Brevet FR2237010A1 — publié le 19750207

La présente invention concerne des barrières~de sécurité ou d'écrasement disposées le long de voies routières, soit aux virages, soit lue long de plusieurs centaines de mètres de voies routières, y compris des barrières Aa deux cotés le long de terrepleins centraux entre des voies routières à double sens de circu lation. Des barrières d'écrasement connues couramment utilisées consistent en des bandes ou rails ondulés allongés, habituellement en acier de quelque 2mm d'épaisseur, constitués de deux ondulations ouvertes dans un sens, séparées par une seule ondulation ouverte dans 1' autre sens, le rail étant monte sur des poteaux verticaux solidement ancrés dans le sol, avec les deux ondulations ouvertes ayant leurs parties ouvertes dirigées vers les poteaux. Les rails sont habituellement boulonnés solidement aux poteaux et s'étendent sur plusieurs poteaux, des poteaux successifs étant espacés de cinq-mètres environ.Les poteaux sont en chêne ou en béton de lOOmm x 100mm et le rail est placé sous tension horizontalement par un dispositif de mise sous tension disposé à environ tous les trois ou quatre cent mètres de longueur de rail pour maintenir celui-ci sous une tension de 1.400 kg. Dans certains cas, les poteaux comportent un amortisseur hydraulique élastique qui fléchit en s'éloignant de la voie routière lors d'un choc d'un véhicule, de force calculée, dirigé contre lui. Dans de nombreux cas, un véhicule quittant la voie routière à la suite d'une collision avec un autre véhicule ou par suite d'un dérapage s'écrase sur le rail selon un angle aigu, c'est-àdire par choc oblique. Avec ces barrières d'écrasement connues, le choc normal du véhicule se produit selon un angle aigu par rapport au rail.Quand le choc est celui d'un petit véhicule, tel qu'une automobile particulière, le véhicule peut ricocher sur le rail si le choc se produit à vitesse faible, par exemple 40 à 50 kmh, mais si le choc se produit à grande vitesse, le rail peut céder par flexion et/ou déplacement ou destruction du poteau et/ou du rail.Lorsque le rail fléchit, augmentant ainsi la tension longitudinale interne, il se courbe, et par suite un petit angle aigu de choc peut devenir un angle de sorte plus important et ceci, lié à la tension accrue dans ie rail, se traduit par une remise en place du rail lui-même et tend à catapulter le véhicule de nouveau sur la chaussée, ce qui crée un grave danger pour le trafic sur la voie routière.Au cas où un ou plusieurs poteaux fléchissent lors du choc, il est habituel qu'ils se cassent ou qu'ils 'ecroulent de sorte que le rail, même s'il rompt sa liaison avec le poteau,tend à tomber, créant ainsi un risque dangereux pour un véhicule, pos- sédant encore une inertie non absorbée, roulant par dessus le rail, avec un risque grave pour les occupants, en particnlier Si le se- hicule roule sur l'autre chaussée, dans le cas d'ane voie à double sens de circulation, ou s'écrase sur un obstable tel qu'un talus élevé ou un arbre. Un autre inconvénient de ces barrières d'écrasement conmnes consiste en ce que les rails sont en acier qui possede une variation importante de son coefficient de dilatation selon les condi- tions de température ambiantes, ce qui affecte considérablement la tension longitudinale dans le rail, de sorte que ltéquipe d'en- tretien doit modifier la tension en ajustant le dispositif de mise sous tension pour s'adapter aux conditions météorologiques ahian- tes, ou bien encore des variations de température peuvent se traduire par une efficacité variable du rail ou même par son danger potentiel pour des véhicules lors de chocs, du falt de son inapti- tude à absorber de façon satisfaisante des forces de choc Ces barrières d'écrasement connues sont conçues avec des poteaux résistants et un rail faible qui présente les inconvénients précités. Un objet principal de la présente invention est de réaliser une barrière d'écrasement destinée à entre utilisée le long de voies routières, dans laquelle les inconvénients précités sont réduits ou pratiquement éliminés, et qui est plus économique a fabriquer, à monter et à entretenir que les barrières d'écrasement existantes. Conformément à la présente invention, une barrière d'écrase- ment destinée à titre utilisée le long de voies routières comporte un ensemble de poteaux situés à intervalles le long de la voie routière, et pouvant fléchir suffisamment pour absorber ali moins une partie du choc d'un véhicule frappant la barrière, et un rail auto-tendu, ou se mettant de lui-meme sous tension monté sur les poteaux De préférence, les