Brevet FR2814185A1 — publié le 20020322

TOUR D'ETAIEMENT La présente invention se situe dans le domaine des travaux publics et elle concerne plus particulièrement la fabrication ou l'installation de structures de grande portée ou de relativement grande portée, en particulier de ponts, notamment constitués en béton. Il est connu, lors de la fabrication de telles structures, de soutenir les parties en cours d'installation ou de construction au moyen de tours d'étaiement provisoires disposées entre les appuis définitifs. Les tours d'étaiement sont connues et sont largement utilisées, en particulier lors de la construction de ponts. Toutefois, les tours d'étaiement actuellement employées présentent l'inconvénient notable de devoir être assemblées sur place à partir d'un ensemble de pièces constitutives qui sont entreposées et transposées démontées. Le montage et le démontage d'une telle structure sont longs et nécessitent une main-d'oeuvre spécialisée. Au surplus, de la main d'oeuvre est également nécessaire pour le chargement des pièces constitutives sur un camion et pour leur déchargement. Au total, le coût d'exploitation d'une tour d'étaiement se révèle être constitué, pour une majeure partie, par celui de la main- d'oeuvre nécessaire à sa mise en oeuvre. Un avantage que présentent les structures actuellement employées est de pouvoir être relativement facilement adaptées, au cours du montage, à des hauteurs différentes d'un ouvrage à l'autre. Toutefois, cet avantage doit être relativisé, car il est aujourd'hui fréquent d'avoir à fabriquer des séries de ponts ayant tous approximativement les mêmes caractéristiques, et notamment sensiblement la même hauteur (autoroutes ou lignes de chemin de fer en terrain plat par exemple), pour la fabrication desquels les mêmes tours d'étaiement peuvent être employées successivement. C'est dans ce contexte que l'invention vise à proposer une tour d'étaiement ne nécessitant qu'une main d'oeuvre très réduite pour sa mise en oeuvre, et qui de ce fait est d'un coût d'exploitation beaucoup plus faible que les tours d'étaiement actuelles, et qui puisse être utilisée telle quelle pour des fabrications en série de structures toutes approximativement identiques, par exemple pour des fabrications en série de ponts. A ces fins, une tour d'étaiement se caractérise, étant agencée conformément à l'invention, en ce qu'elle comporte : au moins deux étages télescopiques à section polygonale comprenant chacun des montants d'angle entretoisés par des contreventements qui incluent chacun une traverse s'étendant entre les extrémités de deux montants consécutifs et une coulisse médiane de guidage s'étendant, à partir de ladite traverse, sensiblement parallèlement auxdits montants jusque sensiblement en regard des extrémités opposées des montants, - les montants des étages étant engagés deux à deux les uns dans les autres de façon coulissante télescopiquement, - les contreventements correspondants des étages étant décalés transversalement et les coulisses correspondantes étant solidarisées à libre coulissement axial pour procurer un guidage mutuel vertical, - et des moyens de blocage pour bloquer les étages en position d'extension ou rétractée. Grâce à un tel agencement, on constitue une tour d'étaiement qui est unitaire, et qui peut donc être mise en oeuvre avec seulement une main d'oeuvre très réduite. Il est aisé de lui donner des dimensions transversales autorisant son chargement sur une plate-forme standard de camion, et son chargement sur cette plate-forme ou son déchargement s'effectue à l'aide d'une grue, qui est omniprésente sur tous les chantiers. Au surplus cette tour d'étaiement est télescopique et c'est donc l'ensemble de la tour d'étaiement qui est entreposé ou transporté sous forme unitaire. La conformation de la tour d'étaiement, et l'agencement et le nombre de ses étages constitutifs définissent une fourchette de hauteur utile d'exploitation et la hauteur de la tour peut être adaptée de façon très simple et très rapide à la hauteur utile de travail. Le déploiement vertical de la tour à partir de sa conformation rétractée d'entreposage et de transport s'effectue fort simplement en soulevant, à l'aide d'une grue, l'étage supérieur qui à son tour entraîne le ou successivement les étages inférieurs. Inversement, la mise en conformation rétractée de la tour s'effectue, après enlèvement des goupilles, en retenant l'étage supérieur à l'aide d'une