FR1465110A - Grue à portique et poutre pour celle-ci - Google Patents

Description

<B>Grue à portique et poutre pour celle-ci.</B> L'invention a pour objet de façon générale des grues à portique et une poutre perfec tionnée destinée à celles-ci.

Les grues à portique du type visé dans la présente invention doivent être capables de supporter une charge qui est fortement con centrée en un point de la section de la poutre et ces poutres sont soumises à trois types fon damentaux d'efforts : verticaux, latéraux et de torsion. Antérieurement, ces poutres pré sentaient nécessairement un poids et une section considérables afin de supporter en toute sécurité les efforts qui leur sont impo sés. Par suite, non seulement ces poutres étaient coûteuses et nécessitaient une place considérable pour leur installation, mais encore, il fallait que le chariot soutenu entre deux de ces poutres présente une envergure considérable.

Suivant l'invention, on prévoit une poutre de grue qui est beaucoup plus légère et plus petite qu'une poutre antérieure de rigidité et de solidité comparables.

Plus précisément, l'invention prévoit une poutre du type ci-dessus dans laquelle on détermine le centre de cisaillement de la sec tion en proportionnant la section de la façon voulue pour maintenir à un minimum la tor sion due à une flexion asymétrique. De pré férence, le plan d'application des efforts passe par le centre de cisaillement de la section de poutre.

L'invention prévoit une poutre du type ci- dessus qui est constituée par une poutrelle à section en C modifiée et d'une poutrelle en caisson de section rectangulaire. Il en résulte une poutre qui est économique à fabriquer, quia une rigidité latérale suffisante et dont le centre de cisaillement est proche des lignes d'action des vecteurs de charge. Il est pos sible d'utiliser une poutrelle en caisson de dimension relativement petite pour assurer une rigidité suffisante à la torsion.

L'invention propose une poutre de pont pour grue à portique présentant des proprié tés de section qui comprennent le faible poids des poutrelles I ou WF usuelles, joint à la rigidité à la torsion d'une poutre en caisson usuelle. La poutre comprend une aile supé rieure large qui assure la rigidité latérale de manière à résister aux efforts dûs à l'accé lération, à la décélération et à la traction latérale qui sont mises en jeu dans les cons tructions utilisant l'invention.

L'invention fournit de façon générale une grue à portique perfectionnée présentant le minimum d'envergure et une conception éco nomique.

Ces buts ainsi que d'autres buts de l'inven tion apparaissent au fur et à mesure de la description ci-après qui se réfère aux dessins annexés, sur lesquels La figure 1 est une vue latérale d'une pou tre de grue suivant l'invention; La figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; La figure 3 est une coupe agrandie de l'une des poutres de la figure 2 ; La figure 4 est une perspective fragmentaire éclatée montrant la liaison entre la poutre et le boggie; Les figures 5 à 9 sont des coupes schéma tiques de divers types de poutrelles, les pou trelles des figures 5 et 6 étant usuelles; Les figures 10 à 14 sont des diagrammes indiquant la distribution des efforts normaux dans les poutrelles respectives des figures 5 à 9 (et dans lesquelles -i- indique tension et - indique compression).

On considérera maintenant les dessins plus en détail ; la grue C est montée sur des rails appropriés 1, 2 supportés par toute superstruc- tune appropriée indiquée partiellement en 3 et 4. La grue comprend deux poutres G espa cées et parallèles, qui sont fixées rigidement ensemble à leurs extrémités par des boggies S et 6. Chacun de ces boggies présente une paire de roues 7, 8, de sorte que<B>-</B>de façon générale, une roue est située à chaque coin de la grue, ces roues étant guidées par les rails 1 et 2. Comme on le voit sur les- figures 1, 2 et 3, les extrémités des poutres ont une hauteur réduite et- les poutres et les boggies présentent des sur faces respectives de - butée 12 et 13 qui peu vent être maintenues ensemble de toute façon appropriée, par exemple par soudage ou grâce à des boulons -=14: Des moteurs d'entraîne ment 11 sont prévus pour une partie au moins des roues pour fournir la force motrice néces saire pour propulser la grue le long des rails, et en cas de besoin, on trouvera une descrip tion plus complète - de ces moteurs, dans la demande de brevet- française déposée ce même jour au nom de la - demanderesse pour Ensemble d'entraînement incorporé- et coaxial pour roues de grue .

