FR2582030A1 - Dispositif d'arret antisismique pour structures de poutrelles de ponts, viaducs et similaires - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF D'ARRET ANTISISMIQUE POUR STRUCTURES DE POUTRELLES DE PONT OU DE VIADUC ET SIMILAIRE OU, DANS LADITE STRUCTURE LA POUTRELLE REPOSE SIMPLEMENT SUR LES PILES. LE DISPOSITIF COMPREND DES MOYENS D'ARRET SEPARES, UN MOYEN POUR CHAQUE TETE DE POUTRELLE DE PONT INDIVIDUELLE, RESPECTIVEMENT EN UN POINT CORRESPONDANT A LA TETE MOBILE ET UN POINT CORRESPONDANT A LA TETE FIXE, LESDITS MOYENS ETANT DISPOSES AXIALEMENT PAR RAPPORT A L'INTRADOS DE LA POUTRELLE ET COMPRENANT UN CORPS CENTRAL 3 A BASE DE FORME PRISMATIQUE, REPOSANT A SA PARTIE INFERIEURE, PAR DES MOYENS SUSCEPTIBLES DE COULISSER, SUR DES ORGANES D'ARTICULATION SPHERIQUES PREVUS SUR LA SEMELLE 27, LEDIT CORPS ETANT POURVU A SA PARTIE SUPERIEURE DE MOYENS EN FORME D'AXE VERTICAL 2 CONCUS POUR REALISER UN ACCOUPLEMENT COULISSANT AVEC UN PREMIER SIEGE CYLINDRIQUE 1 SOLIDAIRE D'UN CONTRE-BOITIER 5, CELUI-CI POUVANT COULISSER DE SON COTE DANS UN SECOND SIEGE CYLINDRIQUE 6 SOLIDAIRE DE LA STRUCTURE DE POUTRELLE 7.

Description

L'invention concerne un dispositif d'arrêt anti-sismi-

que pour les structures de poutrelles de ponts, viaducs et similaires. Cette invention a plus particulièrement trait aux

dispositifs d'arrêt à employer pour les structures de pou-

trelles des ponts et des viaducs dans les zones sismiques o les constructions desdites structures de poutrelles reposent simplement sur les piles, sans en faire partie intégrante. Il apparaît clairement qu'une structure de poutrelles qui repose

simplement sur des piles subit, en cas de chocs dûs aux trem-

blements de terre, des déplacements dangereux par rapport aux piles sur laquelle elle repose, ce qui détériore ainsi les

moyens d'appui et les joints entre une structure de poutrel-

les et l'autre ou cause la rupture de ces moyens et de ces joints. On a donc besoin de dispositifs capables:

- d'absorber instantanément et de réagir au choc sis-

mique, indépendamment de la direction d'o il provient, afin d'empêcher ainsi l'apparition de mouvements relatifs entre la structure de poutrelles et le dosseret (actions d'impact aux supports et au niveau des joints),

- de conserver leur activité dans les limites de sécu-

rité définies, également en présence de mouvements relatifs, transversaux et longitudinaux, d'une valeur importante entre des piles adjacentes, d'absorber tout déplacement mineur des têtes de la structure de poutrelles, survenant à la suite de la rotation

ou de la translation de l'axe d'appui, provoquée par des sur-

charges accidentelles ou par des phénomènes de retrait et de fluage thermique,

afin que ces dispositifs soient conformes aux règle-

ments officiels correspondants.

Toutes les propositions faites jusqu'ici pour résoudre le problème et satisfaire à ces exigences consistent en des_ dispositifs d'arrêt placés sur la tête de la structure de

poutrelles, au moins au nombre de deux et en un point corres-

pondant au support fixe; On connait en particulier des dispositifs de couplage

conçus pour absorber les déplacements longitudinaux et dispo-

sés de manière à relier extérieurement la tête de la structu-

re de poutrelles à la pile, sur le côté des supports fixes.

En ce qui concerne les déplacements transversaux, on connait bien la technique qui consiste à ajouter des moyens d'arrêt, métalliques ou en béton, aux dosserets des piles,

tels que par exemple des éléments d'arrêt ou des murs laté-

raux dont la construction est réalisée en dehors des program-

mes de construction courants de ce type d'ouvrages, si bien

que ceci augmente notablement le coût de la construction.

Il faut toutefois noter que les éléments d'arrêt dis-

posés à la tête de la structure de poutrelles, lorsqu'ils

sont employés en nombre supérieur à un, conformément à l'en-

seignement de l'art antérieur indiqué plus haut, subiraient

en présence des déplacements transversaux relatifs des chapi-

teaux des piles adjacentes, des couples d'une valeur bien su-

périeure à celle des actions longitudinales pour lesquelles

les dispositifs ont été conçus.