grue, puis en laissant descendre successivement les étages les uns après les autres avec emboîtement télescopique mutuel. Le coût d'exploitation d'une tour d'étaiement conforme à l'invention se trouve ainsi considérablement réduit, en raison notamment de la diminution conséquente du coût de main d'oeuvre, mais aussi en raison de la rapidité avec laquelle la mise en place et l'enlèvement peuvent être effectués. On notera également la plus grande sécurité obtenue, puisqu'on écarte les risques de chute jusqu'à présent encourus par les monteurs travaillant dans les parties hautes de la tour lors du montage et du démontage. Des tours d'étaiement conformées de manière à procurer deux ou trois fourchettes de hauteurs de travail doivent permettre de couvrir de façon pratique la majorité des besoins, notamment en matière de construction de ponts en série. En pratique, pour que la tour d'étaiement à l'état rétracté puisse être chargée sur un camion sans que le gabarit normalisé courant soit engagé, il est nécessaire que la hauteur de la tour à l'état rétracté ne soit pas excessive : de ce fait, il est souhaitable que la tour comporte au moins trois étages télescopiques. Dans un mode de réalisation préféré, la tour comporte trois étages télescopiques, les montants des étages inférieur et supérieur sont coulissants télescopiquement dans les montants respectifs de l'étage central, les contreventements des étages inférieur et supérieur sont décalés transversalement respectivement de part et d'autre des contreventements correspondants de l'étage central, et les traverses des contreventements de l'étage inférieur s'étendent entre les extrémités inférieures des montants et les traverses des contreventements de l'étage supérieur s'étendent entre les extrémités supérieures des montants. De façon simple alors, chaque contreventement des étages inférieur et supérieur comprend en outre deux jambes de force s'étendant en V depuis l'extrémité libre de la coulisse de guidage jusqu'aux extrémités respectives de la traverse ; de même, chaque contreventement de l'étage central comprend deux traverses respectivement inférieure et supérieure et des jambes de force disposées en diagonale entre les extrémités respectives des traverses et le milieu de la coulisse de guidage. Dans un exemple de réalisation simple mais fiable et robuste, les moyens de solidarisation à libre coulissement axial des coulisses de deux étages consécutifs sont du type à jonc engagé dans une gorge à ouverture étroite, le jonc et la gorge appartenant respectivement aux deux coulisses ; dans le cas du mode de réalisation préféré précité, on peut prévoir avantageusement que la coulisse de chaque contreventement de l'étage central est conformé en double jonc avec une section transversale approximativement en I et que les coulisses correspondantes des contreventements des étages inférieur et supérieur sont conformées avec une gorge à ouverture étroite. Toujours de façon simple, les moyens de blocage comprennent des trous prévus sur les montants et des chevilles engagées dans lesdits trous mis en regard. Avantageusement, l'étage supérieur comprend une plate-forme de travail pour des ouvriers. En pratique, la tour d'étaiement a un contour quadrangulaire, notamment rectangulaire ou carré. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue de côté d'une tour d'étaiement unitaire télescopique agencée conformément à l'invention, montrée en situation déployée ; - la figure 2 est une vue de côté de la tour d'étaiement de la figure 1 montrée en situation rétractée ; - la figure 3 est une vue partielle de dessus de la tour d'étaiement des figures 1 et 2 ; - la figure 4 est une vue de côté d'un mode de réalisation préféré d'une tour d'étaiement conforme à l'invention, montrée en situation déployée ; la figure 5 est une vue de côté de la tour d'étaiement de la figure 6 montrée en situation rétractée ; et - la figure 6 est une vue de dessus d'un côté de la tour des figures 4 et 5. Dans la description qui suit, on se référera plus particulièrement à une tour d'étaiement de contour polygonal quadrangulaire, et plus spécifiquement rectangulaire ou carré, car c'est cette conformation qui semble devoir être la plus couramment utilisée en pratique, étant entendu toutefois que les dispositions de l'invention trouvent application dans toute tour d'étaiement ayant un contour polygonal quelconque, régulier ou irrégulier. En se référant tout d'abord aux figures 