Comme le montrent les figures 1 et 2, un chariot usuel T est monté sur la grue C et entraîné le long de celle-ci sur d'autres rails 15 placés et fixés rigidement chacun sur le haut de l'une des poutres G: A cet effet, le chariot possède quatre roues 16 et une -source propre de force motrice constituée par le moteur élec trique 20. Un treuil comprenant un crochet -21, un câble 22 et son- tambour 23 fait aussi par tie du chariot.

De façon générale, ces grues C peuvent avoir une- longueur considérable; plus spécialement, les poutres G-peuxeut avoir une longueur con sidérable et doivent pouvoir supporter une charge de plusieurs tonnes. En conséquence, la solidité et le poids des poutres elles-mêmes ont une importance extrême. Les poutres de grue du type ci-dessus sont soumises à plusieurs composantes fondamen tales. Par exemple; elles sont soumises à un effort vertical dû à des efforts dynamiques comme la charge de crochet, le poids du cha riot et le choc. Un effort vertical résulte aussi de charges statiques comme le poids des pou tres elles-mêmes,- de la machinerie, etc. Ces poutres sont aussi soumises à un effort laté ral dû à l'accélération, à la décélération, à la traction latérale et à des efforts d'oscillation. En outre, elles subissent des moments de tor sion résultant d'une application excentrique des efforts vertical ou latéral ou de tous les deux.

Comme le montrent les figures 5 à 9, l'ef fort maximal de torsion est obtenu lorsque les diverses composantes de torsion agissent dans <B>le</B> même sens: Maximum M = aL -E- bV,-si l'on appelle<I>a</I> et<I>b</I> les bras de moment respectifs des vecteurs de charge latérale et verticale, L et V, relativement au centre de cisaille ment SC. Le centre de gravité de la section est appelé CG.

Sur les figures 10 à 14, on a indiqué les efforts de traction avec un signe positif et les efforts de compression avec un signe négatif.

Les figures 5 à 9 représentent différents types de poutres de grue. Les figures 5 et 6 représentent des poutrelles usuelles, qui sont respectivement une poutrelle en caisson et une poutrelle -en I. Les figures 7 et 8 mon trent une poutrelle en C et une poutrelle en C modifiée, que l'on a représentées et décri tes pour illustrer l'invention, celle-ci étant représentée par la figure 9 qui montre une poutrelle réalisée conformément â l'invention.

On considérera maintenant plus précisément la poutre représentée par les figures 5 et<B>10;</B> on notera que cette section en caisson pré sente une très grande rigidité â la torsion. Mais cette forme de poutre présente des incon vénients qui sont une utilisation médiocre de la matière (deux plaques d'âme sont nécessai res), un. grand rapport entre poids mort et capacit6 (spécialement pour les: petites enver gures), -et la nécessité d'un grand nombre de diaphragmes intérieurs parce que l'effort ver tical ne s'applique pas aux âmes.

La poutre en X représentée par les figu res 6 et 11 présente une utilisation de matière relativement bonne de sorte qu'elle est rela tivement légère. Mais elle a une rigidité laté rale limitée et une rigidité médiocre en tor sion. Dans les poutres de ce type, il faut des angles de coin ou des entretoises auxiliaires pour obtenir une stabilité suffisante.