En outre, la technique de positionnement du dispositif extérieurement à la tête de la structure de poutrelles qui est fixe, dans l'espace entre une tête et la seconde des deux travées adjacentes, en accord également avec l'art antérieur,

entraîne l'inconvénient de laisser un espace de un mètre en-

viron ou plus entre les têteset en outre, en raison de la longueur du bras de levier des forces sismiques par rapport au plan d'appui de la structure de poutrelles, ceci augmente

les efforts sur le dispositif anti-sismique.

De même, en raison de la présence de supports dei type fixe pour les structures de poutrelles, le choc sismique

exerce son action directement sur les parties les plus rigi-

des (les supports fixes) avant que le dispositif anti-sismi-

que puisse agir, ledit dispositif ne pouvant en aucun cas êt-

re plus rigide que le support lui-même, étant donné qu'il doit être suffisamment élastique pour laisser, comme on le sait, se développer des déformations plastiques en raison du

fléchissement des structures de poutrelles.

La tentative d'éviter ledit inconvénient des couples de forces produits par les déplacements transversaux relatifs

3 2582030

des chapiteaux des piles adjacentes par un seul élément d'ar-

rêt, disposé également dans ce cas à la tête de la structure, n'est pas satisfaisante elle aussi car cet élément unique doit réagir à la totalité de la force sismique, ce qui fait

que ses dimensions seraient tout à fait incompatibles.

Afin de résoudre tous ces problèmes, il semble néces-

saire qu'un dispositif d'arrêt anti-sismique soit capable de laisser pivoter librement une structure de poutrelles, tant

dans le sens longitudinal vertical que dans le plan horizon-

LO tal, et de coulisser verticalement et horizontalement, tout en étant en même temps capable de maintenir une tête de la travée dans une position fixe durant les périodes d'opération

normale et les deux têtes en cas de chocs sismiques.

La solution du problème, selon la présente invention, L5 peut être atteinte de façon avantageuse en respectant les conditions suivantes: le choc sismique doit être distribué sur les deux têtes de chaque travée; le nombre d'éléments d'arrêt doit être limité à un élément seulement pour chaque tête; l'élément d'arrêt doit être disposé dans une position centrale et au dessous de ladite tête; l'un des deux éléments d'arrêt doit pouvoir se déplacer librement longitudinalement

à la suite des lentes déformations de la structure de pou-

trelles provoquées par les variations thermiques ou par le retrait et le fluage; tous les dispositifs de support prévus doivent être de type mobile; En particulier, comme le glissement longitudinal du système doit être tel qu'il permette également l'apparition

de déformations lentes dans des conditions statiques en rai-

son de variations thermiques, du retrait ou du fluage, sans donner lieu à des réactions notables et, qu'en même temps, le

dit glissement doit être tel qu'il réponde aux efforts impor-

tants dans des conditions dynamiques, avec des réactions ins-

tantanées qui sont fonction de la vitesse du choc, la propo-

sition conforme à la présente invention consiste à pourvoir

ledit dispositif d'arrêt d'une chambre à piston à double ef-

fet, ladite chambre étant remplie d'un fluide de très haute viscosité, dont les propriétés restent presque constantes

avec les variations de température.

Dans le cas en question, o l'on prévoit qu'une struc-

ture de poutrelles repose simplement sur des supports mobiles aux points correspondants à la tête mobile, le piston prévu dans le dispositif conforme à la présente invention est muni de fentes longitudinales par lesquelles le fluide ne circule d'une chambre dans l'autre que sous l'action des efforts

lents, étant donné que tout ceci ne survient pas ou ne sur-

vient sinon qu'à un degré négligeable sous l'action des ef-

forts rapides, comme dans le cas des chocs sismiques, le dé-

placement minimum autorisé correspondant seulement à la com-

pressibilité du fluide.

De même, conformément à la présente invention, un au-

tre dispositif d'arrêt anti-sismique est placé en un point correspondant à la tête fixe de la structure de poutrelles, ledit dispositif ayant un piston à double effet qui, dans ce cas, ne comporte aucune fente longitudinale d'écoulement du

fluide, de manière à permettre tout juste le déplacement cor-

respondant à la compressibilité du fluide, pour bloquer ainsi

ladite tête.