1 à 3, la tour d'étaiement 1 comporte plusieurs étages 21, 22, 23,... de type télescopique à contour polygonal. Chaque étage comprend des montants d'angle 3 entretoisés par des contreventements 4. Chaque contreventement 4 est constitué par au moins une traverse 5 (située en position supérieure dans l'ensemble illustré aux figures 1 à 3) qui s'étend entre les extrémités de deux montants 3 et une coulisse médiane de guidage 6 qui s'étend, à partir sensiblement du milieu de ladite traverse 5, sensiblement parallèlement aux montants 3 jusque sensiblement en regard des extrémités opposées desdits montants 3. Pour renforcer la structure, les contreventements 4 des étages supérieurs 22, 23,... peuvent comporter en outre deux jambes de force 7 disposées en V qui réunissent approximativement l'extrémité libre (inférieure sur les figures 1 à 3) de la coulisse 6 aux extrémités respectives de la traverse 5. Pour procurer une rigidité accrue à l'étage inférieur 21, on peut prévoir que les contreventements 41 de cet étage comportent, d'une part, une seconde traverse 8 disposée inférieurement et recevant l'extrémité inférieure de la coulisse correspondante et, d'autre part, deux diagonales 9 se croisant sensiblement au milieu de la coulisse et solidarisées à celle-ci. Dans l'exemple illustré, les montants 2 des étages successivement s'escamotent télescopiquement les uns dans les autres : les montants 33 peuvent rentrer dans les montants 32, ceux-ci à leur tour dans les montants 31. Les contreventements des étages successifs sont décalés transversalement les uns par rapport aux autres de façon progressive comme cela apparaît mieux sur la vue partielle de dessus de la figure 3 : si par exemple chaque contreventement 41 de l'étage inférieur 21 est situé dans le plan défini par deux montants 31 consécutifs, le contreventement correspondant 42 du deuxième étage 22 est décalé vers l'extérieur, puis le contreventement correspondant 43 du troisième étage 23 est décalé vers l'extérieur par rapport au contreventement 42, etc. Grâce à ce décalage mutuel des contreventements, on peut faire en sorte que les coulisses médianes 6 correspondantes puissent être solidarisées deux à deux à libre coulissement axial pour procurer un guidage mutuel vertical. En particulier cette solidarisation à libre coulissement axial peut être obtenue en mettant en oeuvre une structure d'assemblage à jonc saillant engagé dans une gorge à ouverture rétrécie. Dans l'exemple illustré à la figure 3, chaque coulisse est conformée, d'un côté, en jonc saillant (forme générale approximativement en T) 10 et, de l'autre côté, en gorge à ouverture étroite 11 qui reçoit la tête du jonc 10. Enfin des moyens de blocage sont mis en oeuvre pour bloquer les étages successifs en position d'extension comme illustré à la figure 1. De façon simple, ces moyens de blocage peuvent être constitués par des trous 12 prévus aux extrémités inférieure et supérieure des montants 3 et par des goupilles ou chevilles engagées dans des trous 12, mis en coïncidence, appartenant respectivement aux extrémités supérieures des montants d'un étage et aux extrémités inférieures des montants de l'étage immédiatement sus-jacent. En outre, un au moins des étages (par exemple l'étage 23 sur la figure 1) peut avoir ses montants 3 pourvus d'une succession de trous 13 sur tout ou partie de leur hauteur afin que la saillie verticale de l'étage correspondant 23 par rapport à l'étage sous-jacent 22 puisse être ajustée en fonction de la hauteur totale que doit présenter la tour d'étaiement pour l'utilisation demandée. Bien entendu, ce sont les montants de n'importe quel étage qui peuvent être ainsi équipés, et éventuellement les montants de tous les étages peuvent l'être. Grâce aux dispositions prévues dans le cadre de l'invention, chaque étage peut s'effacer dans un étage adjacent de sorte qu'en situation totalement rétractée, la tour d'étaiement est réduite pratiquement à son étage inférieur comme illustré à la figure 2. En donnant à la tour une dimension transversale maximale de l'ordre de 2,20 m x 2,20 m, avec une hauteur de l'ordre de 3 m à 3,50 m en position rétractée, il est possible de placer l'ensemble illustré à la figure 2 sur une plate-forme de camion pour son transport. Sur le lieu d'utilisation, le bloc unitaire est manipulé à la grue pour son déchargement et sa mise en place. C'est également à l'aide de la grue que s'effectue le déploiement de la tour : l'étage