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"Pylône pourvu d'un manchon conique intérieur"
La présente invention concerne un pylône pourvu d'un manchon conique intérieur, à sa première extrémité, ainsi que d'une section conique extérieure, à sa seconde extrémité, les dimensions et la conicité du manchon et de la section conique étant choisies de manière à pouvoir introduire et enfoncer la section conique dans le manchon d'un autre pylône afin qu'une liaison autobloquante s'opère entre les deux pylônes.
On connaît un pylône de ce type grâce au document EP-A-0 285 584.
Le pylône connu est assemblé à plusieurs pylônes identiques pour former une structure portante destinée à soutenir des charges s'étendant en longueur au-dessus du sol, par exemple supporter et guider des lignes aériennes. Le montage de ladite structure consiste à enfoncer dans le sol des pylônes inférieurs puis à introduire d'autres pylônes dans le pylône au sol et dans les pylônes suivants jusqu'à atteindre la hauteur de structure portante requise.
Les pylônes connus présentent une configuration creuse et tubulaire, et peuvent être fabriqués en fer ductile. La conicité à l'intérieur du manchon et sur la section conique extérieure se situe dans la plage comprise entre 1 : 14 et 1 : 20, la conicité désignant le rapport de la variation du diamètre à la longueur correspondante.
Une conicité de 1 : 14 signifie par conséquent que le diamètre varie exactement d'une unité de longueur toutes les 14 unités de longueur.
Par ailleurs, on sait utiliser des pylônes en tant que pieux partout où, par exemple, des bâtiments requièrent des pilotis ou des fondations. A cet effet, des pylônes sont disposés les uns sur les autres et enfoncés dans le sol jusqu'à ce que l'on atteigne la charge admissible requise, de 40 tonnes par exemple, grâce à l'adhérence par friction avec le sol. A cet effet, on dispose autant de pylônes les uns sur les autres que
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nécessaire pour enterrer lesdits pylônes de 40 à 50 m dans le sol.
En particulier dans le cas d'une utilisation pour des fondations de bâtiments etc., il est nécessaire que la liaison autoblocante entre deux pylônes successifs fasse preuve d'une certaine solidité et donc ne se défasse pas en présence de forces transversales susceptibles de présenter des composantes de traction. Dans la structure portante connue grâce au document EP-A-0 285 584 susmentionné qui est montée au-dessus du sol, des chevilles d'arrêt sont prévues à cet effet, qui sont introduites dans un manchon et dans la section conique insérée dans ledit manchon, en les traversant dans le sens transversal, afin d'éviter une désolidarisation fortuite de la liaison.
Alors que les chevilles d'arrêt susmentionnées peuvent être disposées sans problème dans les structures portantes montées vers le haut, il n'en va pas de même pour des pilotis à enfoncer dans le sol. Par ailleurs, l'utilisation de chevilles d'arrêt présente deux autres inconvénients majeurs. D'une part, lesdites chevilles d'arrêt constituent un élément de construction supplémentaire qui augmente l'ensemble des coûts de structures portantes de ce type.
D'autre part, l'utilisation de chevilles d'arrêt supplémentaires implique également un temps de construction plus long des structures portantes, étant donné qu'en plus du montage de la section conique et du manchon l'un dans l'autre, on doit également veiller à ce que les alésages traversants destinés à la cheville d'arrêt, qui existent aussi bien dans le manchon que dans la section conique, soient alignés les uns par rapport aux autres, une fois ce montage effectué. Etant donné que la liaison est autobloquante du fait de la conicité, un réajustement n'est possible qu'au prix d'importants efforts, de sorte
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qu'il est nécessaire d'apporter le plus grand soin dès le moment de l'assemblage.
Pour toutes ces raisons, les pylônes connus ne conviennent pas en tant que pieux pour la construction de fondations etc.
Partant de cela, la présente invention a pour but de perfectionner un pylône tel que cité au préambule, de manière à accroître la solidité de la liaison entre le manchon et la section conique, les coûts de fabrication et le temps à consacrer au montage devant être réduits parallèlement.
