EP0741206A1 - Porte de barrage à surverse - Google Patents

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EP0741206A1
EP0741206A1 EP96400709A EP96400709A EP0741206A1 EP 0741206 A1 EP0741206 A1 EP 0741206A1 EP 96400709 A EP96400709 A EP 96400709A EP 96400709 A EP96400709 A EP 96400709A EP 0741206 A1 EP0741206 A1 EP 0741206A1
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EP
European Patent Office
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panel
stiffening element
door
ground
articulated
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EP96400709A
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German (de)
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EP0741206B1 (fr
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Paul Cantenot
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PARISIENNE DE RECHERCHES APPLIQUEES Ste
Original Assignee
PARISIENNE DE RECHERCHES APPLIQUEES Ste
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Publication date
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Publication of EP0741206A1 publication Critical patent/EP0741206A1/fr
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/40Swinging or turning gates
    • E02B7/48Roof or double shutter gates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/40Swinging or turning gates
    • E02B7/44Hinged-leaf gates

Definitions

  • the present invention relates to an overflow barrier door, of the type comprising at least one tilting flap panel forming a rectangular shape, articulated by its lower base on the ground so that the panel can move in rotation between a horizontal folded position and a raised part, by means of drive means comprising at least one member articulated by its free end on the side of the panel opposite the ground, said panel comprising stiffening means, in particular in bending.
  • the barrier doors are designed to withstand the high pressures of water, in the raised position of the valve panel. To this end, they have reinforcing and / or stiffening elements on their downstream face (opposite the retainer).
  • This arrangement has at least two major drawbacks.
  • the stiffening elements welded in general on the downstream face entail a high manufacturing and transport cost.
  • the known doors consequently have a great thickness, for example of the order of 500 mm or more.
  • the door in the horizontal folded position, the door already forms in itself a retention of at least this height, very significant, which greatly reduces the difference in useful height of the barrier, corresponding to the difference between the water levels respectively corresponding to the raised and folded positions of the barrier door.
  • the invention proposes to remedy these drawbacks and relates to a tilting barrier door, of small thickness, while having adequate resistance to the push of water.
  • the overflow barrier door of the type comprising at least one tilting panel forming a valve, of rectangular shape articulated by one of the sides on the ground, along a horizontal axis, so that the panel can pivot in rotation between a horizontal folded position and a raised position, by means of drive or traction means articulated directly or indirectly on said panel, the latter comprising stiffening means in particular in bending
  • the means stiffening comprise at least one longitudinal element (transverse to the flow of water) and having a relatively high rigidity (in a direction transverse to the panel), said element being mounted articulated either on the panel or on a member connected to said panel, so that on the one hand the forces due to the push of water and applied to the panel are transmitted to said stiffening element, notably in the substantially upper part of said panel (opposite the ground), and on the other hand, said stiffening element has its direction of greatest flexural strength, in a direction substantially perpendicular to said panel, at least in the part of the travel of
  • the stiffening element consists of a plane, longitudinal beam.
  • the beam is articulated on the horizontal side of the panel opposite the ground, and the drive means are articulated at their free end on the upstream part of said stiffening element along a horizontal axis offset upstream relative to the axis of articulation of the stiffening element on the panel.
  • the stiffening element is articulated near the upper part (side opposite the ground) of the panel.
  • the stiffening beam is mounted articulated at the end of a series of connecting rods, the other ends of which are themselves mounted articulated on the upper side of the panel (opposite the ground), said beam resting on the ground downstream of the panel, the drive means being mounted articulated on said beam.
  • the drive means comprise a cable, tie rod, arm, jack or the like, the end opposite to the panel is fixed to motor means, at a height such that, in the raised position of the panel, the stiffening element forms a substantially right angle with said panel.
  • the stiffening beam is articulated by a set of trunnions fixed to the beam and / or to the panel, aligned along the same horizontal axis, each associated with a ring fixed on the panel and the stiffening beam.
  • supports are provided at the lateral ends of said beam, said supports being fixed to the structure of the dam.
  • FIG. 1 there is shown schematically in side view a first embodiment of the device of the invention, forming tilting barrier.
  • the structure of the dam itself, the piers and the reinforcements, have not been shown.
  • a dam door referenced 2 On the ground, forming the base of the dam, and bearing the general reference 1, there is hingedly mounted a dam door referenced 2, forming a valve.
  • the door 2, articulated on the ground along a hinge axis AA, consists of at least one panel or plate of sheet metal, of rectangular shape and elongated in a direction transverse to the flow of the water, symbolized by the arrow f.
  • the door 2 is capable, in its rotational movement around the axis AA, of taking several positions between a first extreme horizontal position substantially parallel to the ground, and a second raised extreme position where it bears the reference 20, corresponding to a position for maximum retention of the water contained in the dam upstream of the door.
