EP0172092A1 - Structure métallique élancée à protection anti-sismique suspendue en dessous d'une poutre horizontale reposant sur un bâtiment - Google Patents
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- EP0172092A1 EP0172092A1 EP85401537A EP85401537A EP0172092A1 EP 0172092 A1 EP0172092 A1 EP 0172092A1 EP 85401537 A EP85401537 A EP 85401537A EP 85401537 A EP85401537 A EP 85401537A EP 0172092 A1 EP0172092 A1 EP 0172092A1
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- bridge
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C17/00—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports
Definitions
- the invention relates to a slender metal structure with anti-seismic protection suspended below a horizontal beam resting on the structure of a building.
- a bridge bridge moving over the fuel pool in the combustible building.
- a walkway bridge comprises a conventional overhead crane whose horizontal main beams support in the upper part a carriage for handling fuel assemblies moving along the entire length of the beams.
- This carriage comprises means for picking up and lifting the fuel assemblies and the movement of the traveling crane and the carriage makes it possible to reach the positions for picking up the fuel assemblies in their storage cell, inside the fuel pool.
- Such a walkway bridge also comprises unt: a slender vertical structure constituted by columns of wire mesh, the upper part of which is rigidly fixed under the beam of the overhead crane and the lower part of which supports a walkway parallel to the beam of the overhead crane and placed just at - above the upper level of the spent fuel pool.
- This gateway allows operators to control and command fuel handling operations.
- the currently known walkway bridges generally comprise three vertical columns of wire mesh, two columns each fixed to a longitudinal end of the bridge and the overhead crane and a central column of greater rigidity ensuring the recovery of transverse forces thanks to metal profiles of bracing.
- the horizontal beam of the overhead crane, the columns and the gangway constitute a very tall rigid structure suspended under the beam of the overhead crane.
- the height under the overhead crane of the suspended structure is of the order of nine meters for a bridge length of the order of thirteen meters.
- the entire structure rests via the overhead crane on the fuel building.
- the bridge bridge In the event of an earthquake causing displacement of the building structure, the bridge bridge also undergoes alternative displacements transmitted via the rails and rollers of the traveling crane.
- the high-rise structure constituting the bridge bridge is very little able to withstand the corresponding stresses. There may be a deformation of the structure of the bridge bridge or even a rupture of the rigid connection between the vertical columns and the traveling bridge of this bridge bridge. The break and fall of all or part of the bridge bridge can cause very significant damage and the repair or replacement of this structure can be very long and very costly.
- the object of the invention is therefore to propose a slender metallic structure with anti-seismic protection, suspended below a horizontal beam resting on a building, of the type comprising at least one rigid vertical column fixed by its upper part under the horizontal beam and connected at its lower part to a rigid horizontal element, this metal structure having to withstand strong earthquakes without inducing stresses in the horizontal support beam and having to exhibit sufficient earthquake strength to maintain the horizontal element in a fixed position inferior.
- connection means allowing movement of the structure, in the event of an earthquake, at least in its lower part, in two main directions of the horizontal plane, these connecting means being associated with at least one element for stiffening the structure ensuring its rigid behavior in normal operation and liable to disappear under the effect of the stresses due to an earthquake, to release the mobile connecting means .
- the upper part of the beam 1 carries rails 6 on which a carriage 8 moves carrying the winch for lifting and handling the fuel assemblies.
- the horizontal beam 1 and the carriage 8 move above the fuel pool 9 so as to be able to access, with the handling tool associated with the winch, all the fuel assemblies stored in this pool 9.
- the gateway 10 allows operators to control and command fuel handling operations, among other things.
- the columns 11 and 12 disposed at the ends of the bridge and of the beam 1 of the overhead crane are formed by vertical elements braced in the plane perpendicular to that of the view, ensuring the stability of the bridge 10 in the direction y'y.
- the central column 13, wider than the columns 11 and 12, comprises bracing elements 14 in the plane of the view, making it possible to take up the transverse forces and ensuring the stability of the bridge 10 along x'x.
- connections between columns 11, 12 and 13 and the beam 1 as well as the connections between the lower part of these vertical columns and the gangway 10 are entirely rigid so that the gangway bridge has no degree of freedom to deform in the event of external stresses such as those accompanying an earthquake. The forces are therefore transmitted in full to the beam 1 and the suspended structure of great height is likely to deform significantly.
- the links between the gangway and the beam 1 can even break in the event of earthquakes of large amplitude.
- FIG 2 we see the building 20 of the fuel pool 21 of the fuel building of the nuclear power plant above which there is arranged a bridge bridge comprising a traveling bridge, the horizontal beam 22 of which moves on rails 23 each carried by a portion 26 projecting from the fuel pool building.
- the upper part of the beam 22 carries rails 27 on which a carriage 28 moves carrying the hoist for lifting and handling the fuel assemblies.
- the framework suspended under the beam 22 of the traveling crane comprises two vertical columns of great height 24 and 25 and a gangway 30 rigidly fixed to the lower part of the vertical columns in wire mesh 24 and 25.
- each of the columns 24 and 25 with a rectangular horizontal section consists of a wire mesh comprising four vertical elements 31 over the entire height of the column, spacers 32 and bracing elements 33.
- This structure without a central column similar to column 13 shown in FIG. 1 relating to a gangway bridge according to the prior art makes it possible to simplify the construction of the bridge bridge and to optimize its design.
- the upper part of the wire mesh columns 24 and 25 is connected to the lower face of the horizontal beam 22 by means of devices which will be described with reference to both Figures 2 and 3 and Figures 4, 5, 6 and 7.
