Brevet FR2218558A1 — publié le 19740913

La présente invention concerne un pont de pesage pour mesurer automatiquement et rapidement le poids de véhicules routiers de toutes catégories, avec ou sans remorques On sait que as après la réglementation routière, les véhicules sont classés d'après leur poids total en charge en différentes catégories, dont certaines sont soumises à une licence de transport, Sur les voies à péage, les taxes perçues varient avec la catégorie du véhicule. De plus, sur certains axes routiers et dans certaines conditions, des interdictions peuvent être prononcées pour certaines catégories de véhicules.Il est donc nécessaire de pouvoir contrôler rapidement le poids des différents véhicules routiers On connut des systèmes transportables de pesage pour véhicules que l'on dispose simplement sur la chaussée Ltorgane demg sure de ces systèmes est soit une céramique piézoélectrique, soit une capacité comportant un diélectrique dont le pouvoir inducteur q ; cifique varie avec la charge appliquée. Iareproductibilité de tels systemes de mesure est mé- diocre et ils nécessitent une électronique délicateOEn particulier,il est nécessaire avec les céramiques piézoélectriques d'utiliser un amplificateur de charge électrique dont la dérive est difficilement contrôlable, En conséquence la précision et la fidélité de ces systèmes est médiocre et insuffisante pour permettre de déterminer avec certitude Si le poids d'un véhicule dépasse la limite d'une catégorie déterminée0 La plupart des systèmes connus dépassent le niveau de la chaussée.Les roues d'un essieu sont alors brutalement déplacées dans le sens vertical ce qui produit un transfert de charge d'un essieu voisin à l1essieu en question et fausse les indications du système de pesage0 De plus, ces systèmes connus présentent un effet dynamique d'autant plus important que l'application de la charge est plus brutale en raison de la vitesse du véhiculez En outre, ils ont l'inconvénient de pouvoir eAtre contournés assez facilement, ce qui favorise la fraude, Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en permettant de réaliser un pont de pesage de haute précision, à faible effet dynamique, qui soit fidèle et fiable et ne nécessite pratiquement aucun entretiens Selon l'invention, le pont de pesage pour véhicules routiers est caractérisé en ce qu'il comprend un bâti rigide comportant des organes de fixation au sol, une poutre de transmission rigide reliée à un tablier agencé pour recevoir la charge des essieux des véhicules à peser, au moins un fléau métallique déformable par flexion et relié d'une part à la poutre de transmission et d'antre part au bâti, et au moins un dispositif de mesure de la flèche du fléau. Ainsi l'organe sensible du pont est constitué par un fléau métallique qui travaille à la flexion. Les constantes élastiques d'un tel fléau sont reproductibles avec un haut degré de précision. Il est d'autre part facile de dimensionner te fléau pour que sa déformation sous la charge maximale soit bien inférieure à la limite de déformation élastique, de sorte qu'en utilisation les caractéris- tiques élastiques du fléau ne varient pratiquement pas, ce qui assu- re une haute précision et une trE8 grande fidélité sans nécessité d'entretien. La durée de vie d'un tel système est en outre pratique ment illimitée. Bn utilisation, le pont de pesage est disposé dans une fosse de sorte que son tablier est au niveau de la chaussée, la disposition étant telle que toute fraude est pratiquement impossible. Selon une réalisation préférée, la poutre de transmission est une poutre métallique à section en I. Le bàti comprend deux poutres métalliques en treillis disposés symétriquement de part et d'autre de la poutre de transmission et reliés entre elles par des entretoises de façon à constituer une poutre tubulaire enveloppant la poutre de transmission. Le bati comporte en outre un cadre supé rieur qui comporte un rebord extérieur pour la fixation an sol. Le fléau est constitué par une poutre on I relié à la poutre de trans- mission et au bâti par des plaques métalliques sensiblement normales au fléau.Ces plaques sont soudées au fléau et leurs bords sont soudés respectivement an bAti et à la poutre de transmission. On assure ainsi une tris grande rigidité du bâti et de la poutre de transmission et le mode de liaison entre le fléau d'une part, et le bati et la poutre de transmission d'autre part, garantit que le fléau se déforme par flexion simple. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, le tablier est articulé sur la poutre de transmission autour d'un axe de rotation parallèle à l' & e centrale de cette poutre, et le cadre supérieur du bAti comporte des butées élastiques pour les bords du tablier. On assure ainsi une charge progressive de la poutre de transmission quand un véhicule s'engage sur le pont de pesage, ce qui ré- duit considérablement l'effet dynamique. Dtautres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détailiée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés a titre d'exemples non limier tatifs, on a représenté une réalisation particulière de l'invention. - La fig. 1 est une représentation schématique en élévation d'un pont de pesage conforme à l'invention. - La fig. 2 est une vue perspective partielle de la poutre de transmission et d'un fléau d'une réalisation du pont de pesage schématisé & la fig. 1. - La fig. 3 est une vue perspective partielle du bati sap- portant le fléau et la poutre de la fig. 2. - La fig. 4 est une coupe transversale du pont de pesage suivant IV-IV de la fig. 2. - La fig. 5 est une coupe longitudinale partielle suivant V-V de la fig. 4 d'une extrémité du pont de pesage. Le pont de pesage pour véhicules routiers conforme à l'in- vention comprend essentiellement, suivant le schéma de la fig. l, un bâti 1 fixé au sol, une poutre rigide de transmission 2 qui re çoit la poussée de la charge à peser et un certain nombre de fléaux 3 déformables par flexion et reliés d'une part au biti 1 et d > au- tre part à la poutre de transmission 2. Le pont comprend en outre des dispositifs 4, en eux-mêaes connus,pour mesurer la flèche des fléaux 3. A la fig. 1, chaque fléau 3 est supporté en son centre par un appui 5 fixé au bâti 1, et la poutre 2 comporte des appuis 6 qui reposent sur les extrémités de chaque fléau 3. Mais on peut tout aussi bien supporter chaque fléau & ses deux extrémités, la poutre 2 prenant appui au centre de chaque fléau. La poutre de transmission 2 et le bâti 1 sont dimensionnés de telle façon que leur déformation sous la charge maximale prévue pour le pont de pesage soit négligeable et inférieure à un dixième de l'erreur absolue de mesure des dispositifs 4. Lwensemble du.pont de mesure est disposé dans une fosse 7 de façon que la partie supérieure du pont affleure en position de repos la chaussée de la voie routière sur laquelle il est installé. Dans la réalisation industrielle représentée aux fig. 2 & BR Des- fléaux 3, au nombre de quatre dans la réalisation représentée, sont disposés syniétriquement par rapport à l'âme centrale 8 et au plan médian X-X. Ces fléaux sont constitués par des poutres métalliques à section en I et sont soudés à leurs extrémités à des plaques d'acier 11 dont les bords sont eux-mmes soudés aux ailes et à l'âme centrale de la pouture de transmission 2. Les plaques 11 sont sensiblement orthogonales aux fléaux 3 en position de repos et sont renforcées par des plaques transversales de raidissement 12. Chacune des plaques de liaison 11 présente une fente 13 sensiblement normale au fléau correspondant en position de repos. Les fentes 13 sont adjacentes aux fléaux 3, disposées entre les fléaux et l'site centrale 8 et entre les plaques de raidissement 12. Ces fentes 13 délimitent ainsi avec les plaques 12 une lanière flexible sensiblement rectangulaire à laquelle est fixée l'extrémité d'un fléau. On a représenté en pointillé à la fig. 2 l'une de ces lanières qui porte le repère 14. Ces lanières présentent une grande rigidité dans le sens normal aux fléaux et ont au contraire une certaine souplesse, grâce aux fentes 13, dans le sens parallèle à l'axe longitudinal des fléaux.Ces lanières sont ainsi capables de transmettre aux fléaux 3 la charge de la poutre 2 et de permettre la rotation de l'extrémité