  • the stiffening beam consists of a longitudinal metal plate, in the direction transverse to the flow of the water (arrow f).
  • the stiffening beam 3 has a length (direction transverse to the flow) substantially equivalent or very close to the length in the same direction, of the door 2.
  • the stiffening beam 3 is mounted articulated on the door 2 along a longitudinal axis X-X relative to the door 2 and to the beam 3, and transverse to the flow of the water. More particularly, the beam is articulated on the panel 2 so that the upstream side 4 of the beam 3 is located near the upper side 5 (opposite the ground) of the door 2.
  • the beam 3 in its position 30, is substantially perpendicular to the plane of the door 2.
  • the door 2 is capable of being driven in rotation about the horizontal axis AA by any known means, such as for example one, and preferably two cables, of which only the cable 6 is visible in FIG. 1
  • two cables are provided, references 6 and 7 (FIG. 4), the free end of each of which is fixed in rotation, along an axis YY, on the stiffening beam 3.
  • the end of the cables 6 and 7 ( Figure 4) is fixed to the upstream end of transverse reinforcements, respectively 8 and 9 provided on the beam 3.
  • the reinforcements 8 and 9 are arranged at the lateral ends of the stiffening beam 3 (see figure 4). The lateral reinforcements 8 and 9 protrude relative to the upstream side 4 of the stiffening beam 3.
  • the axis YY of articulation of the cable on the lateral reinforcements 8 and 9 (and therefore on the beam 3) is offset towards the upstream with respect to the hinge axis XX of the beam 3 on the door 2 (see FIGS. 1 and 4).
  • the cable 6 is shown in position 60 in the raised position 20 of the door 2, and in respective positions 61 and 62 for the intermediate positions 21 and 22 of the door 2.
  • the cable 6 (the same applies to the cable 7) passes over a pulley 10 rotatably mounted, for example on a pile the dam (not shown); the end of the cable 6 is associated with drive motor means known in themselves but not described further in detail, and symbolized by the functional block 11.
  • the double arrow g symbolizes the movement of the cable at the outlet of the motor means 11 to the return pulley 10.
  • the actuation of the motor means 11 in the direction of the pull of the cable 6 in a direction opposite to the flow of the water ( arrow f), causes the door 2 to be raised, and therefore to rotate about the horizontal axis AA.
  • the door 2 therefore forms an acute angle with the ground.
  • the pull of the cable on the beam also causes the rotation of the beam 3 relative to the door 2.
  • the beam 3 and the door 2 form, in the horizontal lowered position of the door 2, an angle substantially of 180 °; then, as door 2 is raised, the angle becomes less than 180 °.
  • the beam 3 rests substantially on the ground 1.
  • the beam 32 bears on the ground 1 only by its downstream end 12.
  • the beam 3 is lifted from the ground in its upstream part (side 4) then that its downstream end 12 continues to rest on the ground and slides by this same downstream end 12 on the ground to the intermediate dotted position 32.
  • the door 2 continues its rotational movement around the horizontal axis AA, and the beam 3 then no longer rests on the ground (see intermediate position 21, 61 and 31).
  • the beam 31 In the intermediate position 21, 31 and 61 of the door, beam, cable assembly, the beam 31 has an obtuse angle (between 90 and 180 °) with the door 2.
  • the door 2 continues its rotational movement to reach the raised position 20 where it is substantially vertical or at an angle close to 90 ° with the ground.
  • the beam 3 is preferably arranged so that it forms a substantially right angle with the door 2.
  • the beam 3 is intimately associated with the door 2, and has precisely in this transverse direction a very high rigidity. Indeed, the beam 3 being made up of a planar element, is very little deformable, or even undeformable in its plane, that is to say in the direction precisely of the buckling and bending forces to which the door 2 is subjected.
  • FIG. 2 shows a schematic detail view on an enlarged scale of the means for securing in rotation the door 2 on the ground 1.
  • a rigid metal rod bearing the reference 13 is arranged parallel to the ground, close to the latter. , and in a direction transverse to the flow of water, parallel to the door 2 and substantially the same length as the door 2.
  • the rod 13 materializes the axis AA of rotation of the door 2 relative to the ground.
  • the rod 13 is held relative to the ground by means of hoops 14 and 15 preferably arranged in pairs, so that the space between each hoop 14-15 of each couple can allow a hoop 16 to be arranged of U inside which the rod 13 is arranged, the arch 16 being itself made integral (by welding for example) with the door 2.
  • FIG. 3 there is also shown schematically and on an enlarged scale, a detailed view of the means for rotationally fixing the door 2 relative to the beam 3.
  • the two hoops 17 and 18 are arranged close to each other , and are made integral with a trunnion in the form of a metal rod 19. Between the arches 17 and 18, integral with the beam 2, a U-shaped hoop 25 can be arranged inside which the pin 19; the arch 25 is fixed to the beam 3 by welding, for example.
