WO2001004039A1 - Procede et dispositif pour stabiliser par des ancrages un mat construit par rehausses successives et applications - Google Patents

Procede et dispositif pour stabiliser par des ancrages un mat construit par rehausses successives et applications Download PDF

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WO2001004039A1
WO2001004039A1 PCT/FR2000/002013 FR0002013W WO0104039A1 WO 2001004039 A1 WO2001004039 A1 WO 2001004039A1 FR 0002013 W FR0002013 W FR 0002013W WO 0104039 A1 WO0104039 A1 WO 0104039A1
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mast
anchoring
anchor
distance
movable
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Inventor
Raymond Sailly
Xavier Lombard
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Bouygues Batiment
Xl Developpement
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/20—Side-supporting means therefor, e.g. using guy ropes or struts

Definitions

  • the invention relates to the stabilization by anchors of a vertical mast constructed by successive risers.
  • mass designates a vertical construction of horizontal cross section substantially constant in the height of the construction and the largest horizontal dimension of which is much less than the vertical dimension of the construction.
  • the publication FR 2 173 853 describes a crane with which a sliding frame is associated which can move vertically on rails made up of sections which are successively placed on a building.
  • the crane is initially built and the entire crane is moved by sliding the frame.
  • the publication FR 2 062 015 relates to the installation of an antenna on a pylon made up of guyed sections and aims to solve the problem of the crossing of the attachment zones of the guy wires by the antenna, by means of a crown which surrounds the pylon, which carries the antenna and which one slides along the pylon, which was previously built and guyed.
  • Publication DE 38919 simply describes a telescopic mast, the first and last sections of which are connected to winches by respective cables.
  • the invention applies in particular to the stabilization of a crane, an antenna, a chimney, a bridge deck constructed horizontally.
  • the crane mast is subjected mainly to wind forces, lifting torque and torsional torque due to the orientation of the distributing jib.
  • the crane is balanced and the wind speed zero, the mast is only subjected to simple compression. The greatest forces are generated by storm winds.
  • the surfaces subjected to the wind are the mast on the one hand and the orientation - boom, counter-boom, telescoping cage system located at 1 upper end of the mast.
  • the weaker the lever arm between the last anchoring and the rotating part the less the moment induced in the mast.
  • the mast must not be subjected to a greater torque than that for which it was designed. As a result, there is a limit height from the ground beyond which the crane is no longer freestanding.
  • Site requirements such as flying over another crane (interference of an arrow passing between the building and an arrow located above), the length of the slings and the height of the parts to be lifted, the difference in altitude between the central core built before the peripheral structure with a offset by 3 to 4 levels, so that the minimum hook height required in relation to the height of the building can be of the order of 30 m.
  • An object of the present invention is to stabilize the mast with a reduced number of anchors compared to that required according to the conventional solution.
  • the mast with a mobile anchoring structure connected continuously by connections to anchor points located at a distance from the mast and by moving this structure by vertical translation on the mast as and as the mast is constructed to maintain the mast possibly in cooperation with one or more fixed anchoring devices progressively established as necessary, below the mobile anchoring device, as the elevation of the mobile anchoring device.
  • the sliding anchor may progressively rise following the construction, one or more fixed anchors being necessary only when the length of the mast between the ground and the sliding anchor is too great having regard to the wind forces and buckling stresses to which he is submissive.
  • the invention also has one or more of the following characteristics:
  • the anchoring points located at a distance are moved by sliding on a holding structure, simultaneously with the movement of the mobile anchoring structure.
  • the anchoring points located at a distance are moved on rails with which the supporting structure is fitted.
  • anchor points located at a distance which are fixed and they are connected to the mobile anchor structure by connections whose length is varied during the movement of the mobile anchor structure, use is made of connections by cables whose tension is maintained.
