EP1426494A1 - Hydraulically driven vibrator for driving sheet piles - Google Patents

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EP1426494A1
EP1426494A1 EP02292876A EP02292876A EP1426494A1 EP 1426494 A1 EP1426494 A1 EP 1426494A1 EP 02292876 A EP02292876 A EP 02292876A EP 02292876 A EP02292876 A EP 02292876A EP 1426494 A1 EP1426494 A1 EP 1426494A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press according
vibrator
press
carriage
driven
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02292876A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Houze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PTC SA
Original Assignee
PTC SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PTC SA filed Critical PTC SA
Priority to EP02292876A priority Critical patent/EP1426494A1/en
Publication of EP1426494A1 publication Critical patent/EP1426494A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18—Placing by vibrating

Definitions

  • the present invention relates to a press for driving "sinking" in the ground of objects such as, for example, piles or sheet piles.
  • Threshing with hammers or threshing sheep involves a striking mass which impacts the head of the object to sink it into the ground at the like a nail in a board. This process is slow (a few centimeters to at a time, at best about one meter per minute).
  • the vibratory driving method uses a threshing vibrator which generates longitudinal vertical vibrations by rotation in direction inverse of two eccentrics. It exploits the reduction in friction between the ground and the object to be driven in, due to the relative speed caused by the vibration and which reduces the coefficient of friction by a factor of 10. This reduction in coefficient of friction considerably reduces the forces of penetration to be exercised: for example where it would have required 50 tonnes, the proper the weight of the device and the profile (for example 5 tonnes) is sufficient to ensure the penetration at fairly high speed (several meters per minute) of the profile. Taking into account that the maintenance of the relative movement requires to apply large amplitudes of vibration (of the order of 5 mm) whose propagation in the environment implements strong powers, we have proposed solutions to vary the vibrational moment and control it some nuisance caused by these vibrations.
  • presses which exert on the object to push in, a vertical thrust up to 150 tonnes, without impact or vibration.
  • this press is characterized in that the mobile structure successively comprises between the carriage and the transmission part, a stirrup suspension and a vibrator generating vibrations at very low amplitude and at very high frequency along the driving axis.
  • the object to be inserted is subjected to both force exerted by the cylinder and the action of vibrations.
  • the vibration is of very low amplitude and very high frequency, we obtain an effect of reduction of the coefficient of friction between the object to sink and the ground. Consequently, the force exerted by the means used to generate the driving force (for example cylinders) may be moderate and the means to resume the upward reaction of this effort to sinking (means allowing the support structure to be fixedly fixed in position) could be considerably simplified and / or reduced.
  • the means used to generate the driving force for example cylinders
  • the support structure may be fitted with hydraulic clamps suitable for coming respectively fix on the ends of previously inserted sheet piles, without run the risk of unintentionally causing the extraction of these sheet piles at the expense of driving the sheet pile that you want to drive.
  • the press 1 comprises a support structure or frame 2 placed on a sliding base 3 relative to the frame 2, on which are fixed hydraulic clamps (here three clamps 4, 5, 6) intended to engage on sheet piles already laid P 2 , P 3 , P 4 so as to secure the whole machine in a fixed position relative to the ground.
  • fixed hydraulic clamps here three clamps 4, 5, 6
  • a carriage 10 movable vertically, moved by two jacks 11, 12 respectively supported on said frame 2 and on said carriage 10.
  • the carriage 10 is part of a mobile structure successively comprising a suspension bracket 13, a vibrator 14 and a hydraulic clamp 15 coming taken on the sheet pile 16 which must be pressed.
  • the suspension bracket 13 is composed of two parts 13 ', 13 "movable, one relative to each other and interconnected by elastic means 17 such as silent blocks in resilient material.
  • the connection between the vibrator 14 and the stirrup 13 is a sliding connection involving guide means vertical 18.
  • the vibrator 14 can vibrate vertically along the guide means 18, the vibrations towards the pressing cylinders 11, 12 (depression or extraction) being filtered by the suspension yoke 13.
  • the hydraulic clamp 15 of the movable structure is engaged on the last sheet pile P 6 being driven in, the penultimate pile P 5 is free while the three jacks 4, 5, 6 of the support structure are engaged with the three sheet piles P 2 , P 3 , P 4 preceding this penultimate sheet pile P 5 .
  • the press drives a sheet pile by the simultaneous action of the pressing cylinders 11, 12 which develop a force of a few tens of tonnes and the effect of the very high frequency vibrator 14 which fluidizes the ground and reduces friction between the ground and the pile. Thanks to the very high frequency used and the very low amplitude of the vibrations (less than 0.5 mm), any propagation of vibrations outside the sinking site is avoided.
  • the cylinders 11, 12 are raised after loosening the hydraulic clamp 15 then the clamp 15 is tightened higher on the sheet pile to push the sheet pile again by the value of a stroke length pressing.
  • the press When the sheet pile is pressed, the press is supported on the clamp 15, loosens its three hydraulic clamps 4, 5, 6, the support structure 2 advances, by translation, to the right of the flange 3 of a sheet pile width and is rests on the following sheet piles.
  • the clamps 4, 5, 6 are then offset transversely on slides (here in the form of tees) to take account of the inverted position of the sheet piles.
  • the press can then drive in a new sheet pile in the same way previously described and so on.
  • the vibrator 14 is composed of two vibrating assemblies 14 ′, 14 "mounted in tandem on either side of a vertical plane of symmetry of the press / sheet pile assembly P 1 to P 6 , each vibrating assembly 14, 14 'comprising at least two eccentric weights rotating in opposite directions to one another.
  • the vibrator comprises two transverse vibrating assemblies EV 1 , EV 2 whose pairs of eccentric weights are oriented perpendicular to the above vertical plane of symmetry.
  • the press could be carried by a guide mast as shown in Figures 5 and 6.
  • the press comprises a frame C comprising a plurality of vertical cells (here four parallelepipedal cells) inside which slide supports “B” driven in vertical translation by cylinders V 1 to V 4 .
  • Each support ends with a suspension bracket E 1 to E 4 and a vibrator VB 1 to VB 4 transverse to the axes of the cylinders V 1 to V 4 .
  • This vibrator carries a force transfer part equipped with a hydraulic clamp PH 1 to PH 4 .
  • the chassis C slides on a MG guide mast using “G” guides and is driven down by a system of CA cables, PL pulleys and T winches. T winch is designed so that it can pull downwards several tens of tonnes.
  • the assembly is mounted on a carrier vehicle VP, preferably tracked, whose weight ensures the vertical reaction.
  • the frame C of the press is located at the top of the mast MG while four sheet piles are respectively fixed by their upper ends to the hydraulic clamps.
  • the first sheet pile is driven under the effect of the first jack alone and, jointly, of the very high frequency vibration generated by the vibrator.
  • the jack V 1 exerts a pressure of the order of ten tonnes throughout its pressing stroke V.
  • the second pile-up P ' 2 is then driven in according to a similar process on a drive-in stroke equal to the pressing stroke of the jack V 2 . Because the vibrator VB 1 is at rest, the force of reaction to the action of the jack V 2 is increased by the resistance of the first sheet pile P ' 1 to the upward traction, ie a few tonnes.
  • a new driving cycle is then started again by driving in the first sheet pile P ' 1 with a second length of pressing stroke of the jack V 1 .
  • This insertion is facilitated by the action of the vibrator VB 1 which reduces the friction between the ground and the sheet pile and by the tensile strength of the three other sheet piles P ' 2 , P' 3 , P ' 4 previously inserted, in addition of the force taken up by the carrier vehicle VP via the winch.
  • the press at very high frequency involves a MG 'guide mast mounted on a carrier vehicle VP ′, for example of the type shown in FIGS. 5 and 6.
  • This vibrator VH ' has a low eccentricity moment so as to obtain an amplitude of 0.5 mm and a very high frequency (relative to the technique considered, more than 3000 rpm).
  • These movements of the carriage CH 'along the mast MG' are provided by two cables CA 1 , CA 2 forming two closed loops which extend along the two lateral sides of the mast MG '.
  • These cables CA 1 , CA 2 are guided by two pairs of return pulleys located at the base and at the head of the mast and are wound around two powerful respective winches TR 1 , TR 2 driven in rotation by a motor.
  • These winches TR 1 , TR 2 can advantageously consist of hydraulic jacking or extraction winches capable of generating tensile forces of the order of several tens of tonnes.
  • the traction force (here the driving force) exerted by the winches TR 1 , TR 2 must be taken up by the weight of the carrier vehicle and the guide mast.
  • the VH' vibrator and / or the hydraulic clamp PH 'for clamping PP profiles to push in can be guided directly on the mast, which is made possible due to the small amplitude of the vibration.