  • the pin 19 materializes the axis of rotation XX of the beam 3 relative to the door 2.
  • Figure 4 shows a top view of the beam 3 and the door 2, in the raised position of the door 2, where we find the elements described above, bearing the same references.
  • the number and spacing of the hoop triplets 17, 18 and 19 ( Figure 3) is a function of the mechanical constraints and the general dimensions of the beam and the door.
  • FIG 5 there is shown a schematic side view of the dam and in particular the structure comprising a pile 26, a buttress 27 resting on the ground 1.
  • a support 28 is provided on the reinforcement 27 of the stack 26, and capable of serving as support for the beam 3, in the raised position of the door 2, that is to say in the position for which the beam 3 is substantially horizontal or slightly oblique.
  • the support 28 thus makes it possible to avoid or minimize the effects of the vibrations to which the beam 3 could be subjected, due to the spillage of the water in the retaining position (corresponding to the raised position of the door 2).
  • FIGS. 6A and 6B show in cross section an alternative embodiment of the invention, where elements of the same nature or similar have the same references, accompanied by an index A for the raised position of door 2 (FIG. 6A ) and an index B for the lowered position of door 2 ( Figure 6B).
  • an index A for the raised position of door 2 FIG. 6A
  • an index B for the lowered position of door 2 Figure 6B.
  • a series of connecting rods 35A (of which only one is shown in Figures 6A and 6B).
  • the other end of the connecting rod 35A is articulated, along an axis C-C, a beam 36A.
  • the axis C-C is horizontal and close to the ground. Note that the axes of articulation A-A, B-B and C-C are materialized by pins, rods, cables or the like, in a known manner, and / or as described above and represented in FIGS. 2 and 3.
  • the cable 6A is fixed at its free end (downstream) to the beam 36A.
  • This has a shape similar to the beam 3 of Figures 1 and 4 and preferably has a longitudinal rib 37, so that the beam seen in cross section (in a plane parallel to the flow of water) forms a sort of L.
  • the beam 36A thus rests on the ground by its upstream part (on the side of the articulation axis CC with the connecting rod 35A) and by the lower edge of the rib 37.
  • the cable 6A is associated with a return pulley 10, and its other end is connected to drive means symbolized by a functional block 11. Only the cable 6A is visible in FIGS. 6A and 6B; two cables are provided, at each lateral end of the beam 36, in a similar manner to the embodiment shown in FIGS. 1 to 5.
  • the apron of the dam downstream of the doors 2, is arranged so as to present a slight slope downstream, from the axis of articulation A-A.
  • the operation of the device shown in Figures 6A and 6B is as follows.
  • door 2 is thus allowed to pivot around the axis AA until it takes an extreme position lowered 2B shown in Figure 6B, for which it is substantially horizontal.
  • the connecting rod 35B then has a substantially horizontal and slightly oblique direction, parallel to the sloping raft bearing the reference 40.
  • the beam 36 slides on the downstream raft 40.
  • the latter can be arranged to be provided with metal rods forming rails, regularly distributed over the strike off in a direction parallel to the flow of water. Note that such metal rods or sliding rails can also be provided in the embodiment shown in Figure 1, thus allowing the downstream end 12 of the beam 3 to slide on these rails. The latter have the advantage of making it possible to avoid wear and damage to the downstream raft 40.
  • downstream ends of the cables 6 and 7 can be made integral with the upper side of the door 2 (on the side of the joint B-B of the connecting rods 35).
  • Width of the beam (in the direction of water flow): 300-500 cm
  • the cables 6 and 7 are capable, as a variant, of passing through slots provided on the door 2, and associated with lips made of flexible material to seal said slots.

Landscapes

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Abstract

Ensemble formant porte de barrage à surverse, du type comprenant au moins un panneau (2) basculant formant clapet, de forme rectangulaire et articulé sur un de ses côtés sur le sol, de manière que le panneau puisse se déplacer en rotation entre une position rabattue sensiblement horizontale et une position relevée active (sensiblement verticale), par l'intermédiaire de moyens d'entraînement (6-7), le panneau (2) comprenant des moyens de raidissement notamment en flexion, caractérisé en ce que les moyens de raidissement comportent au moins un élément de raidissement (3) monté articulé sur le panneau, directement ou via un organe intermédiaire, selon un axe (X-X) longitudinal (perpendiculaire à l'écoulement de l'eau) et relié auxdits moyens d'entraînement (6-7) du panneau, de manière que, d'une part, les efforts de la poussée de l'eau auxquels est soumis le panneau sont repris par ledit élément de raidissement, et d'autre part, l'élément de raidissement soit sensiblement perpendiculaire audit panneau, au moins dans la partie de la course du panneau proche de la position relevée de ce dernier, ledit élément de raidissement présentant une grande rigidité dans un plan transversal au panneau en position relevée. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne une porte de barrage à surverse, du type comprenant au moins un panneau basculant formant clapet, de forme rectangulaire, articulée par sa base inférieure sur le sol de manière que le panneau puisse se déplacer en rotation entre une position rabattue horizontale et une partie relevée, par l'intermédiaire de moyens d'entraînement comprenant au moins un organe articulé par son extrémité libre sur le côté du panneau opposé au sol, ledit panneau comprenant des moyens de raidissement, notamment en flexion.