des fléaux en cours de flexion en n'exer- çant sur ces extrémités qu'un couple de réaction treks faible. On comprend donc que les extrémités des fléaux 3 ne sont pas rigidement encastrées et que les lanières 14 sont sensiblement équivalentes aux appuis simples 6 du schéma de la fig. 1. En leur milieu, les fléaux 3 sont soudés à des plaques d'acier 15 dont les bords sont eux-mêmes soudés au bâti, Ces plaques 15 présentent des fentes 16 analogues aux fentes 13. Les plaques 15 symétriques par rapport à l'sue de la poutre de transmission 2 sont reliées entre elles par des entretoises 17 qui traversent 1'â- ne 8 par des ouvertures 18. Le bâti 1 est constitué par une poutre tubulaire à section sensiblement en U qui enveloppe la poutre de transmission 2 et les fléaux 3 comme on le voit à la fig. 4 La poutre tubulaire constituant le bati comprend deux poutres latérales 21 formant les branches de 1'U et disposées syrétri- quement par rapport à ltae centrale de la poutre de transmission 2. On a représenté en perspective à la fig. 3 une moitié d'une poutre 21, cette poutre étant symétrique par rapport au plan Y-Y. Les poutres 21 sont des poutres en treillis comportant une cornière de base 22, des montants 23 et des croisillons 24. Les deux poutres 21 sont reliées à leur base par un système triangulé constitué par des entretoises 25 et des croisillons 26 et formant la base de l'U. A leur partie supérieure, les poutres latérales 21 sont soudées à un cadre 27 qui comporte un rebord extérieur 28 (fig. 3 et 4) et un rebord intérieur 29. Les plaques 15 de liaison avec les fléaux 3 sont soudées par leurs bords à un montant 23, à la cornière de base 22 et au rebord intérieur 29. Le pont de pesage est mis en place dans une fosse 7 (fig. 4) à parois bétonnées 31. A la partie supérieure de la fosse est formée une margelle 32 sur laquelle est scellé un dormant métallique 33. Le rebord extérieur 28 du b & i est fixé au dormant 33 par des boulons 34. Les fléaux 3 sont positionnés par rapport aux plaques de liaison 11 et 15 de sorte que les rebords intérieurs 29 du cadre supérieur du bati soient au niveau de l'aile supérieure de la poutre de transmission 2. Sur l'aile supérieure de la poutre de transmission est forzée une gouttière 35 dont l'axe est dans le plan de l'rame centrale de la poutre 2. Aa fond de la gouttière 35 est disposée une bande de matériau flexible et élastique, tel que du néoprène, 36. Dans la gouttière 36 est disposé le champignon 37 d'un rail soudé à un tablier 38 qui recouvre la poutre de transmission et les rebords intérieurs 29 du bSti, la surface de ce tablier étant au niveau de la chaussée 39 de la voie routière sur laquelle est intercalé le pont de pesage. Des couvercles 41 en tSle striée recouvrent les rebords extérieurs 28 du bâti et assurent la continuité entre le tablier 38 et la chaussée 39.Les rebords intérieurs 29 du cadre du bâti portent des garnitures, par exemple en néoprène, 42 qui servent de butées aux bords du tablier 38. Des joints flexibles 43 recouvrent les intervalles entre l'aile supérieure de la poutre 2 et les re bords intérieurs 29 du cadre supérieur du bâtir A chaque extrémité du pont de pesage (fig. 5) est disposé un appareil 4, ou flexixètre, pour mesurer la flèche que prennent les fléaux 3 sous la charge. Les fleximètres sont connectés d'une part à un rebord terminal 44 (fig. 3 et 5) du cadre supérieur du bâti et d'autre part à l'aile inférieure 9 de la poutre de transmission. De préférence les fleximètres 4 sont di genre décrit au brevet français n0 1 282.1 84 et comprennent un transformateur différentiel qui comporte un noyau magnétique déplaçable par rapport & ses enroulements alimentés en courant alternatif & 1000 Hz par exemple. Pour éviter une déformation trop importante des fléaux ai cas oA une charge très supérieure à la charge maximale prévue serait appliquée au pont, ce dernier comporte une butée de sécurité ajustable constituée par exemple par une vis 45 montée à la partie inférieure du btti v l'aplomb de l'âme de la poutre 2 (fig. 4). Des moyens non représentés peuvent être prévis pour manoeuvrer cette butée depuis la surface