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Abstract

The pile driver has a support frame (2) fixed to the ground and a movable carriage (10) sliding on the support and with a gripper (15) to transmit driving forces to a pile (P6). An actuating cylinder (11,12) exerts a driving load on the pile of multiples of tons. The carriage has a saddle (13) and a vibrator (14) to provide low amplitude of about half a millimeter and high frequency of about three thousand per minute vibrations to the pile.

Description

La présente invention concerne une presse destinée à l'enfoncement "fonçage" dans le sol d'objets tels que, par exemple, des pieux ou des palplanches.The present invention relates to a press for driving "sinking" in the ground of objects such as, for example, piles or sheet piles.

D'une façon générale, on sait que pour effectuer le fonçage d'objets dans le sol on dispose de trois méthodes principales, à savoir : le battage, la vibration et la presse.In general, we know that for sinking objects in the ground there are three main methods, namely: threshing, vibration and hurry.

Le battage à l'aide de marteaux ou moutons de battage fait intervenir une masse frappante qui impacte la tête de l'objet pour l'enfoncer dans le sol à la façon d'un clou dans une planche. Ce procédé est lent (quelques centimètres à la fois, soit au mieux environ un mètre par minute).Threshing with hammers or threshing sheep involves a striking mass which impacts the head of the object to sink it into the ground at the like a nail in a board. This process is slow (a few centimeters to at a time, at best about one meter per minute).

Le procédé de fonçage par vibration met en oeuvre un vibrateur de battage qui engendre des vibrations verticales longitudinales par la rotation en sens inverse de deux excentriques. Il exploite la diminution des frottements entre le sol et l'objet à enfoncer, due à la vitesse relative provoquée par la vibration et qui réduit le coefficient de frottement d'un facteur 10. Cette réduction du coefficient de frottement permet de réduire considérablement les forces d'enfoncement à exercer : par exemple là où il aurait fallu 50 tonnes, le propre poids de l'appareil et du profilé (par exemple 5 tonnes) suffisent à assurer la pénétration à assez grande vitesse (plusieurs mètres par minute) du profilé. Compte tenu du fait que le maintien du mouvement relatif impose d'appliquer de grandes amplitudes de vibration (de l'ordre de 5 mm) dont la propagation dans l'environnement met en oeuvre de fortes puissances, on a proposé des solutions permettant de faire varier le moment vibratoire et de le maítriser de certaines nuisances engendrées par ces vibrations.The vibratory driving method uses a threshing vibrator which generates longitudinal vertical vibrations by rotation in direction inverse of two eccentrics. It exploits the reduction in friction between the ground and the object to be driven in, due to the relative speed caused by the vibration and which reduces the coefficient of friction by a factor of 10. This reduction in coefficient of friction considerably reduces the forces of penetration to be exercised: for example where it would have required 50 tonnes, the proper the weight of the device and the profile (for example 5 tonnes) is sufficient to ensure the penetration at fairly high speed (several meters per minute) of the profile. Taking into account that the maintenance of the relative movement requires to apply large amplitudes of vibration (of the order of 5 mm) whose propagation in the environment implements strong powers, we have proposed solutions to vary the vibrational moment and control it some nuisance caused by these vibrations.