  • Les portes de barrages, connues de ce type sont conçues pour résister aux fortes pressions de l'eau, en position relevée du panneau formant clapet. Elles présentent à cet effet des éléments de renfort et/ou raidissement sur leur face aval (opposée à la retenue).
  • Cette disposition présente au moins deux inconvénients majeurs.
  • Premièrement, les éléments de raidissement soudés en général sur la face aval entraînent un coût élevé de fabrication et de transport.
  • Deuxièmement, les portes connues présentent en conséquence une grande épaisseur, par exemple de l'ordre de 500 mm ou plus. Ainsi, en position rabattue horizontale, la porte forme déjà en elle-même une retenue d'au moins cette hauteur, très significative, ce qui réduit fortement la différence de hauteur utile du barrage, correspondant à la différence entre les niveaux d'eau respectivement correspondant aux positions relevée et rabattue de la porte de barrage.
  • On a proposé, de manière connue, pour tenter de remédier à ces inconvénients de creuser le radier aval de la retenue pour y disposer la porte rabattue horizontale. Cependant, ces travaux sont longs et surtout onéreux du fait du coût des palplanches et du pompage; de plus la topographie et la lithologie ne permettent pas toujours l'exécution de ces travaux dans des conditions économiques raisonnables.
  • Ainsi, à ce jour, les utilisateurs désirant installer une porte basculante de barrage n'ont d'autres alternatives que de disposer des portes connues épaisses faisant saillie par rapport au plan de la déverse aval, ou d'entreprendre des travaux important pour abaisser le niveau du radier afin d'y loger la porte rabattue.
  • L'invention se propose de remédier à ces inconvénients et a pour objet une porte de barrage basculante, de faible épaisseur, tout en présentant une résistance adéquate à la poussée de l'eau.
  • A cette fin, selon l'invention, la porte de barrage à surverse du type comprenant au moins un panneau basculant formant clapet, de forme rectangulaire articulé par un des côtés sur le sol, selon un axe horizontal, de manière que le panneau puisse pivoter en rotation entre une position rabattue horizontale et une position relevée, par l'intermédiaire de moyens d'entraînement ou de traction articulés directement ou indirectement sur ledit panneau, ce dernier comprenant des moyens de raidissement notamment en flexion, est caractérisé en ce que les moyens de raidissement comportent au moins un élément longitudinal (transversal à l'écoulement de l'eau) et présentant une relative grande rigidité (dans une direction transversale au panneau), ledit élément étant monté articulé soit sur le panneau, soit sur un organe relié audit panneau, de manière à ce que d'une part les efforts dus à la poussée de l'eau et appliqués au panneau soient transmis audit élément de raidissement, notamment en partie sensiblement supérieure dudit panneau (opposée au sol), et d'autre part, ledit élément de raidissement présente sa direction de plus grande résistance à la flexion, dans une direction sensiblement perpendiculaire audit panneau, au moins dans la partie de la course du panneau proche de la position relevée.
  • De préférence, l'élément de raidissement est constitué d'une poutre plane, longitudinale.
  • Selon une première variante, la poutre est articulée sur le côté horizontal du panneau opposé au sol, et les moyens d'entraînement sont articulés à leur extrémité libre sur la partie amont dudit élément raidisseur selon un axe horizontal décalé vers l'amont par rapport à l'axe d'articulation de l'élément raidisseur sur le panneau. De préférence, l'élément raidisseur est articulé à proximité de la partie supérieure (côté opposé au sol) du panneau.
  • Selon une seconde variante de réalisation, la poutre de raidissement est montée articulée à l'extrémité d'une série de bielles, dont les autres extrémités sont elles-mêmes montées articulées sur le côté supérieur du panneau (opposé au sol), ladite poutre reposant sur le sol en aval du panneau, les moyens d'entraînement étant montés articulés sur ladite poutre.
  • De préférence, les moyens d'entraînement comportent un câble, tirant, bras, vérin ou analogues, dont l'extrémité opposée au panneau est fixée à des moyens moteur, à une hauteur telle que, en position relevée du panneau, l'élément raidisseur forme un angle sensiblement droit avec ledit panneau.
  • De manière avantageuse et afin de réduire les coûts, la poutre de raidissement est articulée par un ensemble de tourillons fixés à la poutre et/ou au panneau, alignés selon un même axe horizontal, associés chacun à un anneau fixé sur respectivement le panneau et la poutre de raidissement.