poteaux sont montés obliquement le long de la voie routière et peuvent fléchir dans une direction parallèle à la voie routière et dans une direction perpendiculaire à celle-ci. Le rail peut être relié aux poteaux au-dessus du niveau de la voie routière par des moyens de fixation qui sont capables de fléchir lors du choc d'un véhicule contre le rail et/ou moins certains des poteaux sont montés élastiquement sur le sol de fa çon à céder et à absorber au moins une partie du choc d'un-véhi cule sur le rail. Le rail est, de préférence, un tronçon en U allongé, les rebords ou ailes de 1'U étant à 30 -60 par rapport au plan de son ame ou base et il est relié aux poteaux par l'un desdits rebords. Dans une réalisation, le rail est constitué de longueurs de rail en alignement longitudinal bout à bout, les extrémités adja centrez de longueurs de rail contigües se chevauchant et étant reliées entre elles de maniere à permettre un déplacement longitudinal limité. entre les deux longueurs et à venir en butée à la fin dudit déplacement en vue de mettre fin au déplacement entre -les longueurs Dans une variante, les poteaux supportant les rails de garde ont une forme générale en C et sont munis d'un 'certain nombre de points d'affaiblissement formant des points d'articulation lors que le rail qui y est fixé reçoit un choc, de. sorte que le matériau du poteau aux points d'articulation fléchit provoquant un accroissement de la hauteur du poteau. Les points d'affaiblissement du poteau sont formés par une variation locale du rayon de courbure dans la forme générale du C. Une extrémité de ce poteau est de préférence horizontale et est fixée à un ancrage dans le sol, soit par un boulon, soit par soudage et l'autre extrémité de la forme générale en C supporte le rail de garde fixé à celui-ci soit par boulon soit par soudage. Le rail de garde peut être pratiquément plat avec des re bords sur ses bords longitudinaux et il est fixé par un de ses rebords à l'extrémité de la forme générale en C du poteau, éloi guée de l'ancrage. Pariante, le rail peut être en forme de et une de ses parties marginales linéaires ou sa partie médiane est fixée à l'extrémité supérieure du poteau en forme générale de C Les poteaux sont normalement espacés à des intervalles pré déterminés le long du côté de la voie routière, par exemple de 30 mètres, et le rail de garde possède une longueur dépassant les 30 mètres de sorte qu'à ses extrémités il recouvre la longueur de rail suivante sur les parties se chevauchant de longueurs de rail adjacentes qui sont fixées aux poteaux tandis qu'entre ses extrémités le rail est fixé à deux poteaux espacés entre les poteaux terminaux. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront, par ailleurs, de la description que l'on va en donner ci-après, portant sur plusieurs modes de réalisation, décrits à titre d'exemple et représentés aux dessins annexés, dont la figure 1 est une élévation d'un tronçon d'une barrière d'écrasement comprenant un poteau support, vu depuis la voie routière la figure 2 est une coupe selon ligne II-II de la figure 1 en-regardant dans la direction des flèches la figure 3 est une élévation, similaire à celle de la figure 1, portant sur un autre mode de réalisation la figure 4 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 3 en regardant dans la direction des flèches ; la figure 5 est une élévation similaire à celle de la figure 1 visant un autre mode de réalipation ;; la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5 en regardant dans la; direction des flèches la figure 7 représente une variante de poteau support avec une forme de rail de garde en coupe la figure 8, similaire à la figure 7, représente en coupe une variante de rail les figures 9 et 10, similairès à la figure 7 représentent deux autres formes de poteau support la figure 11 représente une autre réalisation la figure 12 représente encore une autre réalisation. Les mêmes références sont utilisées sur toutes les figures pour désigner les mêmes pièces ou des pièces similaires. On se réfère aux figures 1 et 2. Le niveau de la surface de la voie routière est représenté en 1, avec la barrière d'écrase-ment montée sur le bord de la voie routière. La barrière comporte des poteaux 2, montés chacun sur une fondation 3 et supportant un rail 4 qui se trouve à une certaine hauteur au-dessus de la surface de la voie routière et au-dessus du centre de gravité du véhicule moyen, autre que des véhicules de transport de marchandises très lourds, empruntant la voie routière, c'est-à-dire environ 75 cm pour l'axe longitudinal du rail. Le poteau