Dans le cas de fonçages particulièrement critiques, du point de vue de l'environnement, on utilise des presses (vérins) qui exercent sur l'objet à enfoncer, une poussée verticale jusqu'à 150 tonnes, sans impact ni vibration.In the case of particularly critical driving, from the point of view of environment, we use presses (jacks) which exert on the object to push in, a vertical thrust up to 150 tonnes, without impact or vibration.

La mise en oeuvre de cette solution s'avère difficile du fait qu'il est nécessaire de reprendre la réaction vers le haut de la poussée exercée sur l'objet. On utilise à cet effet des pieux ou des palplanches précédemment enfoncées (mais qui s'extraient parfois vers le haut sous l'effet de traction du vérin) ou à l'aide de masses d'alourdissement considérables (plusieurs centaines de tonnes). Par ailleurs, cette solution s'avère très lente (dix à quinze palplanches par jour).The implementation of this solution proves difficult because it is necessary to resume the reaction upwards of the thrust exerted on the object. We uses previously driven piles or sheet piles for this purpose (but which are sometimes extracted upwards under the pulling effect of the jack) or using considerable weights (several hundred tonnes). Through elsewhere, this solution is very slow (ten to fifteen sheet piles per day).

L'invention a donc plus particulièrement pour objet un dispositif de fonçage qui combine les avantages des vibrateurs et des techniques utilisant les presses de manière à accroítre les performances du fonçage tout en réduisant les inconvénients précédemment évoqués concernant notamment :

  • la lenteur du fonçage,
  • l'emploi de masses d'alourdissement,
  • les nuisances engendrées par des vibrations à relativement basse fréquence et à amplitudes élevées.
The invention therefore more particularly relates to a driving device which combines the advantages of vibrators and techniques using presses so as to increase the driving performance while reducing the drawbacks mentioned above concerning in particular:
  • slow driving,
  • the use of ballast weights,
  • the nuisance caused by vibrations at relatively low frequency and high amplitudes.

Elle propose, à cet effet, une presse comprenant :

  • une structure support apte à être maintenue fixement en position par rapport au sol,
  • une structure mobile comportant un chariot monté coulissant sur la structure fixe ainsi qu'une pièce de transmission d'efforts destinée à venir en prise avec la pièce à foncer,
  • des moyens permettant d'exercer sur la structure mobile un effort de fonçage pouvant aller de quelques tonnes à quelques dizaines de tonnes selon son axe de coulissement, dans le sens du fonçage de la pièce et d'imprimer, à cet effet, une course de pressage.
To this end, it offers a press comprising:
  • a support structure capable of being fixedly held in position relative to the ground,
  • a mobile structure comprising a carriage mounted to slide on the fixed structure as well as a force transmission part intended to come into engagement with the part to be grounded,
  • means making it possible to exert a sinking force on the mobile structure which can range from a few tonnes to a few tens of tonnes along its sliding axis, in the direction of sinking of the part and to print, for this purpose, a stroke of pressing.

Selon l'invention, cette presse est caractérisée en ce que la structure mobile comprend successivement entre le chariot et la pièce de transmission, un étrier de suspension et un vibrateur engendrant des vibrations à très faible amplitude et à très haute fréquence selon l'axe de fonçage.According to the invention, this press is characterized in that the mobile structure successively comprises between the carriage and the transmission part, a stirrup suspension and a vibrator generating vibrations at very low amplitude and at very high frequency along the driving axis.

Grâce à ces dispositions, l'objet à enfoncer est soumis à la fois à la force exercée par le vérin et à l'action des vibrations.Thanks to these provisions, the object to be inserted is subjected to both force exerted by the cylinder and the action of vibrations.

Du fait que la vibration est de très faible amplitude et de très haute fréquence, on obtient un effet de réduction du coefficient de frottement entre l'objet à enfoncer et le sol. En conséquence, la force exercée par les moyens servant à engendrer l'effort de fonçage (par exemples des vérins) pourra être modérée et les moyens permettant de reprendre la réaction vers le haut de cet effort de fonçage (moyens permettant de maintenir la structure support fixement en position) pourront être considérablement simplifiés et/ou allégés.Because the vibration is of very low amplitude and very high frequency, we obtain an effect of reduction of the coefficient of friction between the object to sink and the ground. Consequently, the force exerted by the means used to generate the driving force (for example cylinders) may be moderate and the means to resume the upward reaction of this effort to sinking (means allowing the support structure to be fixedly fixed in position) could be considerably simplified and / or reduced.

Dans le cas de l'enfoncement d'une série de palplanches, la structure support pourra être équipée de pinces hydrauliques aptes à venir respectivement se fixer sur les extrémités de palplanches précédemment enfoncées et ce, sans courir le risque de provoquer involontairement l'extraction de ces palplanches au détriment de l'enfoncement de la palplanche que l'on veut enfoncer. In the case of driving in a series of sheet piles, the support structure may be fitted with hydraulic clamps suitable for coming respectively fix on the ends of previously inserted sheet piles, without run the risk of unintentionally causing the extraction of these sheet piles at the expense of driving the sheet pile that you want to drive.

Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :

  • Les figures 1 et 2 représentent respectivement en vue de face (figure 1) et en vue de côté (figure 2) une presse selon l'invention équipée pour le fonçage de palplanches ;
  • Les figures 3 et 4 sont des vues montrant d'une façon similaire une variante d'exécution de la presse représentée sur les figures 1 et 2 ;
  • Les figures 5 et 6 représentent respectivement en vue de face et en vue de côté un premier mode d'exécution d'une presse utilisant un mât de guidage ;
  • Les figures 7 et 8 sont deux vues similaires à celles des figures 5 et 6 d'un deuxième mode d'exécution d'une presse utilisant un mât de guidage.
    • Embodiments of the invention will be described below, by way of nonlimiting examples, with reference to the appended drawings in which:
  • Figures 1 and 2 show respectively in front view (Figure 1) and in side view (Figure 2) a press according to the invention equipped for driving sheet piles;
  • Figures 3 and 4 are views similarly showing an alternative embodiment of the press shown in Figures 1 and 2;
  • Figures 5 and 6 show respectively in front view and in side view a first embodiment of a press using a guide mast;
  • Figures 7 and 8 are two views similar to those of Figures 5 and 6 of a second embodiment of a press using a guide mast.

    • Dans les exemples représentés sur les figures 1 à 4, la presse 1 comprend une structure support ou bâti 2 posée sur une semelle coulissante 3 par rapport au bâti 2, sur laquelle sont fixées des pinces hydrauliques (ici trois pinces 4, 5, 6) destinées à venir en prise sur des palplanches déjà posées P2, P3, P4 de manière à assurer une fixation de l'ensemble de la machine dans une position fixe par rapport au sol.In the examples shown in Figures 1 to 4, the press 1 comprises a support structure or frame 2 placed on a sliding base 3 relative to the frame 2, on which are fixed hydraulic clamps (here three clamps 4, 5, 6) intended to engage on sheet piles already laid P 2 , P 3 , P 4 so as to secure the whole machine in a fixed position relative to the ground.

    Sur le bâti 2 est monté coulissant un chariot 10 mobile verticalement, mû par deux vérins 11, 12 prenant respectivement appui sur ledit bâti 2 et sur ledit chariot 10. On the frame 2 is slidably mounted a carriage 10 movable vertically, moved by two jacks 11, 12 respectively supported on said frame 2 and on said carriage 10.

    Le chariot 10 fait partie d'une structure mobile comprenant successivement un étrier de suspension 13, un vibrateur 14 et une pince hydraulique 15 venant en prise sur la palplanche 16 qui doit être enfoncée.The carriage 10 is part of a mobile structure successively comprising a suspension bracket 13, a vibrator 14 and a hydraulic clamp 15 coming taken on the sheet pile 16 which must be pressed.

    L'étrier de suspension 13 est composé de deux parties 13', 13" mobiles l'une par rapport à l'autre et reliées entre elles par des moyens élastiques 17 tels que des silentblocs en matière résiliente. La liaison entre le vibrateur 14 et l'étrier 13 est une liaison coulissante faisant intervenir des moyens de guidage verticaux 18.The suspension bracket 13 is composed of two parts 13 ', 13 "movable, one relative to each other and interconnected by elastic means 17 such as silent blocks in resilient material. The connection between the vibrator 14 and the stirrup 13 is a sliding connection involving guide means vertical 18.

    Grâce à ces dispositions, le vibrateur 14 peut vibrer verticalement le long des moyens de guidage 18, les vibrations en direction des vérins de pressage 11, 12 (enfoncement ou extraction) étant filtrés par l'étrier de suspension 13.Thanks to these provisions, the vibrator 14 can vibrate vertically along the guide means 18, the vibrations towards the pressing cylinders 11, 12 (depression or extraction) being filtered by the suspension yoke 13.

    Sur ces dessins, on a représenté un ensemble de six palplanches P1 à P6 dont cinq P1 à P5 sont déjà enfoncées et la sixième P6 (la dernière) est en cours d'enfoncement.In these drawings, there is shown a set of six sheet piles P 1 to P 6 of which five P 1 to P 5 are already driven and the sixth P 6 (the last) is being driven.

    La pince hydraulique 15 de la structure mobile est en prise sur la dernière palplanche P6 en cours d'enfoncement, l'avant-dernière palplanche P5 est libre tandis que les trois vérins 4, 5, 6 de la structure support sont en prise avec les trois palplanches P2, P3, P4 précédant cette avant-dernière palplanche P5.The hydraulic clamp 15 of the movable structure is engaged on the last sheet pile P 6 being driven in, the penultimate pile P 5 is free while the three jacks 4, 5, 6 of the support structure are engaged with the three sheet piles P 2 , P 3 , P 4 preceding this penultimate sheet pile P 5 .

    Le fonctionnement de cette presse est alors le suivant :The operation of this press is then as follows:

    Au départ du chantier, on pourra substituer aux palplanches déjà enfoncées P2, P3, P4 un châssis de démarrage. La presse enfonce alors une palplanche par l'action simultanée des vérins de pressage 11, 12 qui développent une force de quelques dizaines de tonnes et l'effet du vibrateur très haute fréquence 14 qui fluidise le sol et réduit les frottements entre le sol et la palplanche. Grâce à la très haute fréquence utilisée et la très faible amplitude des vibrations (moins de 0,5 mm), on évite toute propagation de vibrations en dehors du site de fonçage. A la fin de chacune des courses de pressage, on remonte les vérins 11, 12 après avoir desserré la pince hydraulique 15 puis on resserre la pince 15 plus haut sur la palplanche pour enfoncer à nouveau la palplanche de la valeur d'une longueur de course de pressage.At the start of the work, we can replace the piled sheet piles P 2 , P 3 , P 4 with a starting frame. The press then drives a sheet pile by the simultaneous action of the pressing cylinders 11, 12 which develop a force of a few tens of tonnes and the effect of the very high frequency vibrator 14 which fluidizes the ground and reduces friction between the ground and the pile. Thanks to the very high frequency used and the very low amplitude of the vibrations (less than 0.5 mm), any propagation of vibrations outside the sinking site is avoided. At the end of each pressing stroke, the cylinders 11, 12 are raised after loosening the hydraulic clamp 15 then the clamp 15 is tightened higher on the sheet pile to push the sheet pile again by the value of a stroke length pressing.