  • Afin d'éviter les vibrations éventuelles de la poutre articulée sur le côté supérieur du panneau, en position relevée de ce dernier, il est prévu des appuis aux extrémités latérales de ladite poutre, lesdits appuis étant fixés à la structure du barrage.
  • L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit se rapportant à des exemples illustratifs mais non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
    • la figure 1 montre une vue de côté schématique du principe de l'invention selon une première forme de réalisation, en différentes positions du panneau;
    • la figure 2 est vue à échelle agrandie de détail de l'articulation du panneau sur le radier du barrage;
    • la figure 3 est une vue à échelle agrandie de détail, de l'articulation de la poutre de raidissement sur le panneau;
    • la figure 4 est une vue en plan de la poutre de raidissement;
    • la figure 5 est une vue schématique de côté d'un barrage pourvu de la porte de l'invention; et
    • les figures 6A et 6B montrent des vues schématiques de côté d'une variante de réalisation, respectivement en position relevée et abaissée du panneau.
  • En référence à la figure 1, on a représenté de façon schématique en vue de côté une première forme de réalisation du dispositif de l'invention, formant barrage basculant. Pour la commodité et la clarté du dessin, la structure du barrage lui-même, les piles et les renforts, n'ont pas été représentés.
  • Sur le sol, formant radier du barrage, et portant la référence générale 1, est montée articulée une porte de barrage référencée 2, formant clapet. La porte 2, articulée sur le sol selon un axe d'articulation A-A, est constituée d'au moins un panneau ou plaque en tôle métallique, de forme rectangulaire et allongée dans une direction transversale à l'écoulement de l'eau, symbolisée par la flèche f. Ainsi, la porte 2 est susceptible, dans son mouvement de rotation autour de l'axe A-A, de prendre plusieurs positions entre une première position extrême horizontale sensiblement parallèle au sol, et une seconde position extrême relevée où elle porte la référence 20, correspondant à une position de retenue maximale de l'eau contenue dans le barrage en amont de la porte. On a représenté également deux positions intermédiaires 21 et 22 de la porte 2 où celle-ci forme un angle aigu avec le sol. Dans la position relevée 20 de la porte 2, celle-ci forme un angle proche de 90° avec le sol et de préférence inférieur à 90°.
  • Sur la porte 2 est monté articulé un élément de raidissement sous la forme d'une poutre de raidissement portant la référence 3, et les références respectives 30, 31 et 32 pour les positions respectives relevées 20 et intermédiaires 21 et 22 de la porte 2. La poutre de raidissement est constituée d'une plaque métallique longitudinale, dans la direction transversale à l'écoulement de l'eau (flèche f) . La poutre de raidissement 3 présente une longueur (direction transversale à l'écoulement) sensiblement équivalente ou très proche de la longueur dans la même direction, de la porte 2.
  • La poutre de raidissement 3 est montée articulée sur la porte 2 selon un axe X-X longitudinal par rapport à la porte 2 et à la poutre 3, et transversale à l'écoulement de l'eau. Plus particulièrement, la poutre est articulée sur le panneau 2 de manière que le côté 4 amont de la poutre 3 soit situé à proximité du côté supérieur 5 (opposé au sol) de la porte 2.
  • On note que en position relevée 20 de la porte 2, la poutre 3 en sa position 30, est sensiblement perpendiculaire au plan de la porte 2.
  • La porte 2 est susceptible d'être entraînée en rotation autour de l'axe horizontal A-A par l'intermédiaire de tous moyens connus, tels que par exemple un, et de préférence deux câbles, dont seul le câble 6 est visible sur la figure 1. De préférence, deux câbles sont prévus, références 6 et 7 (figure 4), dont l'extrémité libre de chacun est fixée à rotation, selon un axe Y-Y, sur la poutre de raidissement 3. Plus particulièrement, l'extrémité des câbles 6 et 7 (figure 4) est fixée à l'extrémité amont de renforts transversaux, respectivement 8 et 9 prévus sur la poutre 3. De préférence, les renforts 8 et 9 sont disposés aux extrémités latérales de la poutre de raidissement 3 (voir figure 4). Les renforts latéraux 8 et 9 font saillies par rapport au côté 4 amont de la poutre de raidissement 3. L'axe Y-Y d'articulation du câble sur les renforts latéraux 8 et 9 (et donc sur la poutre 3) est décalé vers l'amont par rapport à l'axe d'articulation X-X de la poutre 3 sur la porte 2 (voir figures 1 et 4).
  • En référence à la figure 1, le câble 6 est représenté en position 60 en position relevée 20 de la porte 2, et en positions respectives 61 et 62 pour les positions intermédiaires 21 et 22 de la porte 2.