Dans le cas du pylône défini au préambule, ce problème est résolu par le fait que le manchon et la section conique présentent respectivement une conicité dont la valeur est comprise entre 1 : 8 et 1 : 13, la conicité désignant le rapport de la variation du diamètre à la longueur correspondante.
De cette manière, le problème à la base de la présente invention est parfaitement résolu. En effet, on s'est aperçu contre toute attente que dans la plage de conicité selon la présente invention, la liaison entre le manchon et la section conique est une liaison d'adhérence par friction et par forme, de sorte qu'aucun vissage n'est plus nécessaire. La liaison peut même supporter des forces de traction qui, en association avec des forces de flexion, peuvent apparaître lorsque l'on enfonce dans le sol les pylônes disposés les uns sur les autres.
De manière surprenante, les résultats ont permis de constater qu'une plage de 1 : 8 à 1 : 13 pour la conicité apporte des avantages particuliers concernant la stabilité mécanique de la liaison, de sorte que les nouveaux pylônes conviennent particulièrement en tant pieux. Etant donné qu'aucun vissage n'est plus nécessaire, un seul élément de construction, c'est-à-dire le nouveau pylône, suffit pour pouvoir réaliser les montages désirés, ce qui représente
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une économie non seulement en termes de coûts de matériaux mais également de temps de montage.
Dans l'ensemble, on préfère un pylône de forme tubulaire.
Le fait que l'on puisse injecter du béton à l'intérieur de pylônes creux de ce type après que le nombre souhaité de pylônes a été enfoncés les uns pardessus les autres dans le sol, constitue un avantage qui permet d'obtenir une surface d'appui supérieure à la surface correspondant au diamètre du pylône. Il est ainsi possible d'augmenter encore la capacité portante.
En outre, le pylône présente de préférence dans le secteur de la section conique, une épaisseur de paroi décroissante en direction de la seconde extrémité, pour un diamètre intérieur sensiblement constant.
Le fait que la section conique présente une plus grande aptitude à la déformation en direction de sa seconde extrémité du fait de la moindre épaisseur de la paroi constitue un avantage qui facilite l'assemblage et l'enfoncement de la section conique dans le manchon du pylône situé en-dessous et réduit ainsi le temps d'assemblage.
En outre, le pylône présente de préférence, dans le secteur du manchon, une paroi plus épaisse qui, de préférence, demeure sensiblement constante sur toute la longueur du manchon.
Le fait que le cône extérieur du manchon correspondant au cône intérieur garantisse une quantité suffisante de matériau dans la paroi, constitue un avantage, de sorte que des contraintes de traction annulaires qui sont engendrées dans le manchon par la section conique enfoncée et qui tendent à l'élargir, n'entraînent pas d'éclatement dudit manchon. Le profil extérieur du manchon résulte donc de la forme intérieure dudit manchon et de l'épaisseur nécessaire de la paroi pour absorber lesdites contraintes de traction annulaires.
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Dans l'ensemble, on préférera un pylône fabriqué en fonte ductile.
La fonte ductile susmentionnée, que l'on dénomme également GGG ou fonte à graphite sphéroïdal, présente un aussi bon module d'élasticité que l'acier, les coûts des matériaux et les coûts de fabrication étant toutefois nettement inférieurs, ce qui constitue un avantage supplémentaire du nouveau pylône.
Dans un exemple de réalisation préféré, le manchon comprend un épaulement annulaire intérieur, sur lequel la seconde extrémité d'un autre pylône enfoncé prend appui par sa surface frontale.
Le fait que l'épaulement empêche de trop enfoncer la section conique lors du montage de structures à pylônes ou sous une charge permanente ultérieure, constitue un autre avantage. Ceci tient d'une part à la sécurité, car un pylône trop enfoncé pourrait à un moment ou à un autre briser le manchon du pylône précédent situé en-dessous.
D'autre part, cette mesure réduit également le temps de montage, car après une course définie d'enfoncement dans le manchon, s'opère l'effet de butée contre l'épaulement, de sorte que si l'on enfonce davantage, l'ensemble de la structure à pylônes s'enfonce davantage dans le sol.
A cet effet, la surface frontale de sa première extrémité est de préférence située à une distance de l'épaulement, correspondant approximativement au diamètre intérieur du manchon.