En conséquence, l'un des objets spécifiques de la pré-

sente invention est de fournir un dispositif d'arrêt anti-

sismique pour structures de poutrelles de ponts, viaducs et similaires, o ladite structure de poutrelles est simplement supportée sur des piles, ledit dispositif comprenant des

moyens d'arrêt séparés, un moyen pour chaque tête de structu-

re de poutrelles particulière, respectivement en un point cor-

respondant à la tête mobile et en un point correspondant à la tête fixe, lesdits moyens étant disposés en position centrale par rapport à l'intrados de ladite structure de poutrelles et

comprenant un corps central muni d'une base de forme prismati-

que, reposant à la partie inférieure, et au moyen d'éléments

coulissants, sur les éléments d'articulation sphériques mé-

nagés sur la plaque inférieure, ledit corps central étant mu-

ni, à la partie supérieure de moyens en forme d'axes verti-

caux, conçus de manière à pouvoir s'accoupler de façon coulis-

sante sur un premier siège cylindrique faisant partie inté-

grante d'un contre-boîtier coulissant, ledit contre-boitier

2582030V

coulissant de son côté dans un second siège cylindrique faisant

partie intégrante de la structure de poutrelles, le corps cen-

tral étant également muni d'un trou longitudinal fileté en son point central, des moyens à piston à double effet étant logés de façon coulissante à l'extrémité dudit trou, lesdits moyens à piston divisant par leur tête en tambour, portant ou non un certain nombre de fentes longitudinales, la partie centrale du trou longitudinal en deux chambres contenant un liquide à haute viscosité, un moyen cylindrique creux étant prévu sur les côtés opposés de la surface extérieure du piston, ledit moyen cylindrique étant fileté extérieurement pour permettre

l'engagement du filetage intérieur dudit trou en correspon-

dance avec les parties d'extrémité dudit piston qui ont la forme d'une cuvette sphérique et adaptés par des organes en forme de plaque à des parties extérieures portant des sièges concaves pour l'accouplement desdites parties en cuvette sphérique des têtes de piston, lesdits éléments en forme de plaque coulissant sur les surfaces latérales des éléments de poutrelles qui agissent comme moyens d'adaptation des efforts longitudinaux et sont emboîtés de façon pivotante au moyen d'axes à l'intérieur des brides latérales de choc transversal qui sont disposées dans un sens parallèle à l'axe du piston

et sont pourvues à leurs parties inférieures de dents longitu-

dinales et de languettes transversales en face de ladite se-

?5 melle qui fait partie desdites brides latérales de choc

transversal ainsi qu'avec la tête de pile par l'intermé-

diaire de moyens de fixation, des couches de matériau compo-

sées de caoutchouc armé, rigide, étant interposées entre les dites brides latérales de choc transversal et ledit corps

t0 prismatique de base.

Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention

ledit premier siège cylindrique auquel l'axe vertical est ac-

couplé est rendu solidaire du contre-boîtier coulissant au

moyen d'une couche de mortier ou d'une couche de résine ap-

pliquée entre le siège cylindrique et le contre-boîtier. La tige de piston à double effet. est, de préférence, divisée en trois parties qui sont articulées mutuellement par

deux axes disposés dans l'axe central, ce qui facilite l'ex-

traction du corps central à base prismatique de son logement.

Suivant une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, ces moyens cylindriques creux qui sont disposés sur la surface extérieure du piston sont composés de bagues munies

de joints.

De même, suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens de fixation prévus entre la semelle

et lesdites brides latérales de choc transversal sont compo-

sés d'une vis de fixation qui s'accouple à une bague d'ancra-

ge soudée sur la semelle et d'un boulon d'ancrage muni d'une

plaque d'ancrage.

Les couches de matériau de caoutchouc dur, armé, in-

terposées entre les brides latérales de choc transversal et le corps prismatique de base sont avantageusement composées de

plaques de choc constituées de caoutchouc néoprène armé.

Il apparaît clairement que la force d'.impact sismique longitudinale est distribuée par le dispositif conforme à l'invention sur les deux têtes de la structure de poutrelles,

ce qui réduit donc notablement les forces localisées et of-

fre d'importants avantages.

Outre l'élimination des éléments latéraux d'arrêt ou de limitation transversale, volumineux et chers, tels que les

murs latéraux et analogue, le dispositif conforme à l'inven-

tion, à la suite de l'absence de jeu ou de desserrage dans ses composants et de sa forme très compacte, réagit au choc

sismique transversal au moment même o il survient et empê-

che en même temps qu'il se produise des décalages relatifs en-

tre la structure de poutrelles et les piles auxquelles la

dite structure est raccordée, de manière à éviter tous domma-

ges aux dispositifs de support et aux joints.