    Lorsque la palplanche est enfoncée, la presse prend appui sur la pince 15, desserre ses trois pinces hydrauliques 4, 5, 6, la structure support 2 avance, par translation, vers la droite de la semelle 3 d'une largeur de palplanche et se repose sur les palplanches suivantes. Les pinces 4, 5, 6 sont alors décalées transversalement sur des glissières (ici en forme de tés) pour tenir compte de la position inversée des palplanches.When the sheet pile is pressed, the press is supported on the clamp 15, loosens its three hydraulic clamps 4, 5, 6, the support structure 2 advances, by translation, to the right of the flange 3 of a sheet pile width and is rests on the following sheet piles. The clamps 4, 5, 6 are then offset transversely on slides (here in the form of tees) to take account of the inverted position of the sheet piles.

    La presse peut alors enfoncer une nouvelle palplanche de la façon précédemment décrite et ainsi de suite.The press can then drive in a new sheet pile in the same way previously described and so on.

    Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le vibrateur 14 est composé de deux ensembles vibrants 14', 14" montés en tandem de part et d'autre d'un plan vertical de symétrie de l'ensemble presse/palplanches P1 à P6, chaque ensemble vibrant 14, 14' comportant au moins deux masselottes excentriques tournant en sens inverse l'une de l'autre.In the example shown in FIGS. 1 and 2, the vibrator 14 is composed of two vibrating assemblies 14 ′, 14 "mounted in tandem on either side of a vertical plane of symmetry of the press / sheet pile assembly P 1 to P 6 , each vibrating assembly 14, 14 'comprising at least two eccentric weights rotating in opposite directions to one another.

    Par contre, dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 4, le vibrateur comprend deux ensembles vibrants transversaux EV1, EV2 dont les couples de masselottes excentriques sont axés perpendiculairement au susdit plan vertical de symétrie.By cons, in the example shown in Figures 3 and 4, the vibrator comprises two transverse vibrating assemblies EV 1 , EV 2 whose pairs of eccentric weights are oriented perpendicular to the above vertical plane of symmetry.

    Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode d'exécution précédemment décrit. Of course, the invention is not limited to the embodiment previously described.

    Ainsi, la presse pourrait être portée par un mât de guidage de la façon indiquée sur les figures 5 et 6.Thus, the press could be carried by a guide mast as shown in Figures 5 and 6.

    Dans cet exemple, la presse comprend un châssis C comportant une pluralité d'alvéoles verticales (ici quatre alvéoles parallélépipédiques) à l'intérieur desquelles coulissent des supports « B » entraínés en translation verticale par des vérins V1 à V4. Chaque support se termine par un étrier de suspension E1 à E4 et un vibrateur VB1 à VB4 transversal par rapport aux axes des vérins V1 à V4.In this example, the press comprises a frame C comprising a plurality of vertical cells (here four parallelepipedal cells) inside which slide supports “B” driven in vertical translation by cylinders V 1 to V 4 . Each support ends with a suspension bracket E 1 to E 4 and a vibrator VB 1 to VB 4 transverse to the axes of the cylinders V 1 to V 4 .

    Ce vibrateur porte une pièce de transfert d'efforts équipée d'une pince hydraulique PH1 à PH4.This vibrator carries a force transfer part equipped with a hydraulic clamp PH 1 to PH 4 .

    Le châssis C coulisse sur un mât de guidage MG à l'aide de guides « G » et est entraíné vers le bas par un système de câbles CA, poulies PL et treuils T. Le treuil T est conçu de manière à pouvoir exercer une traction vers le bas de plusieurs dizaines de tonnes. L'ensemble est monté sur un véhicule porteur VP, de préférence chenillé, dont le poids assure la réaction verticale.The chassis C slides on a MG guide mast using “G” guides and is driven down by a system of CA cables, PL pulleys and T winches. T winch is designed so that it can pull downwards several tens of tonnes. The assembly is mounted on a carrier vehicle VP, preferably tracked, whose weight ensures the vertical reaction.

    Le fonctionnement de cette presse est alors le suivant :The operation of this press is then as follows:

    Initialement, le châssis C de la presse est situé en haut du mât MG tandis que quatre palplanches sont respectivement fixées par leurs extrémités supérieures aux pinces hydrauliques. Dans un premier temps, la première palplanche est enfoncée sous l'effet du premier vérin seul et, conjointement, de la vibration très haute fréquence engendrée par le vibrateur. A cet effet, le vérin V1 exerce une pression de l'ordre d'une dizaine de tonnes tout au long de sa course de pressage V. Initially, the frame C of the press is located at the top of the mast MG while four sheet piles are respectively fixed by their upper ends to the hydraulic clamps. Initially, the first sheet pile is driven under the effect of the first jack alone and, jointly, of the very high frequency vibration generated by the vibrator. To this end, the jack V 1 exerts a pressure of the order of ten tonnes throughout its pressing stroke V.