  • Le câble 6 (il en est de même du câble 7) passe sur une poulie 10 montée à rotation, sur par exemple une pile du barrage (non représentée); l'extrémité du câble 6 est associée à des moyens moteur d'entraînement connus en eux-mêmes mais non décrits plus avant en détail, et symbolisés par le bloc fonctionnel 11. La double-flèche g symbolise le mouvement du câble à la sortie des moyens moteur 11 jusqu'à la poulie de renvoi 10.
  • En partant de la position horizontale abaissée de la porte 2, où celle-ci repose sur le sol, l'actionnement des moyens moteur 11 dans le sens de la traction du câble 6 dans une direction opposée à l'écoulement de l'eau (flèche f), entraîne le relevage de la porte 2, et donc sa rotation autour de l'axe horizontal A-A. La porte 2 forme donc alors un angle aigu avec le sol. Dans un premier temps, la traction du câble sur la poutre entraîne également la rotation de la poutre 3 par rapport à la porte 2. La poutre 3 et la porte 2 forment, en position abaissée horizontale de la porte 2, un angle sensiblement de 180°; puis au fur et à mesure du relevage de la porte 2, l'angle devient inférieur à 180°.
  • On a représenté en pointillé une position intermédiaire respectivement 22, 32 et 62 de la porte 2, de la poutre 3 et du câble 6. Dans la position abaissée horizontale de la porte 2, la poutre 3 repose sensiblement sur le sol 1. Dans la position intermédiaire représentée en pointillé, la poutre 32 porte sur le sol 1 uniquement par son extrémité aval 12. Dès que le câble 6 est soumis aux moyens de traction 11, la poutre 3 est soulevée du sol dans sa partie amont (côté 4) alors que son extrémité aval 12 continue de reposer par le sol et glisse par cette même extrémité aval 12 sur le sol jusqu'à la position intermédiaire en pointillé 32. Au fur et à mesure que le câble est soumis à la traction, la porte 2 poursuit son mouvement de rotation autour de l'axe horizontal A-A, et la poutre 3 ne repose plus alors sur le sol (voir position intermédiaire 21, 61 et 31).
  • Dans la position intermédiaire 21, 31 et 61 de l'ensemble porte, poutre, câble, la poutre 31 présente un angle obtus (compris entre 90 et 180°) avec la porte 2.
  • La traction sur le câble se poursuivant, la porte 2 continue son mouvement de rotation pour aboutir à la position relevée 20 où celle-ci se trouve sensiblement verticale ou selon un angle proche de 90° avec le sol. Dans cette position relevée de la porte 2, la poutre 3 est disposée de préférence de manière qu'elle forme un angle sensiblement droit avec la porte 2.
  • On comprend dans ces conditions que les efforts dus à la poussée de l'eau sur la porte 2, soumettant celle-ci à des forces de flambement ou de flexion, sont repris par la poutre 3. Ces efforts présentent une direction sensiblement orthogonale à la porte 2. Or, la poutre 3 est intimement associée à la porte 2, et présente justement dans cette direction transversale une très grande rigidité. En effet, la poutre 3 étant constituée d'un élément plan, est très peu déformable, voire indéformable dans son plan, c'est-à-dire dans la direction justement des efforts de flambement et flexion auxquels est soumise la porte 2.
  • On a représenté sur la figure 2 une vue de détail schématique à échelle agrandie des moyens de solidarisation en rotation de la porte 2 sur le sol 1. Une tige métallique rigide portant la référence 13 est disposé parallèle au sol, à proximité de celui-ci, et suivant une direction transversale à l'écoulement de l'eau, parallèle à la porte 2 et sensiblement de même longueur que la porte 2. La tige 13 matérialise l'axe A-A de rotation de la porte 2 par rapport au sol. La tige 13 est maintenue par rapport au sol par l'intermédiaire d'arceaux 14 et 15 disposés de préférence par couple, de manière que l'espace entre chaque arceau 14-15 de chaque couple puisse permettre de disposer un arceau 16 en forme de U à l'intérieur duquel est disposée la tige 13, l'arceau 16 étant lui-même rendu solidaire (par soudage par exemple) de la porte 2.
  • Sur la figure 3, on a représenté également de manière schématique et à échelle agrandie, une vue de détail des moyens de fixation à rotation de la porte 2 par rapport à la poutre 3.
  • Sur la porte 2 sont fixés deux arceaux en forme de U formant un couple et portant les références 17 et 18, fixés par soudage par exemple sur la porte 2. Les deux arceaux 17 et 18 sont disposés à proximité l'un de l'autre, et sont rendus solidaires d'un tourillon en forme de tige métallique 19. Entre les arceaux 17 et 18, solidaires de la poutre 2, est susceptible d'être disposé un arceau 25 en forme de U à l'intérieur duquel est disposé le tourillon 19; l'arceau 25 est fixé sur la poutre 3 par soudage par exemple.