En outre, la présence d'éléments articulés dans le

dispositif permet aux axes de support de la structure de pou-

trelles de se mouvoir par rotation en dégagement sous l'ac-

tion de surcharges accidentelles, de même que les dosserets des piles adjacentes afin de se déplacer transversalement les

uns par rapport aux autres et, également, de façon importan-

te, pour éviter ainsi la possibilité de couples de réaction

dangereux aux supports existants qui sont tous de type mobi-

le, comme ceci a déjà été indiqué précédemment.

Pour la raison qui précède, il se produit en même temps une réaction aux mouvements relatifs longitudinaux

étant donné que le système de contraintes ainsi réalisé em-

pêche les piles d'osciller sous l'action de la composante de force longitudinal du jet de choc sismique en permettant le mouvement de glissement causé par les actions thermiques et

les déformations lentes.

Il faut observer en particulier que la structure cou-

lissante en double caisson, dans ladite structure de poutrel-

les dans laquelle le dispositif conforme à l'invention est introduit, facilite l'installation au stade de la pose de la structure de poutrelles, par la possibilité de tolérer des

erreurs de pose de l'ordre de plusieurs centimètres.

La structure décrite ici représente l'un des traits caractéristiques de la présente invention et permet également le démontage total ainsi que le remplacement possible dudit dispositif anti-sismique sans avoir recours à une opération de levage de la structure de poutrelles, ladite opération de démontage étant en outre facilitée par la mise en oeuvre de la solution inventive particulière consistant en une tige de

piston divisée en trois parties.

Le dispositif d'arrêt conforme à la présente invention qui est explicitement conçu pour être utilisé dans des ponts

et des viaducs comprenant des structures de poutrelles iso-

statiques supportées simplement peut également être utilisé de façon avantageuse dans le cas de structures de poutrelles

de travées continues, mais la course du piston doit être éga-

lement déterminée en fonction des lentes déformations corres-

pondant à la longueur des sections de travée continue consi-

dérées.

Une variante de construction est proposée en alterna-

tive au moyen à piston à double effet en correspondance avec la tête fixe de la structure de poutrelles; ladite variante prévoyant dans le corps central à base de forme prismatique, et sur les faces transversales opposées, deux logements creux avec une couche de matériau de réaction sur leurs fonds, dans lesquels deux organes cylindriques sont logés, dont les ex- trémités ont la forme d'une cuvette sphérique et correspond avec des organes en forme de plaque munis de sièges concaves

sur les parties extérieures afin de ne permettre que l'ab-

sorption des déplacements qui résultent du mouvement de rota-

tion du corps central de l'élément d'arrêt de type fixe, avec

une structure de conception simple.

La présente invention décrite ci-après se réfère par-

ticulièrement à l'une de ses formes de réalisation préférées qui est représentée sur les dessins annexés sur lesquels:

Fig.l est une vue éclatée du dispositif d'arrêt con-

forme à l'invention,

Fig.2 représente une vue de détail de la Fig.l en pro-

jection axonométrique montrant le piston à double effet dans son propre siège, Fig.3A et 3B représentent, respectivement, une vue de

dessus du dispositif de la Fig.l installé et une vue de des-

sus de la semelle,

Fig.4 représente une vue en coupe verticale prise lon-

gitudinalement du dispositif de la Fig.l,

Fig.5 représente une vue en coupe prise suivant la li-

gne A-A des Figs.4 et 6, Fig.6 représente une vue similaire à celle de la Fig.4 d'un dispositif conforme à la présente invention, à associer à la tête fixe,

Fig.6A représente une vue partielle d'une coupe verti-

cale prise 'longitudinalement d'un détail du corps central

prismatique conforme à une variante de réalisation, à asso-

cier à la tête fixe, Fig.7 représente une vue en coupe verticale prise dans le sens transversal du dispositif représenté sur la Fig.l, Figs.8A, 8B et 8C représentent respectivement une vue en coupe transversale, une vue en coupe longitudinale et une vue de dessus en correspondance avec la pile d'une structure de poutrelles du type en caisson dans laquelle le dispositif de la présente invention est employé, et Figs.9A, 9B et 9C représentent respectivement une vue en coupe transversale, une vue en coupe longitudinale et une

vue de dessus correspondant à la pile d'une structure de pou-

trelles du type poutre o le dispositif de la présente inven-

tion est employé.