La forme de poutrelle en C des figures 7 et 12 donne une bonne utilisation de la matière et une rigidité latérale suffisante. Etant -donné la rigidité en torsion qui est extrêmement médiocre (noter l'emplacement du centre de cisaillement), ces poutrelles ne peuvent pas servir, -dans la plupart des cas, pour les pou tres principales: La poutrelle en C modifiée des figures 8 et 13 donne une meilleure utilisation de matière que le type C normal et l'emplacement du centre de cisaillement est aussi meilleur. La rigidité à la torsion, cependant, est encore insuffisante, ce -qui empêche d'utiliser ce type dans des applications générales comme poutre de grue: La structure représentée par les figures 9 et 14 est conçue conformément à l'invention et constitue une combinaison de la, structure en caisson et de la structure en C modifiée. On a trouvé que cette structure nouvelle donne une utilisation de matière très. efficace, une rigidité latérale suffisante, et que le centre de cisaillement est proche des lignes d'action des vecteurs de charge. Avec cette nouvelle structure combinée, une petite section en cais son peut assurer une rigidité suffisante à la torsion et l'effort de compression peut être distribué sur plusieurs éléments rigides en plaque 26, 26a et 28. Des goussets 25 sont soudés à l'intérieur de la portion en C modi fiée de la poutre, comme le montre la figure 3, et ces goussets présentent un rebord de ren forcement 25a, dirigé normalement au gousset lui-même, le long du bord extérieur incliné. Ces goussets empêchent un bombement de la paroi 29 et du rebord 26.

La structure nouvelle assure une réduction considérable de poids en comparaison de la structure usuelle de poutre. Les propriétés de section de la structure nouvelle combinent la légèreté des poutrelles I ou WF usuelles avec la rigidité à la torsion d'une poutre usuelle en caisson. L'aile supérieure large 26 assure la rigidité latérale nécessaire qui est essen tielle dans la structure de la poutre de grue pour résister aux efforts dûs à l'accélération, à la décélération et à la traction latérale. L'aile 26 présente le long de son bord exté rieur une aile de renforcement dressée 26a. La structure nouvelle comprend aussi l'aile inférieure étroite 27 et une section relative ment étroite en rectangle ou en caisson 28 fixée à la paroi verticale 29 au sommet de celle-ci et auprès de l'aile supérieure large 26. Le cais son 28 est situé du côté intérieur de la pou tre (fig. 3) et l'aile supérieure s'étend vers l'extérieur relativement au chatoir. Autrement dit, le caisson 28 est situé, par rapport à la paroi 29, du côté opposé aux ailes 26 et 27. Le rail 15 est placé dans l'alignement vertical de la paroi verticale 29.

L'effort de compression dans la paroi verti cale 29 augmente en partant de zéro en un point 30 (fig. 14) situé à peu près à mi-chemin de sa hauteur pour arriver à un effort maxi mal à l'extrémité supérieure de la paroi. Pour empêcher la paroi 29 de bomber et pour assu rer la rigidité latérale nécessaire, on a trouvé préférable que la section en caisson 28 s'étende vers le bas sur environ 20 % de la hauteur de la paroi verticale. Autrement dit, il est préférable que la hauteur de la paroi représente environ 5 fois la hauteur de la sec tion en caisson.

Pour régler l'emplacement du centre de cisaillement de la nouvelle section de poutre, on proportionne la section de manière à main tenir à un minimum la torsion due à une flexion asymétrique. Dans le cas idéal, le plan d'application des efforts passe par le centre de cisaillement de la section de poutre. Un avantage supplémentaire de la nouvelle poutre réside dans sa section asymétrique, l'aile supérieure se dirigeant de façon générale vers l'extérieur de la grue, ce qui réduit au minimum la distance nécessaire entre les rails de chariot. Il en résulte une grue d'en vergure minimale, comme le montre la figure 2, ce qui donne le maximum d'économie.

Pour obtenir la section solidaire des nou velles poutres allongées en acier de l'inven tion, on peut opérer par pliage, par soudage ou bien utiliser des sections filées pour les parties constitutives de la poutre, ou bien appliquer des combinaisons de ces méthodes de fabrication.