    On procède ensuite à l'enfoncement selon un processus similaire de la deuxième palplanche P'2 sur une course d'enfoncement égale à la course de pressage du vérin V2. Du fait que le vibrateur VB1 est au repos, la force de réaction à l'action du vérin V2 est augmentée de la résistance de la première palplanche P'1 à la traction vers le haut, soit quelques tonnes.The second pile-up P ' 2 is then driven in according to a similar process on a drive-in stroke equal to the pressing stroke of the jack V 2 . Because the vibrator VB 1 is at rest, the force of reaction to the action of the jack V 2 is increased by the resistance of the first sheet pile P ' 1 to the upward traction, ie a few tonnes.

    On répète cette opération pour la troisième et la quatrième palplanches P'3, P'4 de sorte que les quatre palplanches P'1 à P'4 se retrouvent au même niveau.This operation is repeated for the third and fourth sheet piles P ' 3 , P' 4 so that the four sheet piles P ' 1 to P' 4 are found at the same level.

    On recommence alors un nouveau cycle d'enfoncement en enfonçant la première palplanche P'1 d'une deuxième longueur de course de pressage du vérin V1. Cet enfoncement est facilité grâce à l'action du vibrateur VB1 qui réduit la friction entre le sol et la palplanche et par la résistance à la traction des trois autres palplanches P'2, P'3, P'4 précédemment enfoncées, en plus de l'effort repris par le véhicule porteur VP par l'intermédiaire du treuil.A new driving cycle is then started again by driving in the first sheet pile P ' 1 with a second length of pressing stroke of the jack V 1 . This insertion is facilitated by the action of the vibrator VB 1 which reduces the friction between the ground and the sheet pile and by the tensile strength of the three other sheet piles P ' 2 , P' 3 , P ' 4 previously inserted, in addition of the force taken up by the carrier vehicle VP via the winch.

    Au fur et à mesure de l'enfoncement des palplanches P'1 à P'4, il sera nécessaire de mobiliser une réaction vers le haut de plus en plus importante, ce qui permet l'enfoncement également plus important des palplanches de réaction et l'absence de vibration sur les palplanches de réaction qui augmente les forces de frottement sol/palplanches.As the sheet piles P ' 1 to P' 4 are driven in, it will be necessary to mobilize an increasing upward reaction, which also allows the reaction sheet piles to be pushed in even further. absence of vibration on the reaction sheet piles which increases the soil / sheet pile friction forces.

    Dans le mode d'exécution de l'invention illustré sur les figures 7 et 8, la presse à très haute fréquence fait intervenir un mât de guidage MG' monté sur un véhicule porteur VP' par exemple du type de celui représenté figures 5 et 6.In the embodiment of the invention illustrated in Figures 7 and 8, the press at very high frequency involves a MG 'guide mast mounted on a carrier vehicle VP ′, for example of the type shown in FIGS. 5 and 6.

    Sur le mât de guidage MG' est monté coulissant un chariot CH' supportant une pince hydraulique PH' par l'intermédiaire d'un vibrateur à très haute fréquence VH'. On the guide mast MG 'is slidably mounted a carriage CH' supporting a hydraulic clamp PH 'via a very high frequency vibrator VH.

    Ce vibrateur VH' possède un faible moment d'excentricité de manière à obtenir une amplitude de 0,5 mm et une très haute fréquence (relativement à la technique considérée, de plus de 3000 tours/mn).This vibrator VH 'has a low eccentricity moment so as to obtain an amplitude of 0.5 mm and a very high frequency (relative to the technique considered, more than 3000 rpm).

    Ces déplacements du chariot CH' le long du mât MG' sont assurés par deux câbles CA1, CA2 formant deux boucles fermées qui s'étendent le long des deux côtés latéraux du mât MG'. Ces câbles CA1, CA2 sont guidés par deux couples de poulies de renvoi situées à la base et en tête du mât et s'enroulent autour de deux puissants treuils respectifs TR1, TR2 entraínés en rotation par un moteur. Ces treuils TR1, TR2 peuvent avantageusement consister en des treuils hydrauliques de fonçage ou d'extraction capables d'engendrer des forces de traction de l'ordre de plusieurs dizaines de tonnes.These movements of the carriage CH 'along the mast MG' are provided by two cables CA 1 , CA 2 forming two closed loops which extend along the two lateral sides of the mast MG '. These cables CA 1 , CA 2 are guided by two pairs of return pulleys located at the base and at the head of the mast and are wound around two powerful respective winches TR 1 , TR 2 driven in rotation by a motor. These winches TR 1 , TR 2 can advantageously consist of hydraulic jacking or extraction winches capable of generating tensile forces of the order of several tens of tonnes.

    Bien entendu, la force de traction (ici la force d'enfoncement) exercée par les treuils TR1, TR2 doit être reprise par le poids du véhicule porteur et du mât de guidage.Of course, the traction force (here the driving force) exerted by the winches TR 1 , TR 2 must be taken up by the weight of the carrier vehicle and the guide mast.

    Outre l'étrier de suspension ES', le vibrateur VH' et/ou la pince hydraulique PH' de serrage des profilés PP' à enfoncer pourront être guidés directement sur le mât, ce qui est rendu possible en raison de la faible amplitude des vibrations.In addition to the ES 'suspension bracket, the VH' vibrator and / or the hydraulic clamp PH 'for clamping PP profiles to push in can be guided directly on the mast, which is made possible due to the small amplitude of the vibration.