Il a été constaté que le rapport géométrique susmentionné entre la Il profondeur Il de l'épaulement dans le manchon et le diamètre du manchon lui-même permet, même avec des pylônes de 5 m de long, de relier d'une manière très sûre le manchon et la section conique.
En outre, dans un secteur tubulaire situé entre le manchon et la section conique, le pylône présente de préférence des diamètres intérieur et extérieur
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sensiblement constants, l'épaisseur de la paroi étant à cet endroit inférieure à celle du secteur du manchon.
La mesure décrite est particulièrement avantageuse, non seulement du point de vue de la solidité mais également en vue d'une économie de matériaux. On notera aussi que la section tubulaire est également de forme très légèrement conique, de manière à permettre au pylône d'être extrait de la coquille plus facilement. Cette dépouille n'est cependant que de quelques 1/10 mm sur la longueur totale du pylône, et permet au pylône d'être libéré du moule en fonte sans nécessiter un refroidissement trop important, ce qui augmente la cadence de production.
Dans l'ensemble, le diamètre extérieur du pylône décroît de préférence dans le secteur de transition entre le manchon et le secteur tubulaire suivant une sigmoïde.
L'avantage réside ici en ce que le transfert des charges du manchon au secteur tubulaire s'opère de manière particulièrement favorable et harmonieuse, les contraintes de traction annulaires étant transmises de manière continue dans le secteur tubulaire.
D'autres avantages résultent de la description et du dessin joint.
Il va sans dire que les caractéristiques mentionnées ci-dessus et celles expliquées ci-après peuvent être utilisées non seulement dans les combinaisons respectives indiquées, mais également dans d'autres combinaisons ou de manière isolée, sans sortir du cadre de la présente invention.
Un exemple de réalisation de la présente invention est représenté sur le dessin et est expliqué de manière plus détaillée dans la description suivante.
L'unique figure montre une coupe longitudinale en élévation d'un pylône selon l'invention non représentée à l'échelle, les proportions géométriques étant exagérées dans un souci de plus grande clarté.
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Sur l'unique figure, un pylône d'un type nouveau, portant la référence 10, est pourvu d'un secteur tubulaire 11 qui à sa première extrémité 12 comprend un manchon 13 conique intérieur et à l'extérieur, et à sa seconde extrémité 14 comprend une section 15 conique extérieure. Le diamètre extérieur de la section 15 conique à l'extérieur diminue jusqu'à une surface frontale 16 de la seconde extrémité 14, ledit diamètre étant représenté en 17. Le pylône 10 présente à sa seconde extrémité 14 et dans le secteur tubulaire 11, entre le manchon et la seconde extrémité 14, un diamètre intérieur 18 sensiblement constant, tandis que le manchon 13 présente un diamètre intérieur 22 ainsi qu'un diamètre extérieur 23 continuellement croissants en direction d'une surface frontale 21 de la première extrémité 12.
A son extrémité intérieure, le manchon 13 se transforme en diamètre intérieur 18 en formant un épaulement 25. Ledit épaulement 25 est situé à une distance 26 de la surface frontale 21, qui correspond approximativement au diamètre intérieur 22.
Alors que la section conique 15 présente une épaisseur de paroi 27 décroissante en direction de la surface frontale 16, les épaisseurs de paroi 28 et 29 sont constantes dans le secteur du manchon 13 ainsi que dans la section tubulaire 11. L'épaisseur de paroi 29 est supérieure à l'épaisseur de paroi 28, qui est à son tour supérieure à l'épaisseur de paroi 27. Dans le secteur de transition entre le manchon 13 et la section tubulaire 11, le diamètre extérieur 23 varie suivant une fonction sigmoïdienne, de sorte que l'on obtient dans la coupe transversale, une sorte de forme en S.
Les conicités pour le diamètre extérieur 17 de la section conique 15 ainsi que pour le diamètre intérieur 22 et pour le diamètre extérieur 23 du manchon 13 se situent dans une plage comprise entre 1 : 8 et 1 : 13, la conicité désignant le rapport de la variation de diamètre à la
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longueur correspondante. Une conicité de 1 : 8 signifie donc que le diamètre varie d'une unité de longueur toutes les huit unités de longueur. La plage comprise entre 1 : 8 et 1 : 14 est représentée sur le dessin par des hachures plus rapprochées.