Claims (1)

1. RÉSUMÉ La présente invention concerne notamment 11, Une poutre allongée en acier pour grue à portique présentant une section transver sale solidaire et qui comprend : une forme en C modifiée comprenant une paroi verticale, une aile supérieure large partant du bord supé rieur de la paroi et se dirigeant vers un côté de celle-ci, une aile inférieure plus étroite par tant du bord inférieur de la paroi et se diri geant dudit côté de celle-ci, et une forme rec tangulaire relativement petite, à l'extrémité supérieure de la paroi, du côté opposé aux ailes ; 2 Une forme de réalisation de la poutre sui vant 1 , caractérisée par le fait que la paroi présente une hauteur verticale représentant environ 5 fois celle de la hauteur de la forme rectangulaire ; 3 Une grue à portique comprenant deux poutres espacées, pratiquement parallèles et fixées rigidement ensemble, un rail monté lon gitudinalement sur chaque poutre le long du côté supérieur de celles-ci, ces rails étant con çus pour supporter un chariot porteur de charge en lui permettant de s'y mouvoir, cha cune des poutres étant formée d'acier et pré sentant une forme de section qui comprend une forme en C modifiée comprenant une paroi verticale, une aile supérieure large par tant du bord supérieur de la paroi et se diri geant d'un côté de celle-ci, une aile inférieure plus étroite partant du bord inférieur de la paroi et se dirigeant dudit côté de celle-ci, et une forme rectangulaire relativement petite prévue à l'extrémité supérieure de la paroi, du côté opposé aux ailes; les poutres ayant une disposition relative telle que leurs formes rectangulaires sont disposées vers l'intérieur l'une près de l'autre, de manière à réduire au minimum la distance entre les rails et à maintenir à un minimum la largeur du cha- toir ; 4 Une forme de réalisation de la grue sui- vaut 3 , caractérisée par le fait que la paroi verticale présente une hauteur environ 5 fois supérieure à celle de la forme rectangulaire; 5o Une grue à portique qui comprend deux poutres espacées pratiquement parallèles, des boggies disposés transversalement et fixés rigi- - dement entre les extrémités correspondantes des poutres de manière à former une grue qui a une forme générale rectangulaire dans le plan, chacune des poutres étant en métal et présentant une forme de section qui com prend: une forme en C modifiée comprenant une paroi verticale, une aile supérieure large partant du bord supérieur et se dirigeant vers un côté de celui-ci, à l'extérieur de la grue, une aile inférieure plus étroite partant du bord inférieur de la paroi et se dirigeant dudit côté, et une forme rectangulaire relati vement petite, prévue à l'extrémité supérieure de la paroi et du côté intérieur, à l'opposé des ailes ; 6 Une forme de réalisation de la grue sui vant 5 , dans laquelle la paroi verticale pré sente une hauteur environ 5 fois supérieure à celle de la forme rectangulaire; 7 Une grue à portique comprenant deux poutres espacées, pratiquement parallèles, des boggies disposés transversalement et fixés rigi dement entre les extrémités correspondantes des poutres de manière à former une grue qui a une forme générale rectangulaire dans le plan, un rail monté longitudinalement sur chaque poutre et le long du côté supérieur de celui-ci, les rails étant conçus pour soute <U>nir</U> un chariot porteur de charge en lui per mettant de se mouvoir le long de ceux-ci, cha cune des poutres étant en métal et présen tant une'forme de section qui comprend : une forme en C modifiée comprenant une paroi verticale, une aile supérieure large partant du bord supérieur de la paroi et se dirigeant d'un côté de celle-ci, une aile inférieure plus étroite partant du bord inférieur de la paroi et se dirigeant dudit côté de celle-ci, et une forme rectangulaire relativement petite pré vue à l'extrémité supérieure de la paroi, du côté opposé aux ailes; les poutres ayant une disposition relative telle que leurs formes rec tangulaires sont disposées vers l'intérieur l'une près de l'autre, de manière à réduire au mini mum la distance entre les rails, les rails étant pratiquement situés dans l'alignement vertical des parois verticales 8 Une forme de réalisation de la grue sui vant 7 , dans laquelle les poutres présentent des portions terminales réduites et les bo gies sont fixés de façon détachable à ces por tions.