- FIGS. 3 and 6 it can be seen that the vertical elements 31 of the columns 24 and 25 are connected at their upper part, two by two, to inclined elements 34 themselves connected at their top by a pair of yokes 35 constituting two suspension triangles of the column under the beam 22.
- the beam 22 carries at its lower part above each of the columns 24 and 25, a frame-shaped structure visible in FIG. 4 comprising two profiled longitudinal uprights 36a and 36b and a cross-member with a closed section 37.
- This structure is suspended under the beam 22 by means of U-shaped profiles 38 comprising reinforcing elements, welded to the external surface of the longitudinal elements 36a and 36b of the frame.
- the longitudinal elements 36a and 36b bear on two opposite internal faces of the rolling tracks 39 for supporting and guiding the rollers 40 of a carriage 41 from which the lower framework is suspended by means of its columns 24 and 25.
- the carriage 41 is produced in the form of a profiled frame comprising two longitudinal members 42a and 42b, a set of crosspieces 43 and a support plate 44 at one of its ends crossed by a rod 45 parallel to the longitudinal direction of the carriage 41.
- the rod 45 also passes through the square section beam 37 and is used for centering a set of elastic washers 47 constituting a spring for retaining and returning the carriage in abutment by one of its sides on the front plate 44 of the carriage and by its other side on the beam 37 secured to the fixed structure 36a, 36b.
- the carriage 41 also carries two vertical yokes 49 reinforced at their lower part and assembled in an articulated manner, each with a set of two yokes 35 constituting the upper part of the suspension triangle on one of the sides of the vertical column 25.
- a pin 50 is introduced for this purpose into openings provided in the yokes 49 and 35 aligned and fixed in an axial position relative to these yokes.
- a fixing piece 52 and a fixing piece 53 are fixed vertically to one another, at the top of the column 25, between its two suspension triangles and under the carriage 41 respectively, these fixing parts 52 and 53 being connected by an assembly comprising a connecting rod 55 and a shear pin 54 allowing the articulations of the suspension yokes 35 and 49 of the column 25 to be locked under the carriage 41.
- a carriage symmetrical with the carriage 41 which has just been described, provided with means for suspending the vertical column 24 is disposed above this column as it is visible in FIG. 2.
- the walkway and its support frame are therefore suspended under the beam 22 of the traveling crane by means of mobile connection means arranged at each of its ends, at the top of a vertical column.
- Each of the connecting means corresponding to one of the columns of the gangway bridge comprises two articulations of horizontal axis locked in rotation by a shear pin and a carriage 41 whose displacement guide means fixed under the beam 22 are parallel to the axes of articulation of the column suspension means.
- the carriage is held in place by an elastic assembly which can deform to allow movement of the carriage in the event of stress exceeding a certain level as shown in Figure 7.
- the carriages 41 arranged above the column 24 and above the column 25 respectively are mounted symmetrically with respect to the vertical plane of symmetry of the gangway bridge.
- the sets of washers 47 constituting return springs of the carriages 41 are therefore both located on the inside of the structure, that is to say to the left of column 24 and to the right of column 25
- the assembly 47 associated with the column 24 is therefore caused to deform for horizontal stresses exerted on the bridge bridge, in the longitudinal direction of the bridge (or direction x'x), in the direction from the right. towards the left.
- the assembly 47 associated with the carriage 41 disposed above the column 25 is caused to deform for horizontal stresses exerted in the direction x'x and in the direction from left to right.
- the assemblies 47 located above the column 24 and above the column 25 respectively are stressed alternately.
- the device In FIG. 7a, the device is in its rest position corresponding to normal operation of the bridge bridge, the latter then perfectly following the movements of the bridge crane.
- the device In FIG. 7b, the device is in its position corresponding to a stress of intensity greater than the triggering threshold of the elastic assembly 47, in the direction x'x applied to the bridge bridge.
- the carriage 41 then moved to the right by compressing the elastic assembly 47.
- FIG. 7c the device is shown in a later phase, the stress along x'x having been canceled or reversed.
- the relaxation of the elastic assembly 47 then causes the carriage 41 to return to the left, beyond its rest position.
- the whole suspended framework of the gangway bridge can be caused to move in translation in the direction x'x by deforming the elastic assemblies 47, as can be seen in FIGS. 7b and 7c and in rotation around the axes 50, after breaking of the pins 54.
- the level of the stresses allowing the deformation of the assemblies 47 and the rupture of the shear pins 54 are determined so that the release of the mobile connections only occurs in the event of an earthquake which can damage the structure of the bridge.
- the strength of an earthquake can be characterized by the acceleration communicated to the structure undergoing this earthquake, this acceleration being expressed as a function of the acceleration of gravity g.
- the limit value may be chosen to be the value O.lg to determine the triggering limit of the elastic elements 47 and the breaking limit of the shear pin 54.
- this value is on the one hand greater than the value of the accelerations during movements of the bridge bridge in normal operation and on the other hand less than the accelerations undergone by the structures in the case of earthquakes which can cause damage to these structures.
- the bridge bridge has a completely rigid behavior and therefore remains completely stable in normal operation, for the unloading and recharging operations of the nuclear reactor, but that the connections between the bridge bridge and the crane beam resting on the nuclear reactor building are released in the event of an earthquake, so that the structure begins to move in translation and swing under the effect of horizontal stresses due to the earthquake. This structure is therefore not subjected to stresses which can cause its deformation or destruction and no excessive stress is transmitted to the beam of the overhead crane under which the lower framework is suspended.
- a platform 61 is provided (FIG. 2) served by an access ladder 60, to carry out the operations or the maintenance of these means. mobile links.