On notera également que le diamètre intérieur 22 ne diminue pas nécessairement de manière continue à partir de la surface frontale 21 en direction de l'épaulement 25, mais qu'au contraire le manchon 13 peut comprendre un secteur annulaire 31 intérieur au niveau duquel le diamètre intérieur 22 demeure constant. Ledit secteur annulaire 31 commence donc avant l'épaulement 25.
L'inclinaison dans le secteur de la section conique 15 ainsi qu'à l'intérieur et à l'extérieur du manchon 13 est suggérée par les angles a 32 et 33, qui sont compris entre 2, 20 et 3, 50, de sorte que la conicité mentionnée se situe dans une plage comprise entre 1 : 8 et 1 : 13.
Si l'on enfonce ensuite un autre pylône 10 par sa section conique 15, dans le manchon 13, la section conique 15, par l'intermédiaire de sa paroi extérieure 34, vient alors en appui avec le manchon 13 par l'intermédiaire de la paroi intérieure 35 de ce dernier. Les dimensions susmentionnées ont pour effet de ne pas permettre d'introduire la section 15 dans le manchon 13 sans exercer de force. Lorsque l'on enfonce la section 15 dans le manchon 13, ledit manchon s'élargit légèrement, les contraintes de traction annulaires apparaissantes étant absorbées par la paroi 29 plus épaisse. Simultanément, la section 15 cède, ce qui est facilité par de la paroi 27 plus mince. La section 15 est alors enfoncée dans le manchon 13 jusqu'à ce que le côté frontal 16 vienne en appui sur l'épaulement annulaire 25.
Etant donné que le pylône 10 est conformé d'un seul tenant en fonte ductile, qui possède un module d'élasticité aussi bon que celui de l'acier, il résulte une liaison d'adhérence par friction
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et par forme entre le manchon 13 et la section conique 15, capable même d'absorber des forces de traction.
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"Pylon provided with an internal conical sleeve"
The present invention relates to a pylon provided with an internal conical sleeve at its first end, as well as an external conical section at its second end, the dimensions and the conicity of the sleeve and of the conical section being chosen so as to ability to insert and push the conical section into the sleeve of another pylon so that a self-locking connection takes place between the two pylons.
A pylon of this type is known from document EP-A-0 285 584.
The known pylon is assembled with several identical pylons to form a bearing structure intended to support loads extending in length above the ground, for example supporting and guiding overhead lines. The mounting of said structure consists in driving lower pylons into the ground and then introducing other pylons into the ground pylon and into the following pylons until the required supporting structure height is reached.
The known pylons have a hollow and tubular configuration, and can be made of ductile iron. The taper inside the sleeve and on the outer conical section is in the range between 1:14 and 1:20, the taper designating the ratio of the change in diameter to the corresponding length.
A taper of 1:14 therefore means that the diameter varies exactly one unit of length every 14 units of length.
Furthermore, it is known to use pylons as piles wherever, for example, buildings require stilts or foundations. For this purpose, pylons are arranged one on top of the other and driven into the ground until the required admissible load, 40 tonnes for example, is reached, thanks to friction grip with the ground. For this purpose, there are as many pylons on top of each other as
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necessary to bury said pylons 40 to 50 m in the ground.
In particular in the case of use for foundations of buildings etc., it is necessary that the self-locking connection between two successive pylons shows a certain solidity and therefore does not come apart in the presence of transverse forces likely to present traction components. In the load-bearing structure known from the above-mentioned document EP-A-0 285 584 which is mounted above the ground, stop pins are provided for this purpose, which are introduced into a sleeve and into the conical section inserted in said sleeve, by crossing them in the transverse direction, in order to avoid an accidental separation of the connection.
While the aforementioned stop pegs can be easily arranged in the upwardly mounted load-bearing structures, the same is not the case for piles to be driven into the ground. Furthermore, the use of locking pins has two other major drawbacks. On the one hand, said stopper pins constitute an additional construction element which increases the overall cost of bearing structures of this type.