En se référant particulièrement à la Fig.l, le dispo-

sitif conforme à l'invention est représenté divisé en deux parties A et B, qui sont respectivement solidaires de la structure de poutrelles (7) et du dosseret de la pile. Dans ladite portion A, on peut observer le boîtier (1) de l'axe (2) du corps central (3) à base prismatique, réalisé par exemple en acier 30NiCrMo 12 UNI 7845 et rendu solidaire d'un

contre-boîtier cylindrique (5) au moyen d'une couche de mor-

tier (4) ou d'une couche de résine (non représentée sur la Fig.l), ledit contre-boîtier cylindrique pouvant coulisser dans un siège ou boîtier cylindrique (6) solidaire de ladite structure de poutrelles (7). Le boîtier (1) de l'axe (2) est pourvu extérieurement de nervures (8) disposées radialement afin d'augmenter la surface de contact avec le matériau de remplissage. Dans la portion B du dispositif de la présente invention, on peut observer que l'axe (2) est solidaire du corps central (3) à base prismatique dans lequel un piston à

double effet est logé, ledit piston étant réalisé, par exem-

ple, en acier trempé et revenu C40 UNI 7845 (voir Fig.2), avec une tige (9) munie d'une tête en tambour (10) dont les extrémités (11) et (12) ont la forme d'une cuvette sphérique et correspondent à deux cuvettes (13, 14) réalisées, par exemple, en acier inoxydable NiCr 18/8, coulissant sur les

surfaces latérales des éléments transversaux de choc longitu-

dinal (15 et 16). Deux bagues cylindriques (24 et 25), file-

tées extérieurement, sont prévues sur la surface extérieure

de la tige (9), lesdites bagues étant prévues pour le raccor-

dement au filetage intérieur correspondant des trous des ex-

trémités transversales dudit corps central (3) à base prisma-

tique. Les éléments transversaux (15 et 16) sont logés de

2582030

façon à pouvoir pivoter par les axes (17) dans les brides la-

térales de choc transversal (18 et 19) qui peuvent être ren-

dues solidaires de la semelle (27), cette dernière pouvant être réalisée, par exemple en employant de l'acier Fe 430 UNI 7070, au moyen d'un système de fixation comprenant la vis de fixation (20) se logeant dans la bague d'ancrage (21), le

boulon d'ancrage (22) et la plaque d'ancrage (23). Les flè-

ches de la figure indiquent les déplacements verticaux, hori-

zontaux et longitudinaux, ainsi que les rotations dans le plan horizontal et vertical dudit élément de butée. La fig.3A représente le dispositif de la Fig.l, tel qu'il est fixé sur

la semelle.

Les éléments suivants peuvent être observés: l'axe

(2) qui est solidaire du corps central (3) à base prismati-

que, les bagues cylindriques (24, 25) dans lesquelles se dé-

place la tige (9) du piston, les extrémités (11, 12) en forme

de cuvettes sphériques de la tige, correspondant avec les cu-

vettes (13 et 14) qui peuvent coulisser sur les surfaces la-

térales des éléments transversaux de choc longitudinal (15, 16) qui sont réalisés par exemple en acier FeC 520 UNI 3158 et sont enfermés dans lesdites brides latérales de choc transversal (18 et 19), par les axes (17). On peut également remarquer des plaques de choc (26) en caoutchouc dur, armé,

entre ledit corps (3) et les brides latérales de choc trans-

versal (18, 19), lesdites plaques étant fixées à la semelle (27) par des vis (20) et constituées, de préférence, de caoutchouc à base d'élastomère et de tôles d'acier. La Fig.3B

représente clairement la semelle (27) et ses bagues (21) ain-

si que les trous de boulons d'ancrage (22) pour fixer les

brides latérales de choc transversal (18, 19) (non visibles).

Sur les Figs.4 et 6, on peut voir le dispositif de la Fig.l qui met en évidence le matériau de remplissage qui rend le boîtier (1) de l'axe (2) solidaire du contre-boîtier (5), le dit matériau étant introduit dans l'espace creux par le tube d'injection (28). La Fig.4 représente également des détails des fentes longitudinales (29 et 30) qui sont réalisées dans

le tambour (10) et qui permettent à un fluide à haute visco-

sité de passer d'une chambre du piston à double effet à l'au-

1i

tre. La Fig.6 montre également que ce tambour (10) ne compor-

te pas de telles fentes. Selon la forme de réalisation repré-

sentée, la tige (9) est divisée en trois parties qui sont re-

liées mutuellement au moyen d'axes (31) disposés axialement.

