Dimensionnement Des Chemins De Roulement.docx 3j6p59

DIMENSIONNEMENT des CHEMINS de ROULEMENT

GENERALITES

Sans entrer dans le détail de la technologie du pont, nous pouvons le décrire sommairement comme suit : le pont roulant est un appareil de levage motorisé, constitué d’une poutre montée à ses extrémités sur des sommiers à deux galets (exceptionnellement à quatre pour de fortes charges).

Cette poutre est équipée d’un chariot mobile avec palan électrique qui permet le levage et le déplacement transversaldes charges (mouvement de direction). Le déplacement de cette poutresur une voie de roulement permet le déplacement longitudinal des charges(mouvement de translation)

La voie de roulement elle-même estconstituée de deux chemins de roulement parallèles (généralementdisposés suivant l’axe longitudinal du bâtiment) . Ces chemins deroulement sont fixés sur consoles (appelés aussi ‘corbeaux’) soudées directement sur les poteaux de portique. Le chemin de roulement est constituéd’une poutre sur laquelle est fixé un rail de roulement. Le rail leplus simple et le plus couramment utilisé est un carré de 40 à 60 mm (enacier mi-dur pour en limiter l’usure) soudé directement sur la poutrepar soudure en quinconce.

Le rail soudé peut être pris encompte dans les caractéristiques mécaniques du chemin de roulement(moyennant une réduction pour tenir compte de son usure ) mais nous lenégligerons volontairement considérant que sa présence permet parailleurs de négliger les effets dynamiques ou les sollicitations souspoids propre que nous ignorerons.

En raison des dimensions despoteaux, des cotes d’encombrement et de age du pont, la portée dupont est sensiblement inférieure à la portée du portique qui lee. De même

, l’encombrement du pont en hauteur limite la positionde ce dernier par rapport au jarret de portique, fixe le niveau duchemin de roulement et conditionne la hauteur sous crochet que l’oncherche la plus haute possible pour un bâtiment donné.

Lorsque le palan est dans saposition la plus proche du chemin de roulement et qu’il soulève lacharge maximale pour laquelle il a été conçu, il provoque sur ses galetsune charge maximale notée R . Lorsqu’en plus il freine dans sonmouvement de direction, il provoque sur chaque galet des efforts defreinage horizontaux dont la valeur est prise égale à 0.1 R La poutre elle-même peut être réalisée en profilé reconstitué soudé ou en treillis mais nous ne nous intéresserons ici qu’à la poutre deroulement en profilé à chaud. Les meilleurs profilés pour réaliser cetype de poutre sont ceux de la gamme HEA ou HEB les seuls aux ailes assez larges pour reprendre des charges latérales de 0.1R agissant simultanément avec les charges verticales R

Aussi le dimensionnement du chemin de roulement est-il ramené au problème suivant : dimensionner une poutre de portée L soumise à deux charges à deux composantes chacune, (une charge verticale R et une charge horizontale 0.1R appliquée au niveau de l’aile supérieure) et distantes l’une de l’autre d’une valeur constante e

Le dimensionnement d’une telle poutre doit répondre à deux états limites : - état limite de service la limitation de flèche a pour but de garantir un bon fonctionnement du pont et les limitations les plus courantes en matière de pont sont : L / 500

L / 750

L / 1000

- état limite ultime sous charge pondérée et en flexion composée, le pont étant dans sa position la plus défavorable, le chemin de roulement doit rester élastique.

CHEMIN de ROULEMENT en TRAVEE SIMPLE

La position la plus défavorable est donnée par le théorème de Barré suivant figure cidessous :

Dans cette position, le moment maximal vaut M = (RL/2) (1 - e/2L) 2 mais cette valeur n’est vraie que tant que le galet extrême reste situé sur la poutre c’est à dire e/L<0.667 Lorsque e/L>0.5 on peut placer un galet sur l’axe de la poutre, l’autre étant extérieur et dans ce cas le moment maximal vaut M = RL / 4 entre ces deux valeurs maximales on choisira la première tant que : (1- e/2L)2<1/2 soit e/L<0.586 En ce qui concerne les flèches, dans la position du théorème de Barré la flèche en milieu de travée vaut f = (RL3/48 EI) [ 2 - 15/4 (e/L)2+ 7/4 (e/L)3] alors que dans le cas d’un seul galet situé sur l’axe f = (RL3/48 EI) entre ces deux valeurs on choisira la première tant que e/L<0.610

CHEMIN de ROULEMENT en TRAVEE DOUBLE

Pour des travées assez courtes, en tout cas inférieures à 8 - 9 mètres pour des raisons de transport, il peut être intéressant de livrer le chemin de roulement en une seule poutre continue sur deux travées. En effet, assurer la continuité de la poutre sur place est à déconseiller en raison des difficultés à la réaliser d’une part, mais aussi à cause de la grande variation des contraintes dans cette zone, ce qui a pour effet d’augmenter les phénomènes de fatigue, en particulier sur les soudures.