- the structure according to the invention has the advantage of being perfectly rigid and perfectly stable in normal operation and free to move when it is subjected to stresses such as those accompanying an earthquake.
- the transition from the stable and rigid state to the free state of this structure is done automatically by unlocking means adjusted to a perfectly determined level of constraints.
- the elastic assemblies 47 and the pins 54 can indeed be very easily determined and adapted to the case of the local conditions of use of the structure.
- the elastic devices mentioned may be associated with an energy dissipation element such as a damping cylinder or dashpot.
- the translational guidance in the device can be achieved other than by the carriage-roller-rolling surface assembly, for example by ball guide bushings.
- Double joints can also be used to make the connection between the top of the vertical columns of the bridge and the crane beam, these double joints comprising a joint having an axis in the direction x'x and an axis in the direction y ' y, for balancing the structure around these axes, in the event of stresses exceeding a certain level. It is however necessary in this embodiment to also provide links articulated around axes arranged in the direction y'y at the bottom of the vertical columns for their connection with the bridge. These joints can be immobilized by means of shear pins as it has been described, each associated with a joint or even immobilized in their assembly by an oblique element of stiffening of the whole of the bridge bridge comprising a rupture part. All of the mobile connections of the bridge bridge are then released by rupture of this single part, for the swinging around the axis x'x and around the axis y'y of the suspended structure of the bridge bridge.
- connecting means between the vertical columns of the bridge bridge and the horizontal beam of the traveling bridge mainly of the type with carriages and elastic return assemblies, two carriages being superimposed for each of the columns, one of which has a possibility of displacement in the direction x'x and the other in the direction y'y.
- One of the carriages is rigidly suspended from the lower part of the gantry crane and the other carriage to which the vertical column of the corresponding bridge bridge is rigidly connected is suspended from the first carriage.
- the structure of the bridge bridge can be different from that which has been described and in particular it is possible to use a set of three vertical columns all connected by mobile connections to the horizontal beam of the overhead crane, only the central column ensuring the recovery transverse forces and the rigidity of the bridge.
- the structure described in the embodiment has greater simplicity and greater efficiency in terms of stiffening the structure.
- the structure according to the invention can be applied in all cases where an element must be suspended under a mobile horizontal beam or not resting on a building constructed in an area exposed to earthquakes.
- the invention can therefore be applied in metal construction in general, in the field of building for industrial or non-industrial use and in particular in the construction of factories located in regions exposed to earthquakes.
Landscapes
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- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
L'invention concerne une structure métallique élancée à protection anti-sismique.
Elle comporte au moins une colonne (24, 25) fixée à sa partie supérieure sous une poutre horizontale (22) reposant sur un bâtiment (20) et reliée à un élément horizontal rigide (30) à sal partie inférieure. La colonne verticale (24, 25) est reliée à la poutre (22) par l'intermédiaire de moyens de liaison permettant un déplacement de la structure en cas de séisme dans deux directions principales du plan horizontal. Les moyens de liaison sont associés à au moins un élément de rigidification assurant le comportement rigide de la structure en marche normale et susceptible de s'effacer en cas de séisme.
L'invention s'applique, en particulier, au pont-passerelle du bàtiment du combustible d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
Description
- L'invention concerne une structure métallique élancée à protection anti-sismique suspendue en-dessous d'une poutre horizontale reposant sur la structure d'un bàtiment.
- Dans les centrales nucléaires, tels que les centrales à eau sous pression, on utilise pour la manutention du combustible, au moment des opérations de déchargement et de rechargement du coeur du réacteur, un pont passerelle se déplaçant au-dessus de la piscine du combustible dans le bâtiment combustible. Un tel pont passerelle .comporte un pont roulant classique dont les poutres maîtresses horizontales supportent en partie supérieure un chariot de manutention des assemblages combustibles se déplaçant suivant toute la longueur des poutres. Ce chariot comporte des moyens de prise et de levage des assemblages combustibles et le déplacement du pont roulant et du chariot permet d'atteindre les positions de prise des assemblages combustibles dans leur cellule de stockage, à l'intérieur de la piscine du combustible.
- Un tel pont passerelle comporte également unt: structure élancée verticale constituée par des colonnes en treillis métallique dont la partie supérieure est fixée rigidement sous la poutre du pont roulant et dont la partie inférieure supporte une passerelle parallèle à la poutre du pont roulant et disposée juste au-dessus du niveau supérieur de la piscine du combustible usé. Cette passerelle permet à des opérateurs de contrôler et de commander les opérations de manutention du combustible.
- Les ponts passerelles connus actuellement comportent généralement trois colonnes verticales en treillis métallique, deux colonnes fixées chacune à une extrémité longitudinale de la passerelle et du pont roulant et une colonne centrale de plus grande rigidité assurant la reprise des efforts transversaux grâce à des profilés métalliques d'entretoisement.
- La poutre horizontale du pont roulant, les colonnes et la passerelle constituent une structure rigide de très grande hauteur suspendue sous la poutre du pont roulant.
- Dans les centrales nucléaires à eau sous pression actuellement en service, la hauteur sous le pont roulant de la structure suspendue est de l'ordre de neuf mètres pour une longueur de passerelle de l'ordre de treize mètres. L'ensemble de la structure repose par l'intermédiaire du pont roulant sur le bâtiment du combustible.
- Dans le cas d'un séisme entrainant des déplacements de la structure du bâtiment, le pont passerelle subit également des déplacements alternatifs transmis par l'intermédiaire des rails et galets du pont roulant. La structure de grande hauteur constituant le pont passerelle est très peu apte à supporter les sollicitations correspondantes. Il peut se produire une déformation de la structure du pont passerelle ou même une rupture de la liaison rigide entre les colonnes verticales et le pont roulant de ce pont passerelle. La rupture et la chute de tout ou partie du pont passerelle peuvent entrainer des dégats très importants et la réparation ou le remplacement de cette structure peuvent être très longs et très coûteux.
