Brevet FR2268194A1 — publié le 19751114

La présente invention se rapporte à des moyens de support perfectionnés comportant des couches élastiques permettant un déplacement dans le sens horizontal des structures supportées. Certaines structures, telles que les ponts, ont tendance à se dilater et à se contracter sous l'action des varîations de température et aussi quand des tremblements de terre se produisent, auquel cas d'intenses forces horizontales agissent sur la structure, laquelle doit par conséquent être supportée de façon à pouvoir se déplacer horizontalement. Les figures 1 et 2 représentent un élément pour supporter une structure telle qu'un pont, de façon qu'il puisse se déplacer dans le sens horizontal, cet élément se composant d'une couche supérieure 2 et d'une couche inférieure 3 en une matière dure, telle que l'acier ou le caoutchouc vulcanisé, ces deux couches étant fixées à une couche élastique I de section carrée, faite d'un caoutchouc souple (dureté 70--70 ) par un procédé de cuisson classique. Lorsque la structure 5, qui peut être par exemple la poutre d'un pont, est supportée par un élément élastique 4A de ce type, et qu'elle se contracte ou se dilate sous l'action des variations de température ou par suite d'un tremblement de terre, en se déformant comme esquissé en tirets sur la figure 1, la couche élastique 1 est soumise à des efforts de cisaillement pour permettre ce déplacement transversal causé par l'expansion et la contraction ou par la composante horizontale du tremblement de terre. L'amplitude des mouvements de contraction et de dilatation de la structure augmente avec sa longueur de sorte que l'épaisseur de la couche élastique 1 doit être augmentée en proportion. De plus, quand une charge verticale P due au poids de la structure agit sur l'élément de support 4A, comme représenté sur la figure 2, la force horizontale R tendant à dilater celuitci dans le sens horiznntal augmente proportionnellement à cette charge verticale P et-de ce fait, la surface périphérique de la couche élastique 1 se bombe, tandis que les efforts de compression s 'exerçant sur l'élément de support 4A augmentent, Or, quand le gonflement prend des proportions excessives, la couche élastique 1 se détériore, celle-ci étant faite d'une matière telle que le caoutchouc ; de ce fait, il est nécessaire de maintenir le gonflement de la surface périphérique de la couche élastique 7 au-dessous d'une certaine limite. Pour supporter de façon élastique une structure relativement longue soumise à d'importantes contractions et dilatations dans le sens horizontal de façon qu'elle puisse se déplacer, on connaissait un dispositif, tel que celui représenté sur la figure 3, comportant un certain nombre d'unités de support élastiques 6 superposées, chacune des unités 6 comprenant une couche élastique 1, une couche supérieure 2 et une couche inférieure 3 en une matière dure et qui sont fermement reliées les unes aux autres à leurs faces supérieures et infé rieures.Toutefois, lorsqu'on utilise un élément de support élastique empilé 4B, il convient de veiller, au moment de superposer chaque unité de support sur la poutre du pont ou sur les fondations 7 de celui-ci que chaque unité 6 soit empilée de façon précise, en évitant que les unités soient décalées entre elles dans le sens horizontal. De plus, lorsqu'on abaisse la structure sur l'élément de support élastique empilé 4B, il y a un certain risque à ce que l'unité de support supérieure glisse dans le sens horizontal par rapport à 1 1unité sous-jacente. La figure 4 montre un autre élément de support élastique connu 4C comportant une couche intermédiaire 8 en un caoutchouc dur, qui est interposé entre deux couches élastiques 1. La couche intermédiaire dure 8 s'allonge facilement et, de ce fait, la force empêchant l'allongement, notamment la force empêchant le gonflement est relativement petite et pour cette raison les efforts de compression s' exerçant sur l'élément de support 4C deviennent beaucoup plus grands. De plus, cet élément présente l'inconvénient que la couche de caoutchouc dure intermédiaire 8 n'a aqu'uniefaible résistance à la traction et de ce fait doit avoir