Le numéro de référence 32 désigne un élément d'articulation sphérique constitué par exemple en acier inoxydable NiCr 18/8 logé dans un siège concave (33) de la semelle (27). La Fig.6A permet d'observer un exemple d'une variante de réalisation du corps central (3') de forme telle qu'il contient, à la place de la tige (9) et ses extrémités (11), une partie similaire

seulement, dont l'extrémité est désignée par (11'). Cette ex-

trémité, sur son côté extérieur, correspond avec la cuvette (13) qui peut coulisser sur la surface latérale de l'élément transversal (15) et, dans la position correspondant à l'autre

côté, elle est munie d'une couche (39) de matériau de réac-

Adipene(R) ratn(R)

tion, de préférence de type Adiprene ()Erlaton et simi-

laire.-On peut observer sur la Fig.5 les détails du système d'accouplement des deux parties fondamentales A et B qui

constituent le dispositif, système dans lequel tous les cy-

lindres sont réalisés en acier Fe 510 UNI 7070. La fig.7 met en évidence le système de support des brides latérales de choc transversal (18, 19) avec la semelle (27) par les dents longitudinales (34) et les languettes transversales (35) (voir Figs. 4 et 6) et par l'articulation sphérique (32) qui est logée dans le siège concave (33) réalisé dans la semelle (27) . Le système de fixation entre les brides latérales de choc transversal (18, 19) et la semelle (27) comprend les vis de fixation (20) logées dans les bagues d'ancrage (21), le boulon d'ancrage (22) et les plaques d'ancrage (23). Les Figs. 8A, 8B, 8C et 9A, 9B, 9C montrent très clairement la

disposition particulière du dispositif (36) conforme à l'in-

vention sur l'intrados (37) de la structure de poutrelles (7) et axialement par rapport à ladite structure sur la pile (38), ainsi que la disposition de deux dispositifs (36) pour deux travées consécutives d'une structure de poutrelles de type en caisson (Fig.8C) et d'une structure de type en poutre (Fig.9C).

12 2582030

Exemple

La présente invention est illustrée ci-dessous en se référant à un exemple d'une forme de réalisation préférée de

celle-ci o l'on considère des éléments d'arrêt anti-sismi-

ques de 120 tonnes pour des poutres de pont de-chemin de fer (un élément pour chaque tête de structure de poutrelles). Des essais statiques de contrôle ont été faits pour les différents éléments constituants du dispositif et lesdits

essais ont donné les résultats reproduits ci-dessous, rela-

tifs aux efforts et caractéristiques des contraintes spécifi-

ques.

On a employé pour les différents éléments et compo-

sants des matériaux dont le type et la contrainte de traction

* admissible correspondantes sont indiqués.

ELEMENT D'ARRET DE TYPE MOBILE

ELEMENT TRANSVERSAL

Action longitudinale du dispositif Moment fléchissant à l'axe central: MT1 = 12 600 000kg mm Effort tranchant à l'axe central: TT1 = 60 000 kg Les efforts de traction maximum à l'axe central de la poutre sont: -T1 = 18,85 kg/mm ncT1 = 3,94 kg/mm et l'effort de traction idéal est iTl = 6, 82 kg/mm Moment fléchissant des axes de support dans la section d'extrémité fixe: MT2 = 1 500-000 kg mm Effort tranchant: TT2 = 60 000 kg Efforts de traction maximum: T2 = 15,27 kg/mm2 10,57 kg/mm 2 T2;'T 1057kgmm Effort de traction idéal:-iT2 = 18,30 kg/mm On envisage l'utilisation d'un acier de nuance Fe 510 UNI 7070, d'une résistance à la traction admissible de-: = 21 kg/mm

PARTIE LATERALE

(a) Action transversale sur le dispositif L'action transversale F est de 120 000 kg Dans la partie la plus sollicitée: Moment fléchissant: M = 8 250 000 km mm Effort tranchant: T = 50 000 kg Effort de traction normal maximum rF = 20,53 kg/mm 2

F 2

Effort tranchant maximum: ' F = 7,77 kg/mm Effort de traction idéal: F = 13,45 kg/mm (b) Action longitudinale sur le dispositif La partie la plus sollicitée de la structure latérale

est celle du trou de support de l'axe de l'élément transver-

sal. Charge maximale sur chaque axe: T = 60 000 kg Effort de traction normal maximum: -FTX = 13,78 kg/mm Effort tranchant FT 10,59 kg/mm

FT 2

Effort de traction idéal -iFT =18,34 kg/mm On peut utiliser le même matériau que celui employé

pour réaliser l'élément transversal si celui-ci est une char-

pente en bois, sinon l'acier à utiliser pour la pièce moulée doit avoir des propriétés mécaniques non inférieures à celles

d'un acier de nuance Fe 510 D UNI 7070.

BOULONS DE FONDATIONS

Charge maximale sur le boulon: RB = 50 000 kg Vis à employer: M 52 x 3 UNI 5740-65 Effort de traction normal: -v = 27,32 kg/mm2

Le matériau à utiliser pour les vis doit être de clas-

se 8,8.