    Claims (17)

    Presse destinée à l'enfoncement dans le sol d'objets tels que des pieux ou des palplanches (P1 à P5), cette presse comprenant : une structure support (2) apte à être maintenue fixement en position par rapport au sol, une structure mobile comportant un chariot (10) monté coulissant sur la structure fixe ainsi qu'une pièce de transmission d'efforts (15) destinée à venir en prise avec la pièce à foncer (P6), des moyens (11, 12) permettant d'exercer sur la structure mobile un effort de fonçage pouvant aller de quelques tonnes à quelques dizaines de tonnes selon son axe de coulissement, dans le sens du fonçage de la pièce (P6) et d'imprimer, à cet effet, une course de pressage, caractérisée en ce que la structure mobile comprend successivement entre le chariot (10) et la pièce de transmission (15), un étrier de suspension (13) et un vibrateur (14) engendrant des vibrations selon l'axe de fonçage, ce vibrateur engendrant des vibrations de très faible amplitude et de très haute fréquence pour obtenir l'effet de réduction du coefficient de frottement entre l'objet à enfoncer et le sol, et en ce que la fréquence des vibrations est de l'ordre de 3000 tours/mn tandis que l'amplitude des vibrations est de l'ordre de 0,5 mm.Press intended for driving objects such as piles or sheet piles into the ground (P 1 to P 5 ), this press comprising: a support structure (2) capable of being fixedly held in position relative to the ground, a mobile structure comprising a carriage (10) slidingly mounted on the fixed structure as well as a force transmission part (15) intended to come into engagement with the part to be driven (P 6 ), means (11, 12) for exerting on the mobile structure a driving force which can range from a few tonnes to a few tens of tonnes depending on its sliding axis, in the direction of driving the workpiece (P 6 ) and print a pressing run for this purpose, characterized in that the mobile structure successively comprises between the carriage (10) and the transmission part (15), a suspension bracket (13) and a vibrator (14) generating vibrations along the driving axis, this vibrator generating vibrations of very low amplitude and very high frequency to obtain the effect of reducing the coefficient of friction between the object to be driven in and the ground, and in that the frequency of the vibrations is of the order of 3000 revolutions / min while the amplitude of the vibrations is of the order of 0.5 mm. Presse selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que les susdits moyens permettant d'exercer sur la structure mobile un effort de fonçage comprennent au moins un vérin (11, 12) monté sur la structure fixe.    Press according to claim 1,
    characterized in that the above-mentioned means making it possible to exert a driving force on the mobile structure comprise at least one jack (11, 12) mounted on the fixed structure.         Presse selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisée en ce qu'elle est destinée à enfoncer une série de pièces telles que des palplanches (P1 à P6), et en ce que, dans ce cas, la structure support comprend une pluralité de pinces hydrauliques (4, 5, 6) aptes à venir respectivement se fixer sur les extrémités de palplanches précédemment enfoncées (P2 à P4).    Press according to one of the preceding claims,
    characterized in that it is intended to drive a series of parts such as sheet piles (P 1 to P 6 ), and in that , in this case, the support structure comprises a plurality of hydraulic clamps (4, 5, 6 ) capable of coming respectively to be fixed on the ends of previously inserted sheet piles (P 2 to P 4 ).         Presse selon la revendication 3,
    caractérisée en ce que les susdites pinces hydrauliques (4, 5, 6) sont portées par une semelle montée coulissante sur la structure support (2).    Press according to claim 3,
    characterized in that the above hydraulic clamps (4, 5, 6) are carried by a sole plate slidingly mounted on the support structure (2).         Presse selon la revendication 4,
    caractérisée en ce que le susdit vérin (11, 12) est monté entre la structure fixe (2) et ledit chariot (10).    Press according to claim 4,
    characterized in that the aforesaid jack (11, 12) is mounted between the fixed structure (2) and said carriage (10).         Presse selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisée en ce que la susdite pièce de transmission d'efforts comprend une pince hydraulique (15) apte à venir en prise sur la pièce (P6) à enfoncer.    Press according to one of the preceding claims,
    characterized in that the aforesaid force transmission part comprises a hydraulic clamp (15) capable of engaging on the part (P 6 ) to be pushed in.         Presse selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisée en ce que le susdit étrier de suspension (13) comprend deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre et reliées entre elles par des moyens élastiques (17).    Press according to one of the preceding claims,
    characterized in that the aforesaid suspension bracket (13) comprises two parts which are movable with respect to one another and connected to one another by elastic means (17).         Presse selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisée en ce que la pièce de transmission d'efforts et les pinces hydrauliques de la structure support sont disposées de manière à ce qu'en fonctionnement normal, la pince hydraulique (15) de la pièce de transmission d'efforts soit en prise sur l'objet à enfoncer (P6) et que les pinces hydrauliques (4, 5, 6) de la structure support (2) soient respectivement en prise sur des objets déjà enfoncés (P2, P3, P4), le dernier objet enfoncé (P5) demeurant libre.     Press according to one of the preceding claims,
    characterized in that the force transmission part and the hydraulic clamps of the support structure are arranged so that in normal operation, the hydraulic clamp (15) of the force transmission part is engaged on the object to be inserted (P 6 ) and that the hydraulic clamps (4, 5, 6) of the support structure (2) are respectively engaged on objects already inserted (P 2 , P 3 , P 4 ), the last object pressed (P 5 ) remaining free.         Presse selon la revendication 8
    caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant de desserrer la pince hydraulique (15) de la pièce de transfert d'effort, une fois que le vérin (11, 12) a terminé sa course de pressage, de ramener le vérin (11, 12) à sa position initiale, et de resserrer à nouveau ladite pince, de manière à permettre au vérin d'effectuer une nouvelle course de pressage.    Press according to claim 8