libre du pont. Lorsqu'un véhicule automobile aborde le pont de pesage suivant la flèche f (fig. 4), le tablier oscillant 38 pivote autour de l'axe défini par le champignon 37 et est appliqué par son bord an térieur sur la butée 42 et l'effort transmis initialement à la poutre de transmission 2 est nul, le poids de l'essieu avant du véhicule étant supporté par la margelle de la fesse 7 par ltintersédi- aire du bâti du pont. Le véhicule avançant dans le sens f, la charge de 1'essieu avant se répartit entre la margelle de la fosse et la poutre de trans- mission 2, la part de la charge supportée par cette dernière augmentant au fur et à mesure de l'avance du véhicule. Lorsque l'essieu avant du véhicule est parvenu à ltaploDb de l'te centrale de la poutre de transmission, tout le poids de l'essieu avant est supporté par cette poutre, le tablier oscillant 38 étant revenu en position horizontale et ne prenant plus appui sur aucune des butées 42. Dans les systèmes connus de pesage de véhicules routiers, le poids de l'essieu avant est appliqué brutalement au système de mesure qui travaille alors en régime impulsionnel. A cette impulsion brutale, le système répond par une déflexion qui, partant de zéro, croit d'abord avec le temps, passe par un maximum et décrott ensui te relativement lentement. Le maximum de déflexion est le plus souvent nettement supérieur au poids i mesurer, à moins que l'amortissement du système ne soit très important auquel cas ce maximum-peut être inférieur au poids réel. L'erreur qui résulte de cet effet dynasique peut largement dépasser 10 %. Dans le pont de pesage conforme à l'invention, cet effet dy- namique est réduit de façon très importante grâce à l'application progressive de la charge â la poutre de transmission par l'intermé- diaire du tablier oscillant 38. Bn effet le système sensible du pont, qui est constitué par l'ensemble des fléaux 3, a le temps d'atteindre la déflexion qui correspond au poids réel de l'essieu lorsque ce dernier parvient à l'aplomb de l'âme centrale de la poutre de transmission. Ce n'est qutaux vitesses élevées des véhicules que l'on peut constater une légère erreur due & a effet dynamique. La poutre 2 transmet la charge aux extrémités des -fléaux 3 qui fléchissent, la ligne moyenne des fléaux prenant une forme très sensiblement parabolique.Comme on l'a dit plus haut, les lanières 14 linit8es dans les plaques de liaison 11 par les fentes 13 permettent aux extrémités des fléaux de se déplacer suivant une trajectoire courbe sans exercer sur elles de couple de réaction appréciable. 0 a déjà dit que la poutre de transmission et le bâti sont dimensionnés de façon telle que leur déformation est négligeable, comparée à celle des fléaux, pour la charge maximale prévue par le pont.Il en résulte que la flèche des fléaux est en pratique uniques ment déterminée par les constantes élastiques du matériau qui les constitue et par leurs dimensions. La sensibilité du pont peut donc être déterminée & l'avance et est parfaitement reproductible d'un pont & l'autre. En outre les fléaux -3 sont euxmeAmes dimensionnés de telle sorte que leur déformation reste bien en-deça de la limite de défor station élastique pour la charge maximale du pont. Ainsi pour un pont prévu pour une charge maximale de vingt tonnes, la flèche maximale des fléau n'est de l'ordre que de 200 microns. Il n'y a donc aucun danger d'usure ni de déformation permanente ni de variations des constantes élastiques et le pont peut être utilisé pendant un temps pratiquement illimité avec un entretien négligeable. Dans le cas de véhicules à trains multiples doat chaque train comporte plusieurs roues rapprochées de faible diamètre, le jeu du tablier oscillant 38 permet au pont de pesage d'intégrer les charges individuelles correspondant à chaque roue. Lorsqu'un train de roues repos. entièrement sur le tablier 38 et se trouve centré par rapport à l'âme de la poutre 2* le pont de pesage indique le poids total du train. On peut ainsi mesurer le poids de chaque essieu ou de chaque train de roues d'un convoi. Le pont de mesure qu'on vieat de décri- re peut Autre incorporé dans un système de