CORPS CENTRAL

Moment fléchissant au travail ou axe central utile du sup-

port inférieur: MI = 23 583 337 kg mm Effort tranchant maximum au supportinférieur: T1 = F = 120 000 kg Effort de traction normal maximum: C =22, 56 kg/mm

1 2

Effort tranchant maximum: 1 = 4,36 kg/mm Effort de traction idéal: OiI = 7,55 kg/mm Effort tranchant maximum au support supérieur: = 9,24 kg/mm Effort de traction idéal: F = 16,00 kg/mm Pour ce qui concerne la partie filetée des deux têtes, les résultats sont les suivants: Effort de traction normal maximum.: ó: = 6,15 kg/mm2 "F2 Effort tranchant maximum: = 10,01 kg/mm Effort de traction idéal: = 17,33 kg/mm Pression spécifique sur le côté du filet de vis: SF = 5,37 kg/mm Effort de traction maximum déterminé sur le corps central: Gmx = 22,56 kg/mm On peut utiliser pour la construction d'un tel élément

un acier trempé et revenu de nuance 40 Cr UNI 5232-64.

PISTON DE BUTEE

Pression spécifique sur la tête sphérique de la tige PSS = 18,86 kg/mm 2 Pression maximale du fluide interne: Pi = 628 kg/cm2 Avec des pressions maximales de cet ordre, on peut (R) utiliser des joints SELEMASTER que l'on peut se procurer auprès de la Société POLIPAC, joints que l'on peut utiliser à des pressions de service allant jusqu'à 700 kg/cm Poussée sur l'épaulement F = 41 308 kg ps 2 Effort tranchant: yps = 3,08 kg/mm Effort de traction idéal: "ips = 5,3 kg/mm Cet élément peut également être réalisé en acier Fe 510 UNI 7070.

ELEMENT D'ARRET DE TYPE FIXE

Les essais statiques de contrôle à effectuer avec ce dispositif doivent être similaires aux essais effectués pour

l'élément d'arrêt de type mobile, tant pour la forme de réa-

lisation qui prévoit l'emploi d'un piston à double effet, sans fente, que pour la forme de réalisation qui prévoit le montage de deux corps cylindriques incorporés dans le corps

prismatique de base.

Il faut rappeler que lors de l'inspection du disposi-

tif de type fixe, les efforts de fonctionnement ont une très

grande importance car ces efforts, bien que notablement infé-

rieurs à ceux qui résultent de chocs sismiques, sont bien

plus fréquents.

La présente invention a été décrite en se référant

particulièrement à certaines formes de réalisation spécifi-

ques de celle-ci, mais il est entendu que d'autres modifica-

tions et changements peuvent être introduits par des spécia-

listes, sans s'écarter du cadre et de l'objet de l'invention.

2582030

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'arrêt anti-sismique pour structures de poutrelles de pont ou de viaduc et similaire, o dans la dite structure, la poutrelle repose simplement sur les piles, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des

moyens d'arrêt séparés, un moyen pour chaque tête de poutrel-

le de pont individuelle, respectivement en un point corres-

pondant à la tête mobile et un point correspondant à la tête fixe, lesdits moyens étant disposés axialement par rapport à l'intrados de ladite poutrelle et comprenant un corps central

(3) à base de forme prismatique, reposant à sa partie infé-

rieure, par des moyens susceptibles de coulisser, sur des or-

ganes d'articulation sphériques prévus sur la semelle (27), ledit corps (3) étant muni à sa partie supérieure de moyens

en forme d'axe vertical (2) conçus pour réaliser un accouple-

ment coulissant avec un premier siège cylindrique (1) soli-

daire d'un contre-boîtier (5), ledit contre-boîtier pouvant coulisser de son côté dans un second siège cylindrique (6) solidaire de la structure de poutrelle (7), ledit corps (3)

étant également pourvu à sa partie supérieure d'un trou file-

té longitudinal, à l'extrémité duquel des moyens en forme de piston à double effet viennent se loger de façon coulissante,

lesdits moyens divisant par leur tête en tambour (10), res-

pectivement munie ou non de fentes longitudinales (29, 30) la

partie centrale dudit trou longitudinal en deux chambres con-

tenant un fluide à haute viscosité, des moyens cylindriques

creux étant prévus sur les côtés opposés de la surface exté-

rieure du piston, lesdits moyens cylindriques étant filetés extérieurement pour s'engager sur le filetage intérieur dudit trou, en correspondance avec les parties d'extrémité dudit piston, ces extrémités (11,12) ayant la forme de cuvettes sphériques, correspondant avec des organes en forme de plaque munis de parties extérieures en forme de siège concave (13,