  • Le tourillon 19 matérialise l'axe de rotation X-X de la poutre 3 par rapport à la porte 2. Il est prévu autant d'ensembles arceaux 17, 18, tourillon 19 et arceau 25 que nécessaire le long des côtés 4 et 5 en regard respectivement de la porte 2 et de la poutre 3.
  • La figure 4 montre une vue de dessus de la poutre 3 et la porte 2, en position relevée de la porte 2, où l'on trouve les éléments décrits précédemment, portant les mêmes références. Le nombre et l'espacement des triplets d'arceau 17, 18 et 19 (figure 3) est fonction des contraintes mécaniques et des dimensions générales de la poutre et de la porte.
  • Sur la figure 5, on a représenté une vue schématique de côté du barrage et notamment la structure comprenant une pile 26, un contrefort 27 reposant sur le sol 1. On retrouve le câble 6 fixé à la poutre 3 elle-même articulée sur la porte 2. Un appui 28 est prévu sur le renfort 27 de la pile 26, et susceptible de servir de support pour la poutre 3, en position relevée de la porte 2, c'est-à-dire en position pour laquelle la poutre 3 est sensiblement horizontale ou légèrement oblique. L'appui 28 permet ainsi d'éviter ou minimiser les effets des vibrations auxquelles pourrait être soumise la poutre 3, du fait du déversement de l'eau en position de retenue (correspondant à la position relevée de la porte 2).
  • Les figures 6A et 6B montrent en coupe transversale une variante de mise en oeuvre de l'invention, où les éléments de même nature ou similaires comportent les mêmes références, assorties d'un indice A pour la position relevée de la porte 2 (figure 6A) et d'un indice B pour la position abaissée de la porte 2 (figure 6B). Ainsi, sur le sol 1 est articulée la porte 2A, selon l'axe A-A.
  • Sur le côté supérieur (opposé au sol) de la porte 2, est articulée, selon un axe B-B, une série de bielles 35A (dont une seule est représentée sur les figures 6A et 6B). L'autre extrémité de la bielle 35A est articulée, selon un axe C-C, une poutre 36A. L'axe C-C est horizontal et proche du sol. A noter que les axes d'articulation A-A, B-B et C-C sont matérialisés par des tourillons, tiges, câbles ou analogues, de manière connue, et/ou tel que décrit ci-dessus et représenté aux figures 2 et 3.
  • Le câble 6A est fixé à son extrémité libre (aval) à la poutre 36A. Celle-ci présente une forme similaire à la poutre 3 des figures 1 et 4 et comporte de préférence une nervure longitudinale 37, de façon que la poutre vue en section droite (dans un plan parallèle à l'écoulement de l'eau) forme une sorte de L. La poutre 36A repose ainsi sur le sol par sa partie amont (du côté de l'axe articulation C-C avec la bielle 35A) et par le bord inférieur de la nervure 37.
  • Le câble 6A est associé à une poulie de renvoi 10, et son autre extrémité est reliée à des moyens d'entraînement symbolisés par un bloc fonctionnel 11. Seul le câble 6A est visible sur les figures 6A et 6B; deux câbles sont prévus, à chaque extrémité latérale de la poutre 36, de manière similaire à la forme de réalisation montrée aux figures 1 à 5.
  • De préférence, le radier du barrage, en aval des portes 2, est aménagé de façon à présenter une légère pente vers l'aval, à partir de l'axe d'articulation A-A. Le fonctionnement du dispositif montré sur les figures 6A et 6B est le suivant.
  • Partant de la position 2A relevée de la porte 2, montrée sur la figure 6A, on constate que celle-ci forme un angle aigu, proche de la verticale, avec le sol. L'effort de poussée auquel est soumise la porte 2 est répercuté sur les bielles (35A), qui à leur tour répercutent cet effort sur le câble 6A qui subit ainsi l'ensemble des efforts de traction.
  • Les efforts de poussée de l'eau, tendant à déformer la porte 2, et donc à fléchir ou flamber celle-ci, sont transmis à la poutre 36A, par l'intermédiaire des bielles 35A.
  • A partir de la position relevée de la porte 2, montrée sur la figure 6A, en laissant défiler le câble 6 vers l'aval, on permet ainsi à la porte 2 de pivoter autour de l'axe A-A jusqu'à prendre une position extrême abaissée 2B montrée sur la figure 6B, pour laquelle celle-ci est sensiblement horizontale. La bielle 35B présente alors une direction sensiblement horizontale et légèrement oblique, parallèlement au radier en pente portant la référence 40.