- Le but de l'invention est donc de proposer une structure métallique élancée à protection anti-sismique, suspendue en-dessous d'une poutre horizontale reposant sur un bâtiment, du type comportant au moins une colonne verticale rigide fixée par sa partie supérieure sous la poutre horizontale et reliée à sa partie inférieure à un élément horizontal rigide, cette structure métallique devant résister à de forts séismes sans induire de contraintes dans la poutre horizontale de support et devant présenter hors séisme une rigidité suffisante pour maintenir en position fixe l'élément horizontal inférieur.
- Dans ce but, la liaison entre la partie supérieure de la colonne verticale rigide et la poutre horizontale est assurée par des moyens de liaison permettant un déplacement de la structure, en cas de séisme, au moins dans sa partie inférieure, dans deux directions principales du plan horizontal, ces moyens de liaison étant associés à au moins un élément de rigidification de la structure assurant son comportement rigide en marche normale et susceptible de s'effacer sous l'effet des contraintes dues à un séisme, pour libérer les moyens de liaison mobiles.
- Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un pont passerelle anti-sismique suivant l'invention par comparaison avec un pont passerelle suivant l'art antérieur.
- La figure 1 représente une vue en élévation simplifiée d'un pont passerelle suivant l'art antérieur.
- La figure 2 est une vue en élévation analogue à la figure 1 d'un pont passerelle suivant l'invention.
- La figure 3 est une vue suivant BB de la figure 2.
- La figure 4 est une vue suivant CC de la figure 2.
- La figure 5 est une vue suivant DD de la figure 4.
- La figure 6 est une vue suivant EE de la figure 5.
- Les figures 7a, 7b et 7c illustrent, de façon schématique, le fonctionnement des moyens de liaison représentés sur les figures 4 et 5.
- Sur la figure 1, on voit un pont passerelle suivant l'art antérieur dont la poutre horizontale 1 du pont roulant repose sur la structure 2 du bâtiment combustible par l'intermédiaire de galets se déplaçant sur des rails 3 portés de chaque côté de la structure du bâtiment par des parties en saillie 4 de cette structure 2.
- La partie supérieure de la poutre 1 porte des rails 6 sur lesquels se déplace un chariot 8 portant le treuil de levage et de manutention des assemblages combustibles. La poutre horizontale 1 et le chariot 8 se déplacent au-dessus de la piscine du combustible 9 de façon à pouvoir accéder avec l'outil de manutention associé au treuil, à l'ensemble des assemblages combustibles stockés dans cette piscine 9.
- Sous la poutre 1 est suspendue une passerelle horizontale 10 par l'intermédiaire de colonnes de grande hauteur 11, 12 et 13.
- La passerelle 10 permet à des opérateurs de contrôler et de commander entre autres des opérations de manutention du combustible.
- Les colonnes 11 et 12 disposées aux extrémités de la passerelle et de la poutre 1 du pont roulant sont constituées par des éléments verticaux contreventés dans le plan perpendiculaire à celui de la vue, assurant la stabilité de la passerelle 10 dans la direction y'y. La colonne centrale 13 plus large largeur que les colonnes 11 et 12 comporte des éléments de contreventement 14 dans le plan de la vue permettant de reprendre les efforts transversaux et assurant la stabilité de la passerelle 10 suivant x'x.
- Cependant, les liaisons entre les colonnes 11, 12 et 13 et la poutre 1 ainsi que les liaisons entre la partie inférieure de ces colonnes verticales et la passerelle 10 sont entièrement rigides si bien que le pont passerelle ne présente aucun degré de liberté pour se déformer en cas de sollicitations externes telles que celles accompagnant un séisme. Les efforts sont donc transmis intégralement à la poutre 1 et la structure suspendue de grande hauteur est susceptible de se déformer de façon importante. Les liaisons entre la passerelle et la poutre 1 peuvent même se rompre en cas de séismes de forte amplitude.
- Sur la figure 2, on voit le bâtiment 20 de la piscine du combustible 21 du bâtiment combustible de la centrale nucléaire au-dessus de laquelle est disposé un pont passerelle comportant un pont roulant dont la poutre horizontale 22 se déplace sur des rails 23 portés chacun par une partie 26 en saillie du bâtiment de la piscine du combustible. La partie supérieure de la poutre 22 porte des rails 27 sur lesquels se déplace un chariot 28 portant le treuil de levage et de manutention des assemblages combustibles.
- Comme dans le cas du dispositif selon l'art antérieur, les mouvements combinés de la poutre 22 du pont roulant et du chariot 28 permettent d'atteindre toutes les positions de stockage des assemblages combustibles dans la piscine de désactivation.
- L'ossature suspendue sous la poutre 22 du pont roulant comporte deux colonnes verticales de grande hauteur 24 et 25 et une passerelle 30 fixée de façon rigide à la partie inférieure des colonnes verticales en treillis métallique 24 et 25.
- Comme il est visible sur les figures 2 et 3, chacune des colonnes 24 et 25 à section horizontale rectangulaire est constituée par un treillis métallique comportant quatre éléments verticaux 31 sur toute la hauteur de la colonne, des entretoises 32 et des éléments de contreventement 33. On obtient ainsi une structure d'une rigidité suffisante pour résister aux efforts transversaux et pour obtenir une très bonne stabilité de la passerelle 30. Cette structure sans colonne centrale analogue à la colonne 13 représentée sur la figure 1 relative à un pont passerelle selon l'art antérieur permet de simplifier la construction du pont passerelle et d'optimiser sa conception.