comporte une plaque d'assiste 5, fixée par des boulons indiqués en 6, ou des moyens analogues, à un socle 7, par exemple en béton, noyé dans le sol. Chaque poteau 2 est constitué d'un bras allongé 2a en acier présentant une résistance à la traction élevée, soudé en 8 ou fixé différemment à la plaque d'assise et se dressant suivant un angle d'environ 450 par rapport à la surface de la voie routière. Son extrémité supérieure porte, soudée à elle ou formée par coudage terminal d'environ 900 par rapport au plan du bras, une plaque 9 avec un perçage pour recevoir un boulon 10 de fixation de rail ou moyen analogue tel que rivet ou autre. L'avant du poteau, c'est-à-dire le c8té faisant face à la voie routière, possède à son point de contact avec le socle 7 une partie évidée 11 créant une ligne d'affaiblissement dans le poteau et qui, lorsqu'elle est soumise à une force à partir de la gauche sur la figure 2, provoque le fléchissement du poteau et tend à 1' articuler autour du point 12. Le poteau étant constitué par une feuille de métal est également flexible dans une direction parallèle à la longueur du rail et à la voie routière de sorte que si le poteau est soumis à un choc, en particulier à un choc oblique, il fléchira dans deux directions perpendiculaires entre elles et absorbera au moins une partie de la force qui lui est appliquée. Le rail 13- comporte une surface plate 13a s'étendant longitudinalement et ses bords longitudinaux sont courbés dans le même sens par rapport à la surface 13a pour former un rebord supérieur 14 et un rebord inférieur 15f- les deux rebords faisant, de préférence, le meme angle par rapport à la surface l3a, l'angle préféré étant entre 30 et 600. Le rebord inférieur 15 est boulonné -par les boulons l0à la plaque 9 de sorte-que sa surface 13a est à environ 600 par rapport à la surface de la voie routière dans la réalisation préférée représentée. Le rail peut avoir unie longueur considérable, environ 60 mètres, 5 s'étendant entre quatre poteaux, mais une longueur économique et un nombre quelconque de poteaux peuvent être choisis, 1' extrémité de chaque longueur de rail possède un bloc de métal ou autre matériau rigide fixé à celle-ci, tandis que ltextrémité contigre de la longueur adjacente de rail possède une partie en coude à retour, l'extrémité libre du coude en retour étant alignée longitudinalement, mais espacée longitudinalement du bloc pour permettre un glissement entre eux de sorte que dans le cas d'un choc sur l'une des deux longueurs de rail provoquant le fléchissement de cette longueur, la longueur de rail fléchissant absorbera au moins une partie du choc avant que les extrémités de rail viennent en butée et appliquent dans la longueur de rail fléchissant une autre tension qui permettra à cette longueur de devenir auto-tendue et d'absorber d'autres forces de choc s'exerçant sur elle. Ainsi la barrière d'écrasement, à la différence des barrières connues, est faible aux poteaux et résistante à l'égard des forces longitudinales dans le rail. Les forces de choc sur le rail seront absorbées par les boulons 10, les boulons 6, le bras du poteau et le rail fléchissant mais auto-tendu, et le rail ne provoquera aucune action de catapultage sensible sur le véhicule créant le choc. Les poteaux étant de réalisation simple peuvent être remplacés économiquement s'ils sont endommagés, ainsi que le rail lui-même. On observera que les poteaux en fléchissant procurent une action d'articulation vers le haut de sorte que le rail s'élèvera au lieu de-s'abaisser, comme dans les réalisations connues, augmentant ainsi la résistance au roulement par dessus le rail du véhicule créant le choc. On se réfère aux figures 3 et 4 où est représenté le bras 2a du poteau, sans la partie évidée 11 des figures 1 et 2, avec un prolongement vertical 17 faisant environ 450 par rapport au bras, boulonné en 18 à un poteau 19 enfoncé ou introduit différemment dans le sol ou bien encore inséré ou noyé dans celui-ci. Dans le cas où un choc sur le rail provoque un mouvement d'articulation sur le poteau, il fléchira vers le haut autour du point de pivotement 20. Sur les figures 5 et 6, le bras 2a du poteau est formé vers le bas comme aux figures 3 et 4 et sa partie verticale 21 s'adapte à coulissement et peut être fixée par exemple par des boulons (non représentés) dans un poteau creux 22 introduit ou noyé solidement dans le sol. Dans la réalisation, le bras 2a présente un décrochement en 23, à l'angle avec la partie verticale, pour créer une ligne d'affaiblissement similaire à une articulation telle que décrite à propos des figures 