Au vu de la ligne d’influence desmoments en travée pour une poutre continue sur deux travées, onpositionne le premier galet à 0.4L de l’extrémité et dans ce cas, lemoment de flexion au droit du premier galet est M = RL [(e/L)3+ 1.2 (e/L)2- 4.52 (e/L) + 4.128 ] / 10 alors que pour la position de Barré il vaut M = RL [4.062 - 4.6875 (e/L) - 0.078 (e/L)2- 0.254 (e/L)4] / 10 la première de ces valeurs est la plus importante tant que e/L<0.4

Quant à la flèche en milieu de travée dans la position 0.4L celle-ci vaut f = RL3[1.376 + 0.96 (e/L) - 6.3 (e/L)2+ 4.75 (e/L)3]/48EI et dans la position de Barré f = RL3[1.438 - 0.0938 (e/L) - 3.047 (e/L)2+ 2.055 (e/L)3]/48EI la première de ces valeurs est la plus importante tant que e/L<0.4 Après avoir indiqué quelles étaient les sollicitations et flèches maximales du chemin de roulement, (nouslaissons au lecteur averti, le soin de vérifier ces assertions), nous enarrivons au dimensionnement du chemin de roulement. La flèche maximale du CdR vaut :

f = a RL3/ 48 EI soit

f = a RL3/ EI
1000) I>a (F/E) RL2

( E = 210 si I en cm4 R en daN et L en m )

Le moment maximal est : M = b RL et en flexion bi axiale de la semelle supérieure, la contrainte maximale est de Se, égale à la limite élastique et compte tenu d’un coefficient de pondération de 1,5 le moment de flexion maxi pour des charges normales, reste limité à

en cm3

Se / 1,5 (1/Wx + 0,2/Wy)>b RL

Se/1,5 = 16 daN/mm2 lorsque Wx, Wy

16 / (1/Wx + 0,2/Wy)>b RL

pour un acier E24

Ainsi, dimensionner le chemin de roulement, c’est trouver un profil dont : l’inertie I en cm4 vérifie

I>a (F/E) RL2

les modules d’inertie en cm3vérifient E24

16/(1/Wx + 0,2/Wy)>b RL

pour un acier

R est la réaction maximale du galet en daN, L la portée du chemin de roulement en m les valeurs de a et b sont données ci-dessous en fonction de e/L et du type de poutre.

Poutre sur deux appuis (en travée simple) si e/L<0.610

a = [ 2 - 15/4 (e/L)2+ 7/4 (e/L)3]/48 sinon a = 1/48

si e/L<0.586

b = 1/2 ( 1 - e/2L)2

sinon b = 1/4

Poutre sur trois appuis (en travée double) si e/L<0.4

a = [1.376 + 0.96 (e/L) - 6.3 (e/L)2+ 4.75 (e/L)3]/48

b = [(e/L)3+ 1.2 (e/L)2- 4.52 (e/L) + 4.128 ] /10 Sinon

a = [1.438 - 0.0938 (e/L) - 3.047 (e/L)2+ 2.055 (e/L)3]/48 b = [4.062 - 4.6875 (e/L) - 0.078 (e/L)2- 0.254 (e/L)4] /10

Table de dimensionnement du CdR

I>a (F/E) RL2

16/(1/Wx + 0,2/Wy)>b RL

Exemple Chemin de roulement en travée simple de 6m

f/L = 1/500

R = 4250 daN e = 2,4m

=> e/L = 0,40

a = 0,0315

I>0,0315 . 500/210 . 4250 . 62= 11475 cm4 soit

b = 0,320 HEA280 (Ix = 13670 cm4)

Vérification à l’Elu Wx = 1010 cm3

Wy = 340 cm3

b RL = 0,320 . 4250 . 6 = 8160 mdaN 16/(1/1010 + 0,2/340) = 10137 mdaN>8160 mdaN

La flèche maximale du CdR sera de (1/500) . (11475/13670) = 1/596<1/500 La contrainte maximale pondérée de 1,5 . 16 . 8160/10137 = 19,32 daN/mm 2< 24 daN/mm2