- La partie supérieure des colonnes en treillis métallique 24 et 25 est reliée à la face inférieure de la poutre horizontale 22 par l'intermédiaire de dispositifs qui vont être décrits en se référant à la fois aux figures 2 et 3 et aux figures 4, 5, 6 et 7.
- Sur les figures 3 et 6, on voit que les éléments verticaux 31 des colonnes 24 et 25 sont reliés à leur partie supérieure, deux à deux, à des éléments inclinés 34 eux-mêmes reliés à leur sommet par une paire de chapes 35 constituant deux triangles de suspension de la colonne sous la poutre 22. La poutre 22 porte à sa partie inférieure au-dessus de chacune des colonnes 24 et 25, une structure en forme de cadre visible à la figure 4 comportant deux montants longitudinaux profilés 36a et 36b et une traverse à section fermée 37. Cette structure est suspendue sous la poutre 22 par l'intermédiaire de profilés en U 38 comportant des éléments de renforcement, soudés sur la surface extérieure des éléments longitudinaux 36a et 36b du cadre.
- Les éléments longitudinaux 36a et 36b portent sur deux faces internes opposées des pistes de roulement 39 pour le support et le guidage des galets 40 d'un chariot 41 auquel est suspendu l'ossature inférieure par l'intermédiaire de ses colonnes 24 et 25. Le chariot 41 est réalisé sous la forme d'un cadre en profilé comportant deux longerons 42a et 42b, un ensemble de traverses 43 et une plaque d'appui 44 à l'une de ses extrémités traversée par une tige 45 parallèle à la direction longitudinale du chariot 41. La tige 45 traverse également la poutre à section carrée 37 et sert au centrage d'un ensemble de rondelles élastiques 47 constituant un ressort de maintien et de rappel du chariot en appui par un de ses côtés sur la plaque antérieure 44 du chariot et par son autre côté sur la poutre 37 solidaire de la structure fixe 36a, 36b.
- Le chariot 41 porte également deux chapes 49 verticales renforcées à leur partie inférieure et assemblées de façon articulée, chacune à un jeu de deux chapes 35 constituant la partie supérieure du triangle de suspension d'un des côtés de la colonne verticale 25.
- Un axe 50 est introduit à cette fin dans des ouvertures prévues dans les chapes 49 et 35 alignées et fixées en position axiale par rapport à ces chapes. Comme il est visible sur les figures 5 et 6, une pièce de fixation 52 et une pièce de fixation 53 sont fixées à la verticale l'une de l'autre, au sommet de la colonne 25, entre ses deux triangles de suspension et sous le chariot 41 respectivement, ces pièces de fixation 52 et 53 étant reliées par un ensemble comprenant une bielle 55 et une goupille de cisaillement 54 permettant le blocage des articulations des chapes de suspension 35 et 49 de la colonne 25 sous le chariot 41.
- Un chariot symétrique au chariot 41 qui vient d'être décrit muni de moyens de suspension de la colonne verticale 24 est disposé au-dessus de cette colonne comme il est visible sur la figure 2.
- La passerelle et son ossature support sont donc suspendues sous la poutre 22 du pont roulant gràce à des moyens de liaison mobiles disposés à chacune de ses extrémités, au sommet d'une colonne verticale. Chacun des moyens de liaison correspondant à l'une des colonnes du pont passerelle comporte deux articulations d'axe horizontal bloquées en rotation par une goupille de cisaillement et un chariot 41 dont les moyens de guidage du déplacement fixés sous la poutre 22 sont parallèles aux axes d'articulation des moyens de suspension de la colonne. Le chariot est maintenu en place par un ensemble élastique susceptible de se déformer pour permettre le déplacement du chariot dans le cas d'une sollicitation dépassant un certain niveau comme figuré figure 7.
- Il est à remarquer que les chariots 41 disposés au-dessus de la colonne 24 et au-dessus de la colonne 25 respectivement sont montés de façon symétrique par rapport au plan de symétrie vertical du pont passerelle. Les ensembles de rondelles 47 constituant des ressorts de rappel des chariots 41 sont donc situés l'un et l'autre du côté intérieur de la structure, c'est-à-dire à gauche de la colonne 24 et à droite de la colonne 25. L'ensemble 47 associé à la colonne 24 est donc amené à se déformer pour des sollicitations horizontales s'exerçant sur le pont passerelle, dans la direction longitudinale de la passerelle (ou direction x'x), dans le sens allant de la droite vers la gauche. Inversement, l'ensemble 47 associé au chariot 41 disposé au-dessus de la colonne 25 est amené à se déformer pour des sollicitations horizontales s'exerçant dans la direction x'x et dans le sens allant de la gauche vers la droite. Dans le cas d'un séisme se traduisant par des sollicitations horizontales alternatives dans la direction x'x, les ensembles 47 situés au-dessus de la colonne 24 et au-dessus de la colonne 25 respectivement sont sollicités alternativement.
- Sur les figures 7a, 7b et 7c, on a représenté les éléments de l'ensemble disposé au-dessus de la colonne 25 dans trois positions correspondant à diverses phases de fonctionnement.
- Sur la figure 7a, le dispositif est dans sa position de repos correspondant à un fonctionnement normal du pont passerelle, celui-ci suivant alors parfaitement les déplacements du pont roulant.
- Sur la figure 7b, le dispositif est dans sa position correspondant à une sollicitation d'intensité supérieure au seuil de déclenchement de l'ensemble élastique 47, dans la direction x'x appliquée au pont passerelle. Le chariot 41 s'est alors déplacé vers la droite en comprimant l'ensemble élastique 47.