  • Lors du passage de la porte 2 depuis la position relevée 2A vers la position abaissée 2B, la poutre 36 glisse sur le radier aval 40. A cet effet, ce dernier
  • Lors du passage de la porte 2 depuis la position relevée 2A vers la position abaissée 2B, la poutre 36 glisse sur le radier aval 40. A cet effet, ce dernier peut être aménagé pour être muni de baguettes métalliques formant rails, régulièrement réparties sur le radier dans une direction parallèle à l'écoulement de l'eau. A noter que de telles baguettes métalliques ou rails de glissement peuvent être également prévus dans la forme de réalisation montrée sur la figure 1, permettant ainsi à l'extrémité aval 12 de la poutre 3 de glisser sur ces rails. Ces derniers présentent l'avantage de permettre d'éviter l'usure et l'endommagement du radier aval 40.
  • En variante, les extrémités aval des cables 6 et 7 peuvent être rendus solidaires du côté supérieur de la porte 2 (du côté de l'articulation B-B des bielles 35).
  • On constate, en position abaissée de la porte 2, que ce soit en position 2B de la forme de réalisation montrée sur la figure 6B ou en position 2 de la forme de réalisation de la figure 1, que l'épaisseur, dans un plan vertical (transversal à l'écoulement de l'eau) est réduite, ce qui permet d'optimiser largement le rapport utile du barrage, que l'on peut définir comme la hauteur séparant les plans supérieurs de la porte, respectivement en position relevée et en position abaissée.
  • A titre indicatif et illustratif, on donne ci-après quelques exemples, non limitatifs, de dimensions du dispositif de l'invention.
  • Hauteur de la poulie de renvoi 10 par rapport au sol: 2000-2500 mm.
  • Distance en projection à plat entre la poulie de renvoi et l'axe A-A: 2800-3500 cm.
  • Hauteur/longueur dans le sens transversal à l'écoulement de l'eau, de la porte: 100-à 300 cm.
  • Largeur de la poutre (dans la direction de l'écoulement de l'eau): 300-500 cm
  • Espacement des bielles (figures 6A et 6B) entre 0,5m et 1m.
  • Les câbles 6 et 7 sont susceptibles, en variante, de passer au travers de fentes prévues sur la porte 2, et associées à des lèvres en matériau souple pour étancher lesdites fentes.

Claims (10)

  1. Ensemble formant porte de barrage à surverse, du type comprenant au moins un panneau (2) basculant formant clapet, de forme rectangulaire et articulé sur un de ses côtés sur le sol, de manière que le panneau puisse se déplacer en rotation entre une position rabattue sensiblement horizontale et une position relevée active (sensiblement verticale), par l'intermédiaire de moyens d'entraînement (6-7), le panneau (2) comprenant des moyens de raidissement notamment en flexion,
       caractérisé en ce que les moyens de raidissement comportent au moins un élément de raidissement (3) monté articulé sur le panneau, directement ou via un organe intermédiaire, selon un axe (X-X) longitudinal (perpendiculaire à l'écoulement de l'eau) et relié auxdits moyens d'entraînement (6-7) du panneau, de manière que, d'une part, les efforts de la poussée de l'eau auxquels est soumis le panneau sont repris par ledit élément de raidissement, et d'autre part, l'élément de raidissement soit sensiblement perpendiculaire audit panneau, au moins dans la partie de la course du panneau proche de la position relevée de ce dernier, ledit élément de raidissement présentant une grande rigidité dans un plan transversal au panneau en position relevée.
  2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de raidissement (3) est constitué d'une poutre plane longitudinale.
  3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de raidissement (3) est articulé sur le côté (5) du panneau opposé au sol, et est disposé du côté aval du panneau.
  4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (6-7) sont articulés sur la partie amont (4) dudit élément de raidissement (3), selon un axe (Y-Y) horizontal transversal, décalé vers l'amont par rapport à l'axe d'articulation (X-X) de l'élément raidisseur sur ledit panneau.
  5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comportant un câble, tirant, bras, vérin ou analogue dont l'extrémité opposée au panneau est fixée à des moyens moteur (11), à une hauteur telle que en position relevée du panneau (2), l'élément de raidissement (3) forme un angle sensiblement droit avec ledit panneau (2).
  6. Ensemble selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la poutre de raidissement (3) est articulée par un ensemble de tourillons (19) fixés à la poutre (3) ou au panneau (2), alignés le long d'un même axe (X-X)horizontal, associé chacun à un anneau(17,18,25) ou arceau fixé sur respectivement le panneau ou la poutre de raidissement.
  7. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des bielles (35A) articulées à une extrémité sur le côté supérieur (opposé au sol) du panneau (2A), et articulées par leur autre extrémité sur ledit élément de raidissement (36A), ce dernier étant apte à reposer sur le sol et se déplacer par glissement sur le sol lors de la rotation du panneau.
  8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (6A) sont fixés à l'extrémité inférieure de la bielle (35A) ou sur ledit élément de raidissement (36A).
  9. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des appuis (28) pour les extrémités latérales de l'élément de raidissement (3), en position relevée du panneau.
  10. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de raidissement (3) est associé à des organes de glissement fixés sur le radier aval (40).
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