une épaisseur considérable, augmentant ainsi l'épais- seur de l'élément de support élastique 4C. Le but de la présente invention est de prévenir le gonflement de la surface périphérique d'un élément de support élastique en y encastrant et en y fixant un élément annulaire métallique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 3 est une vue latérale, partiellement en coupe, montrant l'utilisation d'un élément de support élastique classique - la figure 2 est une vue schématique montrant les forces horizontales agissant air la couche élastique ; et, - les figures3 et 4 sont des vues lateales partiellement ai coupe montrant d'autres éléments de support classiques - la figure 5 est une vue latérale, partiellement en coupe, d'un élément de support-élastique conforme àun premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue en plan, avec arrachement d'un second mode de réalisation de l'invention - la figure 7 est une vue latérale, partiellement en coupe, de cet autre mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8 est une vue en plan, avec arrachement d'un troisième exemple de réalisation de l'invention - la figure 9 est une vue latérale, partiellement en coupe de ce troisième exemple de réalisation ; et - la figure 10 est une vue en plan avec arrachement d'une variante. Les figures 5 et 6 montrent un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel un certain nombre de trous 10 sont percés dans une plaque métallique annulaire 9 en acier ou en aluminium pour former une élément annulaire 11. L'élément annulaire 33 est noyé dans l'épaisseur d'un corps élastique en forme de disque 12 fait d'un caoutchouc souple, ayant une dureté de 50-700. A la face superieure et la face inferieure du corps élastique 32 sont fixés un élément annulaire supérieur 13 et un élément annulaire inférieur 74, qui sont faits d'une plaque d'acier ou d'aluminium. Le corps élastique 12 et les éléments annulaires 33, et et 4 s3nt rendus solidaires par une cuisson. La face supérieure de l'élément annulaire supérieur 13 et la face supérieure de la partie centrale du coqs élastique 12 sont disposées dans un meme plan. De même, la face inférieure de l'élément annulaire 14 et la face inférieure de la partie centrale du corps élastique 32 sont situées dans un même plan De plus, la couche élastique 32A disposée au-dessus de l'élément annulaire 33 et la couche élastique 12B disposée sous cet élément 33 sont continues et couvrent les multiples trous 30 formés dans le pourtour de l'élé- ment annulaire 1], ainsi que le trou 15 de la partie centrale de celuirci. Quand la charge verticale d'une structure agit sur un élément de support élastique tel que celui décrit ci-dessus, la force d'allongement dans le sens horizontal agissant sur l'épaisseur du corps élastique 12 est uniformément transmise sur tout le pourtour de l'élément annulaire 11 et se traduit par une tension circonférentielle agissant sur celui-ci. Pour cette raison, il devient possible d'empêcheur le gonflement du à l'allongement de la partie intermédiaire dans la direction de l'épaisseur du corps élastique 12 en utilisant un élément annulaire 31 en métal, par exemple en acier ou en aluminium, qui sont des matières ne s'allongeant pas facilement et ayant une grande résistance à la traction. Les figures 7 et 8 montrent un second mode de réalisation de la présente invention comportant de multiples nervures annulaires 16 disposées concentriquement et de multiples rainures annulaires 17 formées sur la face supérieure et la face inférieure d'une plaque annulaire 9 en acier ou en aluminium, par exemple, par un procédé d'estampage, afin de constituer l'élément annulaire métallique 11. L'élément 33 est encastré dans l'épaisseur du corps élastique 12, en caoutchouc souple, dont il est solidaire. Pour le reste, la structure est la même que dans le mode de réalisation précédent. Dans ce second mode de réalisation, on voit donc qu'un certain nombre de nervures annulaires 16 et de rainures annulaires 17 sont formées respectivement sur les surfaces supérieure et inférieure de la plaque métallique annulaire 9. Ces nervures et rainures tendent à compenser la diminution de