FR2639973A1 - Dispositif pour reduire l'action du vent sur un hauban - Google Patents

Abstract

L'invention est relative à un dispositif pour réduire l'action du vent sur un hauban, notamment de pont haubané de grande portée. Un manchon formé de deux coquilles profilées 4, 5 assemblées par collage est conçu pour pivoter, sous l'effet du vent, autour du hauban pour offrir la résistance la plus faible. De préférence, les coquilles sont formées de mousse de matière plastique rigide 6, entourées d'un revêtement 7 de résine armée recouverte d'une matière lisse et étanche du type " Gelcoat " 7. Le dispositif comprend avantageusement des manchons successifs indépendants, maintenus par des bagues d'arrêt.

Description

La présente invention est relative F un dispositif pour réduire l'action du vent sur un hauban, notamment de pOnt.

Les ponts à grande portée modernes constituent généralement des structures haubanées, àvec un tablier soutenu par un certain nombre de haubans tendus entre des points déterminés de ce tablier et le sommet d'un pylône de grande hauteur. On a constaté que l'action du vent sur ces haubans, loin d'être négligeable, peut exercer sur ces haubans des forces très importantes, et même du même ordre que celles correspondantes au poids du tablier. Il en résulte des vibrations et oscillations non désirées, qui sont cause, finalement, de fatigue. On utilise le plus fréquemment deux types de haubans, les uns constituent ce qu'on appelle des "câbles clos", formés d'une série de torons de diamètre différent, enfermés à l'intérieur d'une série de torons à section non circulaire, et calculée pour donner à l'ensemble une surface extérieure à peu près lisse.Un autre type de hauban est formé de torons parallèles, non liés entre-eux sur la plus grande partie de leur longueur, ces torons étant en nombre assez important qui peut atteindre la cinquantaine ou la centaine. Les câbles clos ont une résistance au vent correspondante à un Cx de l'ordre de 0,7 à 0,8, alors que les haubans à torons parallèles, qui n'ont pas une surface lisse, ont un Cx de l'ordre de 1,1 à 1,2, alors que leur section extérieure est plus importante que celle des câbles clos. Les câbles à torons parallèles présentent de nombreux avantages, notamment en ce qui concerne leur mise en place, mais ils subissent des efforts dus au vent beaucoup plus importants. Il serait donc beaucoup plus intéressant dans leur cas de réduire les effets du vent, ce qui ne veut pas dire qu'une réduction supplémentaire, dans le cas des câbles clos, serait à négliger.

La présente invention a pour but de fournir un dispositif pour réduire l'action du vent sur un hauban, notamment un hauban de pont, ce dispositif étant peu coûteux et de mise en oeuvre facile.

Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif formé au moins d'un manchon dont la surface extérieure a une forme profilée pour offrir une résistance réduite au vent, et dont la surface intérieure est circulaire, ledit manchon étant monté sur le hauban de façon à pouvoir pivoter librement autour de celui-ci, et s'orienter pour offrir la résistance minimale au vent.

On sait qu'une telle forme de résistance réduite au vent évoque plus ou moins celle de la section d'une aile d'avion, avec une partie antérieure, tournée vers le vent en forme d'ogive, et une partie arrière en forme de pointe.

De préférence, le manchon comprend deux coquilles assemblées par collage, dont chacune correspond à une moitié de la section, ces coquilles étant formées chacune d'une masse de mousse rigide de matière synthétique, entourée extérieurement et intérieurement d'un revêtement lisse et continu. On conçoit qu'une telle structure puisse être obtenue facilement, par des techniques de fabrication en série.

Suivant une modalité avantageuse, le dispositif comprend plusieurs manchons indépendants montés en série sur le hauban, et des bagues d'arrêt solidaires du hauban placées entre deux manchons adjacents et comportant des moyens pour empêcher un déplacement des manchons le long du hauban. On conçoit qu'il est possible, par cette technique, d'utiliser des coquilles ou des manchons unitaires de longueur relativement réduite, par exemple dix ou quinze mètres, donc de faible poids, et faciles à manipuler pour leur mise en forme. En outre, des manchons successifs peuvent prendre des orientations différentes, si, comme il est fréquent, la direction du vent n'est pas uniforme le long du hauban.De plus, si le hauban présente une certaine courbure dans son ensemble, cela provoque des efforts de flexion très faibles sur des manchons dont la longueur est petite par rapport au rayon de courbure du hauban,
Pour empêcher l'entrée de poussière ou autres impuretés entre le manchon et le hauban, ou au contraire la sortie d'un lubrifiant, il est avantageusement prévu que les bagues d'arrêt comportent en outre des moyens pour isoler de l'atmosphère extérieure l'espace intérieur du manchon. Le dispositif agit donc ainsi en outre pour protéger le hauban lui-même contre les agressions extérieures.