1 et 2. Sous tous les autres rapports, les réalisations des figures 3 et 4 et des figures 5 et 6 sont similaires aux barrières d'ar rêt décrites à-propos des figures 1 et 2 et présentent les caractéristiques avantageuses précitées de celles-ci. On se réfère à la figure 7 qui représente un poteau support 25 en forme de C supportant à son extrémité supérieure un rail de garde 26 de section transversale en forme de 2, recentre du rail étant fixé au poteau par un boulon indiqué en 27 ou par d' autres moyens tels que rivets ou soudage. La figure 8 représente une partie d'un poteau similaire à la figure 7 mais avec un rail de garde ayant une rainure longitudinale. centrale ou identation 28 par laquelle il est fixé au poteau, tandis que ses bords longitudinaux 29 sont rabattus. -En utilisation, les poteaux sont, comme connu, espacés par des distances prédéterminées, une distancede 3 mètres étant convenable, et le-rail de garde a la longueur requise pour s étendre sur quatre poteaux, avec ses extrémités recouvrant les poteaux et les longueurs de rail de garde adjacentes suivantes. Le rail est également fixé aux deux poteaux entre ses extrémités. Cette longueur de rail est, dans l'exemple, d'environ dix mètres et la longueur effective est de neuf mètres. Ainsi-le rail est plus résistant à un choc horizontal dtun véhicule quittant la route que dans le cas de tronçons ne recouvrant que deux poteaux adjacents puisqu'11 n'y a affaiblissement dû à une interruption du matériau du rail que pour un poteau sur trois.On comprendra que des longueurs de rail de 10 mètres peuvent eAtre utilisées avec un nombre différent de poteaux. Les longueurs de rail sont rendues rigides, pour résister à des chocs horizontaux, par des rebords et/ou des ondulations ou des configurations analogues. I1 est connu qu'une économie peut hêtre faite sur la quantité de matériau constituant le rail en concevant la section trsnsversale du rail pour lui permettre de résister à une énergie cinétique prédéterminée d'un véhicule créant un choc.Si la quantité d'énergie cinétique à absorber est connue, ainsi que le poids, la vitesse et les dimensions de véhicules au choc desquels le rail doigt résister, alors la section transversale du rail peut être calculée. I1 est connu que certaines parties du rail absorbent plus d'énergie cinétique que d'autres, et c-es partie-s du rail-peuvent être épaissies pour résister au choc. Sur la figure 7, les parties 30 dú rail sont représentées épaissies à cette fin. Les rails peuvent Etre réalisés en aluminium extrudé, tel que celui vendu sous le nom de PERBADUR ou en acier, de préférence en acier à haute résistance à la traction. L'aluminium possède l'avantage que, bien qu'étant plus cher que l'acier, il n'est pas sujet à la corrosion ou à l'oxydation, de sorte qu'il n'a pas à hêtre peint ou protégé différemment contre une oxydation nuisible, il conserve une surface brillante et, à la différence de l'acier, l'aluminium conserve sa valeur en tant que métal de rebut. De plus, avec l'aluminium, des boulons ou rivets d'aluminium peuvent ebtre utilisés pour fixer les rails aux poteaux bien que des boulons ou rivets en autre métal, par exemple en acier inoxydable conviennent. On se réfère au poteau de la figure 7. Celui-ci possède une partie horizontale de base 31 avec un perçage 32a pour un boulon servant à l'ancrer au socle, poteau s incurve ensuite vers le haut en 32 et ensuite s'aplatit ou présente en 33 un plus grand rayon de courbures. Deux autres courbes de rayon plus court 34,35 sont réalisés, 35 étant proche de la partie terminale 36 à laquelle le rail est fixé. La partie terminale 36 est sensiblement verticale et le rail y est fixé, par exemple avec un boulon passant à travers un perçage 27.Les parties 32, A, 35 constituent des points d'affaiblissement du poteau de sorte que lorsque le rail est frappé par un véhicule, la courbe 35 fléchit tout d' abord et ensuite 34 et 32 fléchissent de sorte que la partie supérieure du poteau se courbe selon une forme en U serrée, tandis que les parties 34, 32 tendent à se raidir de manière que la partie supérieure du poteau s'élève et que la tendance du véhicule à se retourner soit réduite. Au point terminal de déformation du rail et du poteau résultant du choc, les boulons fixant le rail aux poteaux fléchiront ou se rompront. Des considérations similaires s'appliquent à la structure de la figure 8. On se réfère à la figure 9. L'extrémité supérieure 37 du poteau est sensiblement horizontale et le rail est fixé à la partie supérieure plate 38. Dans ce cas, toutes les parties 32, 34, 35 