la résis tance due à la réduction de la section de l'élément annulaire 11, tout en augmentant l'aire d'adhérence entre les couches élastiques 12A, 12B et l'élément 11. Ceci augmentera cohésion de l'ensemble, à quoi s'ajoute que du fait que les couches 12A et 12B et l'élément annulaire 31 sont engagés dans un certain nombre de nervures annulaires 16 et de rainures annulaires 17, la résistance aux déplacements dans le sens horizontal des couches élastiques 12A, 12B et de l'élément annulaire 13 est sensiblement augmentée. Les figures 9 et 70 montrent un troisième mode de réalisation de la présente invention dans lequel une barre d'acier (une barre de renfort en fer ayant un diamètre de 9 à 73 mm) a été cintrée pour lui donner une forme circulaire, puis ses deux extrémités sont été reliées par une soudure, formant ainsi un anneau de grand diamètre 38. A l'intérieur de l'anneau 18,desdesanneaux 19 de petit diamètre, produits en cintrant la barre d'acier et en soudant les extrémités sont disposéscescesanneaux intérieurs 19 étant fixés à l'anneau extérieur 18 pr des soudures. De plus, les anneaux intérieurs 19 sont reliés les uns aux autres par des soudures pour former un élément annulaire 11. L'élément annulaire 11 ayant la structure ci-dessus est disposé concentriquement dans la partie centrale de l'épaisseur du corps élastique en forme de disque 12 en caoutchouc souple, et est rendu solidaire de celui-ci. La couche élastique 32A disposée au-dessus de ltélément annulaire 13 et la couche élastique 12B disposée audessous de celui-ci sont continues et couvrent les ouvertures formées par les différents anneaux 18 et 19. Dans le cas du troisième mode de réalisation, la somme totale des aires des trous de l'élément annulaire 11 est très grande et du fait que la couche élastique 12A disposée au-dessus de l'élément annulaire 11 et la couche élastique 12B disposée au-dessous de celui-ci sont continues, on obtient un élément de support élastique ayant d'excellentes propriétés. Lorsque l'épaisseur du corps élastique 12 est grande, il est possible d'y encastrer et d'y fixer plusieurs éléments annulaires 11 espacés verticalement. Il est également possible de faire en sorte que la face supérieure et la face inférieure du corps élastique 12 soient complètement plates. De plus, une plaque de caoutchouc dur ou une plaque métallique circulaire continue pourrait être fixée à ces surfaces au moyen d'un adhésif ou par une cuisson. Lorsque l'élément annulaire 31 est en acier, sa surface périphérique est couverte par le corps élastique 12-, ce qui a l'avantage de le protéger de la rouille. REVENDICATIONS 1. Elément de support élastique, caractérisé en ce qu'il comprend un corps en forme de disque fait d'une matière élastique telle que le caoutchouc, dans la partie intermédiaire de l'épaisseur duquel est encastré et est fixé un élément annulaire métallique. 2. Elément de support élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément annulaire est une plaque métallique annulaire. 3. Elément de support élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément annulaire est constitué par un plaque métallique dont les faces supérieureet inférieure présentent des nervures et des rainures annullaires produites par estampage. 4. élément de support élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément annulaire est constitué par une plaque métallique percée d'un certain nombre de trous espacés dans le sens prîphérîque 5. élément de support élastique, caractérisé en ce qu'il comprend un certain nombre d'anneaux métalliques de petit diamètre disposés concentriquement à l'intérieur d'un anneau métallique de grand diamètre, chaque anneau étant relié aux autres par soudage afin de former un élément annulaire, cet élément annulaire étant encastré et fixé dans la partie intermédiaire de l'épaisseur d'un corps en forme de disque fait d'une matière élastique telle que le caoutchouc. 6. Elément de support selon la reveadication 5, caractérisé en ce que l'anneau extérieur de grand diamètre et les anneaux intérieurs plus petits sont formés en cintrant les barres d'acier en cercle, en soudant leurs extrémités et en les reliant.