Une autre utilité des bagues d'arrêt consiste en ce qu'elles peuvent servir également de point d'accrochage pour des câbles dits "aiguilles" qui relient entre-eux plusieurs haubans d'un pont. La technique des "aiguilles" est bien connue : en reliant entre-eux des haubans voisins, on modifie leur fréquence d'oscillation propre, ce qui permet d'éviter qu'elle prenne une amplitude dangereuse. Comme le vent est la cause importante des oscillations, le besoin en aiguilles devient limité par l'emploi du dispositif, cependant elles peuvent se trouver nécessaires et les bagues d'arrêt permettent leur fixation sans frais supplémentaires.

Suivant une modalité intéressante, il est prévu des bagues destinées a faciliter la rotation du manchon par rapport aux haubans, à l'intérieur dudit manchon.

Dans le cas d'un hauban à torons parallèles, il est particulièrement avantageux de prévoir aussi des moyens de cerclage des torons du hauban, de façon à ce qu'ils constituent un pivot stable pour les manchons. Ces moyens de cerclage peuvent être constitués pour former, par leur périphérie, des bagues sur lesquelles peut tourner le manchon.

Suivant une autre modalité, un tube continu constitue les moyens de cerclage, ce tube constituant un pivot sur lequel peut tourner le manchon, avec interposition éventuelle soit de bagues de matière à faible frottement, soit d'une masse de matière lubrifiante comme de la graisse.

L'invention va maintenant être exposée plus en détail à l'aide d'un exemple pratique illustré à l'aide des dessins, parmi lesquels
Figure 1 est une coupe transversale du dispositif de l'invention, suivant la ligne I-I de la figure 2.

Figure 2 est une coupe longitudinale du même dispositif, selon la ligne Il-Il de la figure 1, et
Figure 3 est un détail agrandi de la figure 2.

Les figures 1 et 2 montrent un hauban 1, formé d'un certain nombre de torons 2, dont seulement quelques uns ont été représentés, cerclés par une chemise de tôle mince 3. Le manchon est formé par assemblage de deux coquilles, à savoir une coquille "avant" 4, en forme d'ogive, et une coquille "arrière" 5, de forme effilée. Chacune de ces coquilles est formée d'une masse centrale de mousse rigide de matière synthétique, portant extérieurement et intérieurement un revêtement 7, formé d'une couche de fibres de verre enrobées dans une résine polymérisée, le tout étant recouvert d'une résine polymérisée à froid, du type connu sous le nom de "Gelcoat".

Les deux coquilles sont liées entre elles par des joints 8, collés à la résine époxy. La face intérieure des coquilles est à section circulaire, de diamètre un peu supérieur à celui de la tôle de cerclage 3 du hauban.

L'espace intermédiaire 9 est rempli d'une masse de graisse.

La forme, en section, des coquilles est calculée pour que le centre de gravité du manchon se trouve sur l'axe du hauban lui-même. Sans cette précaution, le hauban n'étant pas vertical, le manchon aurait tendance à prendre toujours la même position, sous l'effet deW la gravité, d'où une réduction d'efficacité.

Les figures 2 et 3 montrent la structure du dispositif à la limite de deux manchons successifs.

Une bague d'arrêt 10 est fixée sur le cerclage en tôle 3, qui est lui-même solidarisé des torons 2 par de la colle époxy. La bague d'arrêt 10 a, en section, une forme de dé, délimitant une rainure circulaire 11 parallèle à l'axe du hauban, dans laquelle s'engage un profilé de forme correspondante 12, qui a été fixé sur le bord du manchon, de façon à constituer un anneau d'étanchEité. La graisse 9 est ainsi isolée de l'atmosphère, et ne peut ni s'échapper, ni être altérée par celle-ci. Le profilé 12 et la bague d'arrêt 10 constituent ainsi un joint tournant, en même temps qu'un palier pour l'extrémité du manchon.