- Sur la figure 7c, le dispositif est représenté dans une phase ultérieure, la sollicitation suivant x'x s'étant annulée ou inversée. La détente de l'ensemble élastique 47 provoque alors le retour du chariot 41 vers la gauche, au-delà de sa position de repos.
- Les forces s'exerçant sur la passerelle dans la direction horizontale y'y perpendiculaire à la direction x'x ont tendance à provoquer une mise en rotation du pont passerelle autour des axes de suspension 50 reliant les chapes de suspension 35 et 39. Cependant, cette mise en rotation provoquant le balancement de la passerelle ne peut pas se produire tant que les goupilles de cisaillement 54 ne sont pas rompues.
- Dans le cas d'un séisme se traduisant par des sollicitations horizontales de direction quelconque, celles-ci peuvent être décomposées suivant la direction x'x et suivant la direction y'y et donc se traduire par des contraintes dans les ensembles élastiques 47 et les goupilles de cisaillement 54.
- Si ces contraintes dépassent un niveau prédéterminé l'ensemble de l'ossature suspendues du pont passerelle peut être amené à se déplacer en translation suivant la direction x'x en déformant les ensembles élastiques 47, comme il est visible sur les figures 7b et 7c et en rotation autour des axes 50, après rupture des goupilles 54.
- Le niveau des contraintes permettant la déformation des ensembles 47 et la rupture des goupilles de cisaillement 54 sont déterminés pour que la libération des liaisons mobiles ne se produise que dans le cas d'un séisme pouvant endommager la structure du pont passerelle.
- La force d'un séisme peut être caractérisée par l'accélération communiquée à la structure subissant ce séisme, cette accélération étant exprimée en fonction de l'accélération de la pesanteur g.
- En fonction des conditions locales, on pourra choisir comme valeur limite la valeur O.lg pour déterminer la limite de déclenchement des éléments élastiques 47 et la limite de rupture de la goupille de cisaillement 54.
- En effet, cette valeur est d'une part supérieure à la valeur des accélérations lors des déplacements du pont passerelle en fonctionnement normal et d'autre part inférieure aux accélérations subies par les structures dans le cas de séismes pouvant entrainer un endommagement de ces structures.
- Il en résulte que le pont passerelle a un comportement entièrement rigide et reste donc tout-à-fait stable en fonctionnement normal, pour les opérations de déchargement et de rechargement du réacteur nucléaire mais que les liaisons entre le pont passerelle et la poutre du pont roulant reposant sur le bâtiment du réacteur nucléaire sont libérées dans le cas d'un séisme, si bien que la structure se met en mouvement de translation et de balancement sous l'effet des sollicitations horizontales dues au séisme. Cette structure ne subit donc pas de contraintes pouvant entrainer sa déformation ou sa destruction et aucune contrainte excessive n'est transmise à la poutre du pont roulant sous laquelle est suspendue l'ossature inférieure.
- Après le séisme, il suffit de remplacer les goupilles de cisaillement 54 pour remettre le pont passerelle en service.
- Pour accéder aux dispositifs de liaison mobiles entre le pont passerelle et la poutre du pont roulant 22 on a prévu (figure 2) une platefor- me 61 desservie par une échelle d'accès 60, pour effectuer les opérations ou l'entretien de ces moyens de liaison mobiles.
- On voit donc que la structure suivant l'invention présente l'avantage d'être parfaitement rigide et parfaitement stable en fonctionnement normal et libre de se déplacer lorsqu'elle subit des sollicitations telles que celles accompagnant un séisme. Le passage de l'état stable et rigide à l'état libre de cette structure se fait de façon automatique par déblocage de moyens réglés à un niveau de contraintes parfaitement déterminé. Les ensembles élastiques 47 et les goupilles 54 peuvent être en effet très facilement déterminés et adaptés au cas des conditions locales d'utilisation de la structure.
- Il est bien évident que l'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit et qu'on peut envisager des variantes d'exécution des moyens de liaison mobiles de la structure.
- On a prévu la possibilité de remplacer les goupilles de cisaillement par un ensemble à ressorts précontraint assurant à la fois la rigidité longitudinale en marche normale et le déplacement en cas de séisme.
- De même, les dispositifs élastiques cités peuvent être associés à un élément de dissipation d'énergie tel qu'un vérin amortisseur ou dash- pot.
- Le guidage en translation dans le dispositif peut être réalisé autrement que par l'ensemble chariot-galets-surface de roulement, par exemple par des douilles de guidage à billes.
- On peut également utiliser des doubles articulations pour réaliser la liaison entre le sommet des colonnes verticales du pont passerelle et la poutre du pont roulant, ces doubles articulations comportant une articulation ayant un axe dans la direction x'x et un axe dans la direction y'y, pour la mise en balancement de la structure autour de ces axes, en cas de sollicitations dépassant un certain niveau. Il est cependant nécessaire dans ce mode de réalisation de prévoir également des liaisons articulées autour d'axes disposés dans la direction y'y à la partie inférieure des colonnes verticales pour leur liaison avec la passerelle. Ces articulations peuvent étre immobilisées grâce à des goupilles de cisaillement tel qu'il a été décrit associées chacune à une articulation ou encore immobilisées dans leur ensemble par un élément oblique de rigidification de l'ensemble du pont passerelle comportant une pièce de rupture. L'ensemble des liaisons mobiles du pont passerelle est alors libéré par rupture de cette pièce unique, pour la mise en balancement autour de l'axe x'x et autour de l'axe y'y de la structure suspendue du pont passerelle.