fléchiront lors d'un choc pour augmenter le rayon de courbure et le rail s'élèvera. La figure 10 représente une autre variante de poteau, mais à la différence de la figure 7, la partie 37 est pratiquement située verticalement au-dessus de la partie de base de sorte que la tendance du poteau à augmenter de hauteur lors d'un choc par un véhicule est plus grande qu'à la figure 7. A la figure 11, le poteau 40 est en-forme de Ù avec son co- té ouvert faisant face à la voie routière, et son extrémité infé rieure fixée dans le sol ou à un ancrage noyé dans le sol. La partie du poteau pouvant fléchir est également de section transversale polygonale telle qu'en forme de U ou de caisson rectangulaire et son extrémité inférieure est articulée en 41 au poteau 40, mais sa face 42 vient en contact, lorsqu'elle se soulève, de la face 43 du poteau 40 et l'articulation 41 forme un point d'affaiblissement et peut être, soit deformée, soit rompue. Le rail de garde est fixé à la partie superieure plate 45 de la partie de poteau pouvant fléchir. La figure 12 est similaire à la figure 11 mais l'extrémité supérieure de la partie 50 du poteau pouvant fléchir possède une partie dépouillée inclinée 51 fixée à celui-ci, tandis que le rail 52 possède sur un bord une partie en U 53 qui est engagée sur la partie 51 permettant un engagement du rail sur le poteau par coulissement horizontal sur celui-ci. L'angle-de la partie 51 peut oestre choisi pour s'adapter à la force de choc que le poteau est destiné à absorber. REVENDICATIONS 1) Barrière d'écrasement pour emploi le long de voies routières, comportant un ensemble de poteaux disposés à intervalles le long de la voie routière, caractérisé en ce que les poteaux peuvent fléchir suffisamment pour absorber au moins une partie du choc d'un véhicule frappant la barrière, et en ce que le rail monté sur les poteaux est à auto-tension. 2) Barrière d'écrasement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les poteaux sont montés obliquement le long de la voie routière et peuvent fléchir dans une direction parallèle à la voie routière et dans une direction perpendiculaire à celle ci. 3) Barrière d'écrasement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rail est re-lié aux poteaux au-dessus du niveau de la voie routière par des moyens de fixation qui peuvent fléchir lors d'un choc d'un véhicule contre le rail et/ou en ce qu'au moins une partie des poteaux sont montés à fléchissement sur le sol de façon à absorber au moins une partie du choc d'un véhicule sur le rail. 4) Barrière d'écrasement selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rail est un tronçon en U allongé, les rebords du U étant à 300 à 600 par rapport au plan de la base du U et en ce qutil est relié au poteau par un des dits rebords. 5) Barrière d'écrasement selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rail est formé de longueurs de rail en alignement longitudinal bout à bout, les extrémités adjacentes des longueurs de rail contigus se chevauchant et étant reliées entre elles pour permettre un déplacement longitudinal limité entre les deux longueurs et pour venir en butée à la fin dudit mouvement et empêcher un autre déplacement entre les longueurs. 6) Barrière d'écrasement selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les poteaux sont chacun en forme générale de C et sont munis d'un certain nombre de points d'affaiblissement constituant des points d'articulation lorsque le rail qui y est fixé reçoit un choc, de telle sorte que le matériau du poteau se courbe aux points d'articulation provoquant un accroissement en hauteur ou un relèvement du poteau. 7) Barrière d'écrasement selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque point d'affaiblissement dans le poteau est formé par une variation locale rayon de courbure dans la forme générale en C 8) Barrière d'écrasement selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une extrémité de chaque poteau est horizontale et fixée à un ancrage dans le sol et l'autre extrémité supporte le rail de garde fixé à elle. 9) Barrière d'écrasement selon une quelconque d & revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le rail de garde est plat avec desrebords sur ses bords longitudinaux et est fixé par un de ses rebords à l'extrémité du poteau en forme de C en un point éloigné du point d'ancrage du poteau au sol. 10) Barrière décrasement selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le rail est en forme de et une de ses parties marginales linéaires ou sa partie médiane est fixée l1extrémité-- supérieure du poteau en forme générale de C.