Le revêtement 7 des coquilles du manchon se prolonge, bien entendu, sur les faces radiales de cellesci.

On a représenté en 13 la fixation d'une aiguille reliant un hauban à un hauban voisin. Dans la pratique, de telles aiguilles n'ont pas besoin d'être fixées- sur toutes les bagues d'arrêt, mais seulement toutes les cinq ou six bagues d'arrêt, c'est-à-dire à des distances de cinquante à cent mètres.

La figure 3 ne montre que la moitié de la section d'une bague d'arrêt. S'il y a deux manchons adjacents, comme c'est le cas à la figure 2, la bague d'arrêt aura une forme symétrique. Si au contraire, on se trouve à l'extrémité de la zone affectée par le dispositif, l'autre partie de la bague d'arrêt ne comprendra pas la gorge 11.

Sur la figure 2 on a représenté en 14 des profils souples, solidaires de l'extrémité du manchon, et destinés à établir une certaine continuité aérodynamique entre deux manchons voisins, limitant ainsi le bruit et les vibrations.

Le dispositif qu'on vient de décrire est susceptible de nombreuses modifications. C'est ainsi que la tôle mince 3 recouvrant le hauban peut être supprimée partiellement ou totalement, ou remplacée par des bagues de pivotement, en matière à faible frottement, telle qu'un polytétrafluoréthylène, ou en métal revêtu d'une telle substance. Dans ce cas, on supprimera la graisse qui aurait tendance à s'engager entre les torons, et le frottement aura lieu entre solides.

La mise en place du dispositif ne présente pas de difficulté particulière : une nacelle peut être montée sur le hauban, et se déplacer à mesure que les coquilles sont mises en place. Des moyens de serrage des coquilles l'une contre l'autre doivent être prévus pour le collage de celles-ci. Ils peuvent être enlevés une fois que la colle utilisée a suffisamment durci.

Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir des
Cx de l'ordre de 0,4, soit une diminution des efforts d'environ moitié par rapport à un hauban formé d'un câble clos, et des 2/3 par rapport à un hauban à torons parallèles. On constate que la présente invention est favorable même pour le cas d'une structure où les haubans seraient constitués par des câbles pleins, à condition qu'ils soient à section circulaire.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   Dispositif pour réduire l'action du vent sur un hauban, notamment -de pont, caractérisé en ce qu'il est formé d'au moins un manchon (4, 5) dont la surface extérieure a une forme profilée pour offrir une résistance réduite au vent, et dont la surface intérieure est circulaire, ledit manchon étant monté sur le hauban (1) de façon ê pouvoir pivoter librement autour de celui-ci sous l'action du vent et s'orienter pour offrir la résistance minimale au vent
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon comprend deux coquilles (4, 5) assemblées par collage (8) dont chacune correspond à une moitié de la section, ces coquilles étant formées chacune d'une masse de mousse plastique rigide (6) de matiere synthétique, entourée extérieurement et intérieurement d'un revêtement (7) lisse et continu.
3. 3. Dispositif selon la revendicatiton 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs manchons indépendants montés en série sur le hauban, et des bagues d'arrêt (10) solidaires du hauban, placées entre deux manchons adjacents et comportant des moyens pour empêcher un déplacement des manchons le long des haubans.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bagues d'arrêt comportent en outre des moyens (11, 12) pour isoler de l'atmosphère extérieure l'espace intérieur du manchon.
5. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les bagues d'arrêt servent également de point d'accrochage pour des câbles (13) reliant entre eux plusieurs haubans d'un pont.
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu des bagues destinées à faciliter la rotation du manchon par rapport au hauban, à l'intérieur dudit manchon.
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, et particulièrement adapté à un hauban à torons parallèles, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de cerclage (3) des torons du hauban.
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de cerclage sont constitués pour former, par leur périphérie, des bagues sur lesquelles peut tourner le manchon.
9. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un tube (3) de tôle constitue les moyens de cerclage, ce tube constituant un pivot sur lequel peut tourner le manchon, avec interposition soit de bagues de matière à faible frottement, soit d'une masse de matière lubrifiante (9).
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'extrémité d'un manchon est pourvue de moyens souples (14) pour établir une continuité aérodynamique avec un autre manchon adjacent.