- Il est également possible de prévoir des moyens de liaison entre les colonnes verticales du pont passerelle et la poutre horizontale du pont roulant principalement du type à chariots et ensembles élastiques de rappel, deux chariots étant superposés pour chacune des colonnes dont l'un a une possibilité de déplacement dans la direction x'x et l'autre dans la direction y'y. L'un des chariots est suspendu de façon rigide à la partie inférieure de la poutre du pont roulant et l'autre chariot auquel est reliée de façon rigide la colonne verticale du pont passerelle correspondant est suspendu au premier chariot. On obtient ainsi, lorsque les sollicitations dépassent la limite de déformation des ensembles à ressort, un déplacement en translation du pont passerelle dans la direction x'x et dans la direction y'y, sous l'effet des sollicitation horizontales accompagnant le séisme.
- La structure du pont passerelle peut être différente de celle qui a été décrite et en particulier il est possible d'utiliser un ensemble de trois colonnes verticales toutes reliées par des liaisons mobiles à la poutre horizontale du pont roulant, seule la colonne centrale assurant la reprise des efforts transversaux et la rigidité du pont passerelle. La structure décrite dans l'exemple de réalisation présente cependant une plus grande simplicité et une plus grande efficacité quant à la rigidification de la structure.
- Il serait également possible de concevoir une structure ne comportant qu'une seule colonne de suspension sous la poutre horizontale portant un élément horizontal à sa partie inférieure.
- De façon générale, la structure suivant l'invention peut s'appliquer dans tous les cas où un élément doit être suspendu sous une poutre horizontale mobile ou non reposant sur un bâtiment construit dans une zone exposée aux séismes. L'invention peut donc s'appliquer dans la construction métallique en général, dans le domaine du bâtiment à usage industriel ou non industriel et en particulier dans la construction d'usines situées dans des régions exposées aux séismes.
Claims (9)
1.- Structure métallique élancée à protection anti-sismique suspendue en-dessous d'une poutre horizontale (22) reposant sur un bâtiment (20), du type comportant au moins une colonne verticale rigide (24-25) fixée par sa partie supérieure sous la poutre horizontale (22) et reliée à sa partie inférieure à un élément horizontal rigide (30),
caractérisée par le fait que la liaison entre la partie supérieure de la colonne verticale rigide (24, 25) et la poutre horizontale (22) est assurée par des moyens de liaison (35, 49, 50 - 41, 47) permettant un déplacement de la structure en cas de séisme, au moins dans sa partie inférieure, dans deux directions principales du plan horizontal, ces moyens de liaison (35, 49, 50 - ..1) étant associés à au moins un élément de rigidification (54, 47) de la structure assurant son comportement rigide en marche normale et susceptible de s'effacer sous l'effet des contraintes dues à un séisme pour libérer les moyens de liaison mobiles (35, 49, 50 - 41).
caractérisée par le fait que la liaison entre la partie supérieure de la colonne verticale rigide (24, 25) et la poutre horizontale (22) est assurée par des moyens de liaison (35, 49, 50 - 41, 47) permettant un déplacement de la structure en cas de séisme, au moins dans sa partie inférieure, dans deux directions principales du plan horizontal, ces moyens de liaison (35, 49, 50 - ..1) étant associés à au moins un élément de rigidification (54, 47) de la structure assurant son comportement rigide en marche normale et susceptible de s'effacer sous l'effet des contraintes dues à un séisme pour libérer les moyens de liaison mobiles (35, 49, 50 - 41).
2.- Structure métallique élancée suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de liaison mobiles entre la colonne verticale (24, 25) et la poutre horizontale (22) sont constitués par au moins une articulation (35, 49, 50) à axe horizontal et par un chariot (41) portant l'articulation (35, 49, 50) associé à des moyens de guidage de ces déplacements disposés suivant une direction parallèle à l'axe d'articulation, l'élément de rigidification associé à l'articulation (35, 49, 50) étant une goupille de cisaillement (54) et l'élément de rigidification associé au chariot (41) un élément élastique dissipateur d'énergie ou non (47) intercalé entre le chariot et une pièce d'appui (37) solidaire de la poutre horizontale (22).
3.- Structure métallique élancée suivant la revendication 2, caractérisée par le fait quel'élément de rigidification associé à l'articulation (35-49-50) est un ensemble à ressort au lieu d'une goupille de cisaillement.
4.- Structure métallique élancée suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de liaison entre la partie supérieure de la colonne verticale (24, 25) et la poutre horizontale (22) sont constitués par deux articulations superposées ayant des axes perpendiculaires.
5.- Structure métallique élancée suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de liaison mobiles entre la partie supérieure de la colonne verticale (24, 25) et la poutre horizontale (22) sont constitués par deux chariots superposés comportant des moyens de guidage disposés dans deux directions horizontales principales, les moyens de guidage du premier chariot étant suspendus sous la poutre horizontale (22) et les moyens de guidage du second chariot, sous le premier chariot et chacun des chariots étant associé à un moyen de rappel élastique dissipateur d'énergie ou non intercalé entre le chariot et une pièce d'appui fixe par rapport à ce chariot.