    characterized in that it comprises means making it possible to loosen the hydraulic clamp (15) of the force transfer part, once the jack (11, 12) has finished its pressing stroke, to bring the jack (11 , 12) to its initial position, and to tighten said clamp again, so as to allow the jack to carry out a new pressing stroke.         Presse selon l'une des revendications 8 et 9,
    caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant de desserrer les pinces (4, 5, 6) solidaires de la semelle (3) une fois que l'objet en cours d'enfoncement (P6) a atteint sa position finale, des moyens permettant à la semelle (3) d'effectuer un déplacement en translation d'une course égale à l'entraxe des objets précédemment enfoncés (P1 à P5) de manière à ce qu'au terme de cette translation, les pinces (4, 5, 6) se trouvent axées sur de nouveaux objets (P3 à P5) sur lesquels elles viennent se serrer pour supporter la structure fixe (2), et en ce que la structure support comprend des moyens permettant son déplacement sur la semelle d'une course égale à la précédente pour amener la pince hydraulique solidaire de la pièce de transfert au droit de l'emplacement où doit être enfoncé un nouvel objet.    Press according to one of claims 8 and 9,
    characterized in that it comprises means making it possible to loosen the clamps (4, 5, 6) integral with the sole (3) once the object being driven in (P 6 ) has reached its final position, means allowing the sole (3) to carry out a translational movement of a stroke equal to the distance between the centers of the previously driven objects (P 1 to P 5 ) so that at the end of this translation, the clamps 4, 5, 6) are focused on new objects (P 3 to P 5 ) on which they are clamped to support the fixed structure (2), and in that the support structure comprises means allowing its movement on the sole of a stroke equal to the previous one to bring the hydraulic clamp secured to the transfer piece to the right of the location where a new object is to be inserted.         Presse selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisée en ce que le vibrateur (14) est composé de deux ensembles vibrants montés en tandem de part et d'autre d'un plan vertical de symétrie de l'ensemble presse/objets, chaque ensemble comprenant au moins deux masselottes excentriques tournant en sens inverse l'une de l'autre.    Press according to one of the preceding claims,
    characterized in that the vibrator (14) is composed of two vibrating assemblies mounted in tandem on either side of a vertical plane of symmetry of the press / object assembly, each assembly comprising at least two eccentric weights rotating in direction reverse each other.         Presse selon l'une des revendications 1 à 10,
    caractérisée en ce que le vibrateur (14) comprend deux ensembles vibrants transversaux dont les couples de masselottes excentriques sont axés perpendiculairement au plan vertical de symétrie de l'ensemble presse/objets.     Press according to one of claims 1 to 10,
    characterized in that the vibrator (14) comprises two transverse vibrating assemblies whose pairs of eccentric weights are oriented perpendicular to the vertical plane of symmetry of the press / objects assembly.         Presse selon l'une des revendications 1 à 7,
    caractérisée en ce qu'elle est montée coulissante sur un mât de guidage (MG).    Press according to one of claims 1 to 7,
    characterized in that it is slidably mounted on a guide mast (MG).         Presse selon la revendication 13,
    caractérisée en ce qu'elle comprend un châssis (C) comportant une pluralité d'alvéoles verticales dans lesquelles sont montés coulissants des supports entraínés en translation verticale par des vérins (V1 à V4), chaque support se terminant par un étrier de suspension (E1 à E4) et un vibrateur transversal par rapport aux axes des vérins (V1 à V4), ce vibrateur portant une pièce de transfert d'efforts équipée d'une pince hydraulique (PH1 à PH4).    Press according to claim 13,
    characterized in that it comprises a frame (C) comprising a plurality of vertical cells in which sliding supports are mounted which are driven in vertical translation by jacks (V 1 to V 4 ), each support ending in a suspension bracket (E 1 to E 4 ) and a transverse vibrator relative to the axes of the jacks (V 1 to V 4 ), this vibrator carrying a force transfer part equipped with a hydraulic clamp (PH 1 to PH 4 ).         Presse selon l'une des revendications 1,
    caractérisée en ce qu'elle comprend un chariot (CH') monté coulissant sur un mât de guidage (MG'), ce chariot (CH') supportant au moins une pince hydraulique (PH') par l'intermédiaire d'un vibrateur à très haute fréquence et à très faible amplitude (VH'), les déplacements du chariot (CH') étant assurés par des moyens aptes à engendrer des forces de fonçage de l'ordre de quelques tonnes à quelques dizaines de tonnes.    Press according to one of claims 1,
    characterized in that it comprises a carriage (CH ') slidably mounted on a guide mast (MG'), this carriage (CH ') supporting at least one hydraulic clamp (PH') by means of a vibrator with very high frequency and very low amplitude (VH '), the movements of the carriage (CH') being provided by means capable of generating driving forces of the order of a few tonnes to a few tens of tonnes.         Presse selon la revendication 15,
    caractérisée en ce que les déplacements du chariot (CH') le long du mât (MG') sont assurés par deux câbles (CA1, CA2) formant deux boucles fermées qui s'étendent le long des deux côtés du mât (MG'), ces câbles (CA1, CA2) étant guidés par des poulies de renvoi situées à la base et en tête du mât et s'enroulant autour de deux treuils respectifs (TR1, TR2) entraínés par une motorisation.    Press according to claim 15,
    characterized in that the movements of the carriage (CH ') along the mast (MG') are ensured by two cables (CA 1 , CA 2 ) forming two closed loops which extend along both sides of the mast (MG ' ), these cables (CA 1 , CA 2 ) being guided by return pulleys located at the base and at the top of the mast and winding around two respective winches (TR 1 , TR 2 ) driven by a motorization.         Presse selon l'une des revendications 15 et 16,
    caractérisée en ce que l'étrier de suspension (ES') et/ou le vibrateur (VH') et/ou la pince hydraulique (PH') de serrage des objets à enfoncer (PP') sont directement guidés sur le mât (MG').    Press according to one of claims 15 and 16,
    characterized in that the suspension bracket (ES ') and / or the vibrator (VH') and / or the hydraulic clamp (PH ') for clamping the objects to be inserted (PP') are directly guided on the mast (MG ').
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