supérieur est soulevé, puis goupillé à l'étage sous-jacent, et ainsi de suite. En pratique, il semble que des structures à deux ou trois étages doivent permettre de couvrir la plus grande partie des besoins. Dans le cas d'une structure à trois étages, on peut avantageusement avoir recours au mode de réalisation préféré illustré aux figures 4 et 5. Ce mode de réalisation préféré diffère du mode de réalisation précédemment décrit en regard des figures 1 à 3 essentiellement par le fait que l'étage principal (c'est-à-dire celui qui est approprié pour abriter les deux autres étages effacés télescopiquement dans la conformation rétractée de la tour d'étaiement) n'est plus l'étage inférieur 21, mais est l'étage central 2c. La section des montants tubulaires 3 de cet étage central est alors propre à recevoir télescopiquement les montants 3 de l'étage inférieur 2i, lesquels ont à leur tour une section propre à recevoir télescopiquement les montants 3 de l'étage supérieur 2,,. De même, les contreventements des étages sont agencés en relation avec la conformation particulière précitée. Les contreventements 4'de l'étage central 2c sont constitués identiquement à ceux de l'étage inférieur 21 précité, avec une coulisse 6 maintenue par deux traverses haute 5 et basse 8 et par deux diagonales 9. Ces contreventements sont situés sensiblement dans les plans respectifs définis par des montants 3 consécutifs. Les étages télescopiques 2i et 25 sont constitués identiquement aux étages 22, 23,... précités. Chaque contreventement 4 comprend une coulisse 6 positionnée par une traverse 5 et deux jambes de force 7. Pour que les coulisses 6 des contreventements 4 des étages 2i et 25 puissent coopérer à libre coulissement axial avec la coulisse 6 de l'étage central 2c, les contreventements 4 sont disposés en position décalée transversalement de part et d'autre du contreventement 4'. En outre les deux étages 2i et 2c sont montés tête-bêche, l'extrémité libre de la coulisse 6 de l'étage inférieur 2i étant tournée vers le haut et l'extrémité libre de la coulisse 6 de l'étage supérieur 2g étant tournée vers le bas. Pour simplifier la structure, on peut prévoir, comme cela est illustré sur la vue partielle de dessus de la figure 6, que la coulisse 6'de l'étage central 2c soit double et constituée par un profilé de forme approximative en I dont les deux barres transversales sont en saillie respectivement vers l'intérieur et vers l'extérieur et forment les joncs précités. Dans ce cas, les coulisses 6 des étages inférieur 2i et supérieur 25 peuvent être formées chacune par un profilé en U coiffant une extrémité du profilé en I, avec des doigts transversaux engagés en arrière de la barre transversale correspondante du I pour assurer la retenue et le guidage mutuel des coulisses 6 et 6'à la manière d'une gorge à ouverture étroite. Dans l'exemple illustré aux figures 4 à 6, la coulisse 4 de l'étage inférieur 2i est déportée transversalement vers l'extérieur et coopère donc avec la barre transversale du profilé en I tournée vers l'extérieur, tandis que la coulisse 4 de l'étage supérieur 25 est déportée transversalement vers l'intérieur et coopère avec la barre transversale du profilé en I tournée vers l'intérieur. Dans ce mode de réalisation préféré, ce sont les montants 3 de l'étage inférieur 2i qui sont équipés de l'ensemble de trous de réglage 13 permettant l'ajustement en hauteur de la tour d'étaiement Il. La figure 5 illustre la tour d'étaiement 1'de la figure 4 en conformation rétractée pour son stockage ou son transport. Eu égard à la conformation générale tubulaire télescopique de la tour d'étaiement, on peut profiter de la présence de l'espace libre central pour équiper l'étage supérieur d'une plate-forme de travail 14 montée à demeure (voir figure 4) qui, dans la position rétractée illustrée à la figure 5, vient s'engager dans l'espace central. Bien entendu, la tour d'étaiement conforme à l'invention est équipée des accessoires habituels à ce type de structure ; notamment comme montré à la figure 4, elle peut être équipée de vérins 15 fixés aux extrémités supérieures des montants 3 de l'étage supérieur aux fins de soutien de la charge et de pieds d'effondrement 16 fixés aux extrémités inférieures des montants 3 de l'étage inférieur aux fins d'autoriser le retrait de la tour d'étaiement une fois l'ouvrage achevé. La tour d'étaiement conforme à l'invention est propre à conférer une très grande sécurité