surveillance qui comporte par exemple un détecteur pneumatique ou optique en amont du pont pour déclencher le processus de mesure, un détecteur aval pour arrêter le processus quand le convoi entier est passé sur le pont, et un bloc électronique recevant les indications des fleximètres du pont pour chaque essieu et comportant un additionneur pour faire la somme des poids des différents essieux et un discriminateur capable de classer le convoi dans l'une de plusieurs catégories de poids définies A à l'avance et mises en mémoire. Bien entendu l'invention n' est pas limitée à la réalisation qui vient d'#tre décrite et on peut apporter à cette dernière de nombreuses variantes d'exécution à la portée de l'homme de l'art sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 14 Pont de pesage pour véhicules routiers, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti rigide comportant des organes de fixation au sol, une poutre de transmission rigide reliée à un tablier agencé pour recevoir la charge des essieux des véhicules à peser, au moins un fléau. métallique déformable par flexion et relié d'une part à la poutre de transmission et dtautre part au bâti, et au moins un dispositif de mesure de la -flèche du fléau. 2. Pont de pesage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le fléau est relié à ses deux extrémités à la poutre de transmission et en son milieu au bati. 3. Pont de pesage conforme & la revendication 2, Caractérisé en ce que le fléau est relié à ses deux extrémités au b ti et en son milieu à la poutre de transmission. 4. Pont de pesage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la poutre de transmission est une poutre métallique à section en I. 5. Pont de pesage conforme & la revendication 1, caractérisé en ce que le fléau est une poutre métallique A section en I. 6. Pont de pesage conforme à la revendication 4* caractéri en en ce que le bàti comporte deux poutres métalliques en treillis disposées symétriquement de part et d1 autre de la poutre de transmission et reliées entre elles par des entretoises de façon à former une poutre tubulaire enveloppant la poutre de transmission, et un cadre fixé à la partie supérieure de ces poutres en treillis et comportant un rebord extérieur pour la fixation au sol et deux rebords intérieurs disposés au niveau de l'aile supérieure de la poutre de transmission quand celle-ci n1 est pas chargée. 7. Pont de pesage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le fléau est relié à la poutre de transmission et au bàti par des plaques métalliques sensiblement normales au fléau en position de repos qui sont soudées au fléau, et dont les bords sont soudés respectivement au bâti et à la poutre de transmission. 8. Pont de pesage conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les plaques de liaison entre le fléau, le bâti et la poutre de transmission présentent chacune une fente sensiblement orthogonale au fléau en position de repos et disposée au.voisinage du fléau entre ce dernier et la poutre de transmission ou le bâti r.spectivement. 9. Pont de pesage conforme à la revendication 4* caractérisé en ce qu'il comporte deux paires de fléaux disposées synêtrique ment par rapport à l'âme central centrale de la poutre de transmission. 10. Pont de pesage conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le tablier est articulé sur la poutre de transmission autour dtun axe de rotation parallèle à l'axe longitudinal de cette poutre, et en ce que les rebords intérieurs du cadre supérieur du bâti comportent des butées élastiques pour les bords du tablier. 11. Pont de pesage conforme & la revendication 1, caractérisé on ce que le bâti comporte une butée réglable pour limiter le déplacement de la poutre de transmission. 12. Pont de mesure conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de la flèche du fléau est Pont entre le bati et la poutre de transmission. 13. Pont de mesure conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de la flèche du fléau comporte un capteur électromagnétique agencé pour transformer le déplacement de la poutre de transmission par rapport au bâti en un signal électrique.