  • a device for implementing the method of the invention comprises an anchoring structure mounted to slide on the mast and connected continuously by connections to anchoring points located at a distance from the mast.
  • this device comprises a frame which surrounds the mast and which carries contact rollers with the mast.
  • the anchoring device is for example self-propelled or moved by means of a winch or the crane, in particular if necessary by means of the crane's telescoping cage.
  • FIGS 1 to 5 are diagrams of successive steps in raising the mast of a crane to all, respectively according to a conventional process (steps A, B, C, D, E) and according to a process according to l ⁇ invention (steps A ', B', C, D ', E').
  • FIG. 6 is an elevational diagram of a mast of the crane including the movable anchoring device on the mast is connected to movable anchor points on a building constructed by means of the crane;
  • Figure 7 is a horizontal section of the anchoring device, and
  • - Figure 8 is a diagram of anchoring the mast by stays at fixed anchor points.
  • FIG. 1 shows a crane (F, M) used to construct a building (B) and whose mast
  • (M) was connected to the building by a fixed anchor Li, for example at a height of about 30 m, sufficient to hold the mast until the crane boom reached a height of about 60 m.
  • the fixed anchor Li is replaced by a sliding anchor C, located at the same level.
  • the crane mast has been raised by around 20 m, which in the case of a conventional stabilization process required the installation of a second fixed anchor L 2 at 50 m in height, whereas in the method of the invention, the movable anchor was made to slide to this height.
  • Figures 3 to 5 show the following stages of raising the mast from 20 m to 20 m up to, for example, a height of 180 m: in the conventional method, seven fixed connections L x to L 7 were necessary whereas according to the method of the invention, the mobile anchor was made to slide progressively, by making only two fixed anchors L ' x and L' 2 , respectively at 60 m and 120 m in height.
  • the crane can be telescoped up to 240 m without the need to add fixed anchors, while the conventional solution requires adding three anchors. fixed, ie ten fixed anchors on the one hand and three on the other.
  • anchoring in the preceding description, we have designated all of the anchoring relating to an anchoring level.
  • a device for example which comprises (FIGS. 6 and 7):
  • a frame (1) which surrounds the mast (M) of the crane and which can slide on the mast by means of rollers (2).
  • a braced connecting frame (S) made up of profiles (3-6) and slides (7), integral with the frame and which connects the frame to the building which is provided with two spaced vertical rails (R) to allow the sliding of the frame on the building as the frame slides on the mast (M).
  • anchor points (A) on the building which are relatively horizontally spaced, which limits the forces induced in the anchor points all the more.
  • the guyed sliding frame (1) is connected by cables (H) to fixed anchor points (A).
  • These anchoring points comprise for example cable reserves and jacks which make it possible to keep the cables taut while varying their length on demand under the effect of the elevation of the sliding frame.
  • the sliding frame is raised by any suitable means.
  • it is fixed to the telescoping cage (8) of the crane, the movement of which it follows.
  • the sliding frame When the crane is in its freestanding configuration without anchoring, the sliding frame is connected to the telescoping cage, which is disconnected or not from the rotating part of the crane.
  • Four shrouds are attached to the four corners of the sliding frame and of sufficient length to be used up to the maximum expected height of use of the tower crane.
  • a double jack system is used to ensure the connection between each anchor point on the ground and each guy.
  • the jack-to-cable connection is ensured, for example, by a locking system using self-locking conical half-olives.
  • the double cylinder system works on the principle of step by step.
  • Each set of four cylinders working together is controlled by a synchronization device which makes it possible to control an identical elongation of the four cylinders.
  • This synchronization can be ensured by a system of four coupled gear pumps, each controlling the flow rate of a cylinder.
  • a pressure limiter system at a preset minimum value allows the cylinders to lengthen as the sliding anchor frame is pulled by the telescoping cage, while keeping a tension ensuring the maintenance of the mast of the crane.
  • the cylinders are secured by mechanical locking systems.
  • the invention is not limited to these embodiments.