aussi bien lors de sa mise en place/enlèvement que lors du travail sur l'ouvrage en construction : - la suppression des phases de montage/démontage écarte la présence des monteurs et il n'y a donc plus de personnel en hauteur (élimination des risques de chute) : la mise en oeuvre de la tour est effectuée à l'aide d'une grue ; pour le travail sur l'ouvrage, la présence intégrée d'une plate-forme de travail constitue une sécurité toute prête pour les ouvriers (coffreurs pour des ouvrages en béton). REVENDICATIONS 1. Tour d'étaiement, caractérisée en ce qu'elle comporte : - au moins deux étages télescopiques (21, 22,- ; 2g, 2c, 2i) à section polygonale comprenant chacun des 2r,, 2c montants d'angle (3) entretoisés par des contreventements (4, 4') qui incluent chacun une traverse (5,8) s'étendant entre les extrémités de deux montants consécutifs (3) et une coulisse (6,6') médiane de guidage s'étendant, à partir de ladite traverse (5), sensiblement parallèlement auxdits montants jusque sensiblement en regard des extrémités opposées des montants, - les montants (3) des étages étant engagés deux à deux les uns dans les autres de façon coulissante télescopiquement, - les contreventements correspondants (4, 4') des étages étant décalés transversalement et les coulisses (6, 6') correspondantes étant solidarisées à libre coulissement axial pour procurer un guidage mutuel vertical, - et des moyens de blocage (12,13) pour bloquer les étages en position d'extension ou rétractée, ce grâce à quoi on constitue une tour d'étaiement unitaire télescopique qui, en position rétractée, possède un encombrement vertical restreint facilitant son stockage et son transport et qui, en position déployée, peut posséder une hauteur adaptable. 2. Tour d'étaiement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins trois étages télescopiques. 3. Tour d'étaiement selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte trois étages télescopiques (2g,-c'i// en ce que les montants (3) des étages inférieur (2i) et supérieur (2s) sont coulissants télescopiquement dans les montants respectifs (3) de l'étage central (2c), en ce que les contreventements (4) des étages inférieur (2i) et supérieur (2s) sont décalés transversalement respectivement de part et d'autre des contreventements correspondants (4') de l'étage central (2c), et en ce que les traverses (5) des contreventements (4) de l'étage inférieur (2i) s'étendent entre les extrémités inférieures des montants (3) et les traverses (5) des contreventements (4) de l'étage supérieur (2s) s'étendent entre les extrémités supérieures des montants (3). 4. Tour d'étaiement selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque contreventement (4) des étages inférieur (2i) et supérieur (25) comprend en outre deux jambes de force (7) s'étendant en V depuis l'extrémité libre de la coulisse de guidage (6) jusqu'aux extrémités respectives de la traverse (5). 5. Tour d'étaiement selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que chaque contreventement (4') de l'étage central comprend deux traverses respectivement inférieure (8) et supérieure (5) et des jambes de force (9) disposées en diagonale entre les extrémités respectives des traverses (5,8) et le milieu de la coulisse de guidage (6'). 6. Tour d'étaiement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation à libre coulissement axial des coulisses (6, 6') de deux étages consécutifs sont du type à jonc engagé dans une gorge à ouverture étroite, le jonc et la gorge appartenant respectivement aux deux coulisses. 7. Tour d'étaiement selon les revendications 3 et 6, caractérisée en ce que la coulisse (6') de chaque contreventement (4') de l'étage central (2c) est conformé ,) est conformé en double jonc avec une section transversale approximativement en I et en ce que les coulisses correspondantes (6) des contreventements (4) des étages inférieur (2i) et supérieur (25) sont conformées avec une gorge à ouverture étroite. 8. Tour d'étaiement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de blocage comprennent des trous (12,13) prévus sur les montants (3) et des chevilles engagées dans lesdits trous mis en regard. 9. Tour d'étaiement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'étage supérieur comprend une plate-forme de travail (14) pour des ouvriers. 10. Tour d'étaiement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle a un contour quadrangulaire, notamment rectangulaire ou carré.