On the other hand, the use of additional locking pins also implies a longer construction time of the supporting structures, since in addition to mounting the conical section and the sleeve one inside the other, must also ensure that the through bores for the locking pin, which exist both in the sleeve and in the conical section, are aligned with each other, once this assembly has been carried out. Since the connection is self-blocking due to the taper, a readjustment is only possible at the cost of significant efforts, so
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that great care must be taken at the time of assembly.
For all these reasons, the known pylons are not suitable as piles for the construction of foundations etc.
Starting from this, the present invention aims to improve a pylon as mentioned in the preamble, so as to increase the solidity of the connection between the sleeve and the conical section, the manufacturing costs and the time to be devoted to assembly having to be reduced in parallel.
In the case of the pylon defined in the preamble, this problem is solved by the fact that the sleeve and the conical section have respectively a conicity whose value is between 1: 8 and 1: 13, the conicity designating the ratio of the variation of the diameter to the corresponding length.
In this way, the problem underlying the present invention is perfectly resolved. Indeed, it has been found against all expectations that in the range of taper according to the present invention, the connection between the sleeve and the conical section is a bond of adhesion by friction and by shape, so that no screwing n is no longer necessary. The connection can even withstand tensile forces which, in association with bending forces, can appear when the pylons placed on top of each other are driven into the ground.
Surprisingly, the results have shown that a range of 1: 8 to 1:13 for the taper provides particular advantages regarding the mechanical stability of the connection, so that the new pylons are particularly suitable as piles. Since no screwing is no longer necessary, a single construction element, that is to say the new pylon, is sufficient to be able to carry out the desired assemblies, which represents
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a saving not only in terms of material costs but also of assembly time.
Overall, a tubular pylon is preferred.
One advantage that allows concrete to be injected into hollow pylons of this type after the desired number of pylons has been driven one above the other is into the ground. 'support greater than the surface corresponding to the diameter of the pylon. It is thus possible to further increase the bearing capacity.
In addition, the pylon preferably has, in the sector of the conical section, a decreasing wall thickness in the direction of the second end, for a substantially constant internal diameter.
The fact that the conical section has a greater deformability towards its second end due to the reduced thickness of the wall constitutes an advantage which facilitates the assembly and the insertion of the conical section into the sleeve of the pylon located below and thus reduces assembly time.
In addition, the pylon preferably has, in the area of the sleeve, a thicker wall which, preferably, remains substantially constant over the entire length of the sleeve.
The fact that the outer cone of the sleeve corresponding to the inner cone guarantees a sufficient quantity of material in the wall is an advantage, so that the annular tensile stresses which are generated in the sleeve by the conical section pressed in and which tend to 'widen, do not cause bursting of said sleeve. The external profile of the sleeve therefore results from the internal shape of said sleeve and from the thickness necessary for the wall to absorb said annular tensile stresses.
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Overall, we prefer a pylon made of ductile iron.
The above-mentioned ductile iron, also known as GGG or spheroidal graphite iron, has as good a modulus of elasticity as steel, the material and manufacturing costs being however much lower, which is an advantage. additional of the new pylon.
In a preferred embodiment, the sleeve comprises an inner annular shoulder, on which the second end of another recessed pylon is supported by its front surface.
Another advantage is that the shoulder prevents the conical section from being pushed too far when mounting pylon structures or under a permanent load. This is due to safety on the one hand, because an over-pushed pylon could at one time or another break the sleeve of the previous pylon located below.
On the other hand, this measure also reduces the assembly time, because after a defined stroke of driving into the sleeve, the abutment effect takes place against the shoulder, so that if one pushes more, the he entire pylon structure sinks further into the ground.
To this end, the front surface of its first end is preferably located at a distance from the shoulder, corresponding approximately to the inside diameter of the sleeve.
It has been found that the aforementioned geometric ratio between the depth Il of the shoulder in the sleeve and the diameter of the sleeve itself allows, even with pylons 5 m long, to connect in a very secure manner. sleeve and conical section.
In addition, in a tubular sector located between the sleeve and the conical section, the pylon preferably has internal and external diameters.
