sur la figure 2, le mât de la grue a été rehaussé de 20 m environ, ce qui dans le cas d'un procédé de stabilisation classique a nécessité la mise en place d'un deuxième ancrage L2 à 50 m de hauteur, alors que dans le procédé de l'invention on a fait coulisser l'ancrage mobile jusqu'à cette hauteur. Les figures 3 à 5 montrent les étapes suivantes de rehausse du mât de 20 m en 20 m jusque par exemple une hauteur de 180 m : dans le procédé classique, sept liaisons fixes L1 à L7 ont été nécessaires alors que selon le procédé de l'invention, on a fait coulisser progressivement l'ancrage mobile en se contentant de réaliser seulement deux ancrages fixes L'1 et L'2 respectivement à 60 m et à 120 m de hauteur. De plus dans le procédé de l'invention, la grue peut être télescopée jusqu'à 240 m sans qu'il ne soit nécessaire de rajouter des ancrages fixes, alors que la solution classique nécessite de rajouter trois ancrages fixes, soit dix ancrages fixes d'une part et trois de l'autre. Par l'expression ancrage on a désigné dans la description qui précède la totalité des ancrages relatifs à un niveau d'ancrage. Pour mettre en oeuvre l'invention, on utilise par exemple un dispositif qui comprend (figures 6 et 7) - Un cadre (1) qui entoure le mât (M) de la grue et qui peut coulisser sur le mât au moyen de galets (2) ou de patins maintenus par des membranes ajustables. - Les 4 membrures du mât peuvent être maintenues à l'aide de cravates démontées durant le hissage venant en vis à vis des membranes. Ce dispositif permet un blocage parfait dans le plan horizontal des 4 membrures du mât et ce quelque soit les défauts constructifs de géométrie du mât et des membrures (figures 12 et 13). - Une charpente de liaison contreventée (S) constituées de profilés (3-6) et de glissières (7), solidaire du cadre et qui relie le cadre au bâtiment lequel est muni de deux rails verticaux espacés (R) pour permettre le coulissement de la charpente sur le bâtiment au fur et à mesure du coulissement du cadre sur le mât (M). On dispose ainsi de deux points d'ancrage (A) sur le bâtiment qui sont relativement espacés horizontalement ce qui limite d'autant les forces induites dans les points d'ancrage. Dans une variante de réalisation (figure 8), le cadre coulissant haubané (1) est relié par des câbles (H) à des points d'ancrage fixes (A). Ces points d'ancrage comportent par exemple des réserves de câbles et des vérins qui permettent de maintenir les câbles tendus tout en faisant varier leur longueur à la demande sous l'effet de l'élévation du cadre coulissant. Le cadre coulissant est élevé par tout moyen approprié. Par exemple il est fixé à la cage de télescopage (8) de la grue dont il suit le déplacement. Lorsque la grue est dans sa configuration auto-stable sans ancrage, le cadre coulissant est liaisonné à la cage de télescopage, laquelle est désolidarisée ou non de la partie tournante de la grue. Quatre haubans sont attachés aux quatre coins du cadre coulissant et de longueur suffisante pour pouvoir être utilisés jusqu'à la hauteur maximale prévue d'utilisation de la grue à tour. Un système de double vérin sert à assurer la liaison entre chaque point d'ancrage au sol et chaque hauban. La liaison vérin-câble filant est assurée par exemple par un système de blocage par demies olives coniques autobloquantes. Le système de double vérins fonctionne sur le principe de pas à pas. Chaque jeu de quatre vérins travaillant ensemble est contrôlé par un dispositif de synchronisation qui permet de contrôler une élongation identique des quatre vérins. Cette synchronisation peut être assurée par un système de quatre pompes à engrenage accouplées, chacune contrôlant le débit d'un vérin. Un système de limiteur de pression à une valeur minimale préréglée permet que les vérins s'allongent au fur et à mesure que le cadre d'ancrage coulissant est tiré par la cage de télescopage, tout en gardant une tension assurant le maintien du mât de la grue. Lorsque l'opération de levage est terminée, les vérins sont mis en sécurité par des systèmes de blocage mécanique. L'invention n'est pas limitée à ces réalisations. Entre autre, lorsque le principe de l'ancrage glissant est connu des concepteurs au moment de l'étude du projet de construction, il est possible de prévoir que certaines parties de l'édifice soient aménagées ou renforcées pour servir de rail (R). Sur les figures 9 à 11, les références désignent les mêmes éléments que sur les figures précédentes. Des poteaux (R) métalliques de la figure 9 présentent un profil en double H accolés. Les patins coulissent le long des ailes extérieures opposés des deux H. Sur les figures 10 et 11, on montre un exemple d'aménagement de poteaux béton le long desquels sont noyés des profilés en fer U servant à guider les patins. De ce fait la structure du bâtiment est utilisée comme rail de maintien de l'ancrage glissant. Dans le cas de la figure 9, les profilés peuvent être choisis à l'origine pour la structure du bâtiment. Dans le cas des figures 10 et 11, les fers U réalisent l'adaptation des patins. REVENDICATIONS 1. Dispositif caractérisé en ce qu'il comprend une structure d'ancrage (1) déplaçable par translation verticale sur le mât (M), des liaisons (S; H) entre cette structure et des points d'ancrage (A; A') situés à distance du mât et des moyens pour commander le déplacement de la structure d'ancrage. 2. Dispositif selon la revendication 1 dont les points d'ancrage (A) situés à distance sont déplaçables verticalement par coulissement sur une structure maintenante (B) simultanément au déplacement de la structure d'ancrage montée à coulisse sur le mât (M). 3. Dispositif selon la revendication 2 dont les points d'ancrage (A) situés à distance sont déplaçables sur des rails verticaux (R) fixés à la structure maintenante. 4. Dispositif selon la revendication 2 et 3 dont la structure d'ancrage mobile sur le mât est un cadre (1) monté autour du mât et apte à coulisser verticalement sur le mât, ce cadre étant relié à la structure maintenante (B) par une charpente contreventée (S). 5. Dispositif selon la revendication 4 dont le cadre est conçu de telle manière qu'il insère dans une structure ajustable les 4 membrures principales du mât et qu'il les maintient sans jeu dans le plan horizontal. 6. Dispositif selon la revendication 4 dont la charpente (S) définit deux points d'ancrage (A) situés à distance horizontale l'une de l'autre. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 dont la structure d'ancrage mobile sur le mât est autoélévatrice. 8. Dispositif selon les revendications 1 à 6 et qui comporte un treuil ou analogue pour déplacer la structure mobile sur le mât. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la structure du bâtiment est utilisée comme rail de maintien de l'ancrage glissant.