14) pour l'accouplement avec les parties des cuvettes sphéri-

ques des têtes de piston, pouvant coulisser sur les surfaces

latérales des éléments de poutre qui sont des moyens corres-

pondants pour les actions longitudinales et sont logés de façon pivotante au moyen d'axes dans les brides latérales de choc transversal (18, 19), lesdites brides étant disposées dans un sens parallèle à l'axe du piston et étant munies, à leur partie inférieure, de dents longitudinales (34) et de languettes transversales (35) qui correspondent avec la se- melle (27), rendue solidaire des brides latérales de choc transversal et la tête de pile par des moyens de fixation, un certain nombre de couches de matériau de caoutchouc armé dur étant interposées entre lesdites brides latérales de choc

transversal (18, 19) et ledit corps à base prismatique (3).

2. Dispositif d'arrêt anti-sismique pour structures

de poutrelles de pont ou de viaduc et similaire, selon la re-

vendication 1, ledit dispositif étant caractérisé en ce que

ledit premier siège cylindrique (1) dans lequel l'axe verti-

cal (2) vient s'accoupler est solidaire dudit contre-boîtier

coulissant (5) par une couche de mortier ou de résine dispo-

sée entre les deux.

3. Dispositif d'arrêt anti-sismique pour structures de poutrelles de pont ou de viaduc et similaire, selon l'une

des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la tige (9)

dudit piston à double effet est divisée en trois parties re-

liées mutuellement au moyen de deux axes (31) disposés le

long de son axe.

4. Dispositif d'arrêt anti-sismique pour structures de poutrelles de pont ou de viaduc et similaire, selon l'une

- quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que

lesdits moyens cylindriques creux qui sont présents à la surface intérieure du piston sont constitués de bagues (24,

) munies de joints.

5. Dispositif d'arrêt anti-sismique pour structures de poutrelles de pont ou de viaduc ou similaire, selon l'une

quelconque des revendications 1 à 4, ledit dispositif étant

caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation prévus entre la semelle (27) et les brides latérales de choc transversal

(18, 19) sont composés d'une vis de fixation (20) qui s'ac-

couple à une bague d'ancrage (21) soudée sur la semelle (27) et à une broche filetée (22) munie d'une plaque d'ancrage (23).

17 2582030

6. Dispositif d'arrêt anti-sismique pour structures de poutrelles de pont ou de viaduc ou similaire, selon l'une

quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que

les couches de matériau de caoutchouc armré, dur, interposées entre les brides latérales de choc transversal (18, 19) et le corps prismatique de base (3) sont constituées de plaques de

réaction de caoutchouc néoprène armé.

7. Dispositif d'arrêt anti-sismique pour structures de poutrelles de pont ou de viaduc ou similaire, o lesdites structures de poutrelles reposent simplement sur les piles et comprennent des moyens d'arrêt ou de butée à installer en un

point correspondant à la tête fixe de la structure de pou-

trelles elle-même et axialement par rapport à l'intrados (37) de celle-ci, ledit dispositif d'arrêt comprenant un corps central (3), muni d'une base de forme prismatique, reposant à

sa partie inférieure, par l'intermédiaire de moyens suscepti-

bles de coulisser, sur des organes d'articulation sphérique prévus sur la semelle (27), ledit corps (3) étant pourvu à sa

partie supérieure de moyens à axe vertical conçus pour s'ac-

coupler de façon coulissante avec un premier siège cylindri-

que (1) solidaire d'un contre-boîtier coulissant (5) et, de son côté, dans un second siège cylindrique (6) solidaire de ladite structure de poutrelles et comprenant sur les faces transversales opposées deux logements creux pour s'engager, avec interposition d'une couche de matériau de réaction, avec

des moyens cylindriques, les extrémités desdits moyens cy-

lindriques ayant la forme d'une cuvette sphérique et corres-

pondant avec des organes en forme de plaque comportant des

portions extérieures (13, 14) de siège concave pour l'accou-

plement avec lesdites portions de cuvette sphérique des ex-

trémités desdits moyens cylindriques qui peuvent coulisser sur les surfaces latérales des éléments de poutre qui forment des moyens d'adaptation aux actions longitudinales et sont montés de façon pivotante au moyen d'axes dans les brides latérales de choc transversal (18, 19) disposées dans un sens parallèle à l'axe du piston et munis à leur partie inférieure de dents longitudinales (34) et de languettes transversales (35) qui s'adaptent à ladite semelle (27), rendue solidaire desdites brides latérales de choc transversal et de la tête de pile au moyen d'organes de fixation, un certain nombre de couches de matériau de caoutchouc armé dur étant interposées entre les dites brides latérales de choc transversal (18, 19)

et le corps prismatique de base (3).