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substantially constant, the thickness of the wall being at this location less than that of the sleeve sector.
The described measure is particularly advantageous, not only from the point of view of solidity but also with a view to saving materials. It will also be noted that the tubular section is also very slightly conical in shape, so as to allow the pylon to be extracted from the shell more easily. This draft is however only a few 1/10 mm over the total length of the pylon, and allows the pylon to be released from the cast iron mold without requiring excessive cooling, which increases the production rate.
Overall, the outside diameter of the pylon preferably decreases in the transition sector between the sleeve and the tubular sector along a sigmoid.
The advantage here is that the transfer of loads from the sleeve to the tubular sector takes place in a particularly favorable and harmonious manner, the annular tensile stresses being transmitted continuously in the tubular sector.
Other advantages result from the description and the attached drawing.
It goes without saying that the characteristics mentioned above and those explained below can be used not only in the respective combinations indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
An exemplary embodiment of the present invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description.
The single figure shows a longitudinal section in elevation of a pylon according to the invention not shown to scale, the geometric proportions being exaggerated for the sake of greater clarity.
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In the single figure, a pylon of a new type, bearing the reference 10, is provided with a tubular sector 11 which at its first end 12 comprises a sleeve 13 conical inside and outside, and at its second end 14 includes an outer conical section 15. The outside diameter of the conical section 15 on the outside decreases to a front surface 16 of the second end 14, said diameter being shown at 17. The pylon 10 has at its second end 14 and in the tubular sector 11, between the sleeve and the second end 14, a substantially constant internal diameter 18, while the sleeve 13 has an internal diameter 22 and an external diameter 23 continuously increasing towards a front surface 21 of the first end 12.
At its inner end, the sleeve 13 is transformed into an inner diameter 18 by forming a shoulder 25. Said shoulder 25 is located at a distance 26 from the front surface 21, which corresponds approximately to the inner diameter 22.
While the conical section 15 has a decreasing wall thickness 27 in the direction of the front surface 16, the wall thicknesses 28 and 29 are constant in the sector of the sleeve 13 as well as in the tubular section 11. The wall thickness 29 is greater than the wall thickness 28, which in turn is greater than the wall thickness 27. In the transition sector between the sleeve 13 and the tubular section 11, the outside diameter 23 varies according to a sigmoid function, from so that we get in the cross section, a kind of S shape.
The conicities for the outside diameter 17 of the conical section 15 as well as for the inside diameter 22 and for the outside diameter 23 of the sleeve 13 lie in a range between 1: 8 and 1: 13, the taper designating the ratio of the diameter variation at
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corresponding length. A taper of 1: 8 therefore means that the diameter varies by one unit of length every eight units of length. The range between 1: 8 and 1: 14 is shown in the drawing by closer hatching.
It will also be noted that the internal diameter 22 does not necessarily decrease continuously from the front surface 21 in the direction of the shoulder 25, but that, on the contrary, the sleeve 13 can comprise an internal annular sector 31 at which the diameter interior 22 remains constant. Said annular sector 31 therefore begins before the shoulder 25.
The inclination in the sector of the conical section 15 as well as inside and outside of the sleeve 13 is suggested by the angles a 32 and 33, which are between 2, 20 and 3, 50, so that the mentioned taper lies in a range between 1: 8 and 1: 13.
If another pylon 10 is then inserted through its conical section 15, into the sleeve 13, the conical section 15, via its outer wall 34, then comes to bear with the sleeve 13 via the inner wall 35 of the latter. The above-mentioned dimensions have the effect of not allowing the section 15 to be introduced into the sleeve 13 without exerting force. When the section 15 is pushed into the sleeve 13, said sleeve widens slightly, the apparent annular tensile stresses being absorbed by the thicker wall 29. Simultaneously, the section 15 gives way, which is facilitated by the thinner wall 27. The section 15 is then pressed into the sleeve 13 until the front side 16 comes to bear on the annular shoulder 25.
Since the pylon 10 is formed in one piece from ductile iron, which has a modulus of elasticity as good as that of steel, this results in an adhesion bond by friction
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and by shape between the sleeve 13 and the conical section 15, capable even of absorbing tensile forces.