Landscapes

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  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

L'invention concerne la stabilisation d'un mât vertical construit par rehausses successives. On munit le mât (M) d'une structure d'ancrage mobile (1) par translation verticale sur le mât et que l'on relie en continu à des points d'ancrage (A) situés à distance du mât. L'invention s'applique notamment à l'ancrage du mât d'une grue.

Description

Procédé et dispositif pour stabiliser par des ancrages un mât 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.
La publication FR 2 173 853 décrit une grue à laquelle est associé un cadre coulissant qui peut se déplacer verticalement sur des rails constitués de tronçons que l'on met en place successivement sur un immeuble. Dans cette publication, la grue est construite initialement et c'est l'ensemble de la grue que l'on déplace en faisant coulisser le cadre.
La publication FR 2 062 015 est relative à la mise en place d'une antenne sur un pylône constitué de tronçons haubanés et vise à résoudre le problème du franchissement des zones d'accrochage des haubans par l'antenne, au moyen d'une couronne qui entoure le pylône, qui porte l'antenne et que l'on fait glisser le long du pylône, lequel a été préalablement construit et haubané.
La publication DE 38919 décrit simplement un mât télescopique dont le premier et le dernier tronçon sont reliés à des treuils par des câbles respectifs.
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 dû 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 1 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 autostable.
Il est donc nécessaire, dans la pratique, de stabiliser le mât de la grue par un ou plusieurs dispositifs d'ancrage appropriés dès lors que la hauteur du mât dépasse cette hauteur limite, qui est généralement de l'ordre de 60 m.
Il existe également une limite d' autostabilité 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 autostable maximum de 50 m au dessus de dernier ancrage, on voit qu'il est nécessaire d'ancrer tous les 20 m.
Un but de 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 à des points d' ancrage situés 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 encore 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 points d' ancrage situés à distance sur des rails dont on équipe la structure maintenante. - on relie les points 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 œuvre du procédé de l'invention comprend une structure d'ancrage montée à coulisse sur le mât et relié en continu par des liaisons à des points d'ancrage situés à distance du mât.
Dans une solution préférée, ce dispositif comprend un cadre qui entoure le mât et qui porte des galets de contact avec le 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 œuvre 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 tout, respectivement suivant un procédé classique (étapes A,B,C,D,E) et selon un procédé conforme à lλinvention (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, et - la figure 8 est un schéma d' ancrage du mât au moyen de haubans à des points d'ancrage fixes.
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 Li, 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 Li 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 fixe 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 Lx 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' x 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 1' 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 œuvre 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) . - une charpente de liaison contreventée (S) constitués 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 autostable 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 demi-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.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour stabiliser par des ancrages un mât vertical construit par rehausses successives dans lequel on munit le mât d'une structure dΛancrage mobile que l'on relie en continu par des liaisons à des points d'ancrage situés à distance du mât et on déplace cette structure mobile 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 de la structure d'ancrage mobile, au fur et à mesure de l'élévation de la structure d'ancrage mobile.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on déplace les points d' ancrage situés à distance par coulissement sur une structure maintenante simultanément avec le déplacement de la structure d'ancrage mobile sur le mât.
3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel on déplace les points d'ancrage situés à distance sur des rails dont on équipe la structure maintenante.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3 dans lequel on relie les points d'ancrage situés à distance à la structure d' ancrage mobile sur le mât par des liaisons rigides et contreventées .
5. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on utilise des points d'ancrage situés à distance qui sont fixes et on les relie à la structure d'ancrage mobile sur le mât par des liaisons dont on fait varier la longueur et que l'on maintient tendues pendant le déplacement du dispositif d'ancrage mobile sur le mât.
6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel on utilise des liaisons constituées par des câbles dont on maintient la tension.
7. Dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, qui comprend une structure d'ancrage (1) deplaçable 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.
8. Dispositif selon la revendication 7 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).
9. Dispositif selon la revendication 8 dont les points d'ancrage (A) situés à distance sont déplaçables sur des rails verticaux (R) fixés à la structure maintenante.
10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9 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) .
11. Dispositif selon la revendication 10 dont la charpente (S) définit deux points d'ancrage (A) situés à distance horizontale l'une de l'autre.
12. Dispositif selon la revendication 7 dont les points d' ancrage (A' ) situés à distance sont fixes et reliés à la structure d'ancrage mobile sur le mât par des câbles (H) de longueur variable maintenus tendus.
13. Dispositif selon la revendication 12 dont les points d'ancrage fixes (A') comportent des réserves de câble et des moyens pour maintenir la tension des câbles .
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13 dont la structure d'ancrage mobile sur le mât est un cadre (1) placé autour du mât.
15. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 14 dont la structure d'ancrage mobile sur le mât est autoélévatrice .
16. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 14 et qui comporte un treuil ou analogue pour déplacer la structure mobile sur le mât.
17. Application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6 ou d'un dispositif selon l'une des revendications 7 à 16 à la stabilisation d'une grue.
18. Application selon la revendication 17 ou la grue comporte une cage de télescopage, dans laquelle on utilise cette cage pour lever la structure d'ancrage mobile sur le mât.
19. Application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6 ou d' un dispositif selon l'une des revendications 7 à 16 à la stabilisation d'une antenne.
20. Application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6 ou d' un dispositif selon l'une des revendications 7 à 16 à la stabilisation d'une cheminée.
21. Application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6 ou d' un dispositif selon l'une des revendications 7 à 16 à la stabilisation d'un tablier de pont construit horizontalement.
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