6.- Structure métallique élancée suivant la revendication 1,
caractérisée par le fait que la poutre horizontale est constituée par la poutre (22) d'un pont roulant se déplaçant sur des rails horizontaux (23) et qu'elle comporte deux colonnes verticales en treillis métallique rigidifié dans les directions transversales (24, 25) reliées à leur partie inférieure à une passerelle (30) horizontale, chacune des colonnes (24, 25) étant reliée à la poutre (22) par l'intermédiaire de moyens de liaison mobiles dans la direction longitudinale de la passerelle (30) et dans la direction horizontale perpendiculaire à cette direction longitudinale de la pla- teforme.
caractérisée par le fait que la poutre horizontale est constituée par la poutre (22) d'un pont roulant se déplaçant sur des rails horizontaux (23) et qu'elle comporte deux colonnes verticales en treillis métallique rigidifié dans les directions transversales (24, 25) reliées à leur partie inférieure à une passerelle (30) horizontale, chacune des colonnes (24, 25) étant reliée à la poutre (22) par l'intermédiaire de moyens de liaison mobiles dans la direction longitudinale de la passerelle (30) et dans la direction horizontale perpendiculaire à cette direction longitudinale de la pla- teforme.
7.- Structure métallique suivant la revendication 6,
caractérisée par le fait que chacune des colonnes horizontales (24, 25) est suspendue à la partie inférieure de la poutre (22) par un ensemble de moyens de liaison constitués par un chariot (41) associé à des moyens de guidage (36a, 36b) horizontaux et parallèles à la poutre (22) et à la passerelle (30) et une articulation (35, 49, 50) dont l'axe (50) est parallèle au moyen de guidage (36a, 36b) du chariot (41) portant la colonne (24, 25) correspondante et suspendue au chariot (41), l'élément de rigidification de l'articulation (35, 49, 50) étant constitué par une goupille à cisaillement (54) et le chariot (41) étant associé à un moyen de rappel et de maintien constitué par un élément élastique dissipateur d'énergie ou non (47) intercalé entre le chariot et une pièce d'appui (37) solidaire de la poutre (22).
caractérisée par le fait que chacune des colonnes horizontales (24, 25) est suspendue à la partie inférieure de la poutre (22) par un ensemble de moyens de liaison constitués par un chariot (41) associé à des moyens de guidage (36a, 36b) horizontaux et parallèles à la poutre (22) et à la passerelle (30) et une articulation (35, 49, 50) dont l'axe (50) est parallèle au moyen de guidage (36a, 36b) du chariot (41) portant la colonne (24, 25) correspondante et suspendue au chariot (41), l'élément de rigidification de l'articulation (35, 49, 50) étant constitué par une goupille à cisaillement (54) et le chariot (41) étant associé à un moyen de rappel et de maintien constitué par un élément élastique dissipateur d'énergie ou non (47) intercalé entre le chariot et une pièce d'appui (37) solidaire de la poutre (22).
8.- Structure métallique suivant la revendication 6,
caractérisée par le fait que chacune des colonnes (24, 25) est suspendue à la poutre (22) par l'intermédiaire d'une double articulation dont les éléments constituant ont des axes horizontaux perpendiculaires entre eux et sont suspendus pour le premier à la poutre (22) et pour le deuxième au premier élément,
et que la partie inférieure de chacune des colonnes verticales (24, 25) est reliée à la passerelle (30) par l'intermédiaire d'une articulation dont l'axe est perpendiculaire à la direction longitudinale de la passerelle (30).
caractérisée par le fait que chacune des colonnes (24, 25) est suspendue à la poutre (22) par l'intermédiaire d'une double articulation dont les éléments constituant ont des axes horizontaux perpendiculaires entre eux et sont suspendus pour le premier à la poutre (22) et pour le deuxième au premier élément,
et que la partie inférieure de chacune des colonnes verticales (24, 25) est reliée à la passerelle (30) par l'intermédiaire d'une articulation dont l'axe est perpendiculaire à la direction longitudinale de la passerelle (30).
9.- Structure métallique suivant l'une quelconque des revendications 6, 7 et 8,
caractérisée par le fait qu'elle constitue un pont passerelle disposé au-dessus de la piscine du combustible d'un réacteur nucléaire.
caractérisée par le fait qu'elle constitue un pont passerelle disposé au-dessus de la piscine du combustible d'un réacteur nucléaire.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8411857 | 1984-07-26 | ||
FR8411857A FR2568235B1 (fr) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Structure metallique elancee a protection antisismique suspendue en dessous d'une poutre horizontale reposant sur un batiment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0172092A1 true EP0172092A1 (fr) | 1986-02-19 |
Family
ID=9306519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP85401537A Withdrawn EP0172092A1 (fr) | 1984-07-26 | 1985-07-25 | Structure métallique élancée à protection anti-sismique suspendue en dessous d'une poutre horizontale reposant sur un bâtiment |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0172092A1 (fr) |
FR (1) | FR2568235B1 (fr) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0533977A1 (fr) * | 1991-09-26 | 1993-03-31 | INTERSER GROUP S.r.l. | Dispositif déplaçable en hauteur pour l'installation de conduites et l'exécution de travaux d'entretien dans des bâtiments industriels |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2734028A1 (de) * | 1977-07-28 | 1979-02-15 | Noell Gmbh | Erdbebensicherung fuer einen laufkran |
GB2106854A (en) * | 1981-09-29 | 1983-04-20 | Nukem Gmbh | An apparatus for lifting up remote handling equipment |
-
1984
- 1984-07-26 FR FR8411857A patent/FR2568235B1/fr not_active Expired
-
1985
- 1985-07-25 EP EP85401537A patent/EP0172092A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2734028A1 (de) * | 1977-07-28 | 1979-02-15 | Noell Gmbh | Erdbebensicherung fuer einen laufkran |
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EP0533977A1 (fr) * | 1991-09-26 | 1993-03-31 | INTERSER GROUP S.r.l. | Dispositif déplaçable en hauteur pour l'installation de conduites et l'exécution de travaux d'entretien dans des bâtiments industriels |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2568235A1 (fr) | 1986-01-31 |
FR2568235B1 (fr) | 1986-12-26 |
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