Brevet FR2274739A1 — publié le 19760109

La présente invention a trait à une suspension propre à supporter des éléments de construction mobiles ayant une longue portée entre-leurs points dtappui, notamment des portes d'écluse et des fermetures de barrage, composée des dispositifs de roulage articulés aux parties latérales des éléments de construction et munis de galets de roulement prenant dppui sur des rails disposés dans des niches latérales. On rencontre, dans la suspension de portes d'écluse et fermetures de barrage mobiles ayant une longue portée entre leurs points d'appui, des difficultés considérables dues au fait que par suite de la charge résultant de la pression de l'eau à laquelle sont soumis ces éléments de construction ceux-ci fléchissent et les points d'appui décrivent des mouvements de rotation ainsi que des déplacements latéraux dirigés transversalement par rapport à la direction de roulement proprement dite. Pour éviter jue ces déplacements transversaux des éléments de construction ne provoquent des sollicitations incontrôlables entre les rails et les galets de roulement généralement munis de boudins de guidage, il faut que les dispositifs de roulage soient articulés par rapport aux éléments de construction. Une telle disposition articulée des dispositifs de roulage par rapport aux éléments de construction est connue. Dans cette disposition connue les éléments de construction à déplacer sont montés sur un chariot roulant, avec interposition d'un palier oscillant et d'un palier surélevé. Le palier oscillant est constitué par un palier sphérique ou linéaire, tandis que le palier surélevé est constitué par les flasques latéraux du chariot qui prennent appui d'une part contre le fond du palier oscillant, d'autre part contre les axes des galets du chariot.Toutefois, lorsque sous I'effet de la charge due à la pression de l'eau les éléments de construction en question prennent une flèche, la ligne d'action de la force d'appui ne passe plus par le centre de chacun des rails, de sorte que des pressions d'angle s'établiszent entre les galets et les rails. On connaît aussi une vanne à rouleaux prenant appui par plusieurs roulements sur un chariot muni de galets de roulement. Dans cet appareil la suspension articulée de la vanne à rouleaux et du dispositif de roulage est obtenue par le fait que cette vanne prend appui sur le dispositif de roulage par l'intermédiaire d'au moins deux roulements juxtaposés et d'une plaque oscillante. Cette dernière présente, de son coté opposé aux roulements, une face convexe par laquelle cette plaque prend appui le long d'une ligne sur une face plane du dispositif de roulage. Grâce à cette disposition l'effort de pression qui agit sur le dispositif de roulage s'exerce toujours suivant la même ligne d'action, à savoir toujours exactement au milieu du rail, et ce indépendamment de déplacements latéraux de l'élément de construction que supporte le dispositif de roulage. Mais si cet élément vient à fléchir sous l'effet de la pression de l'eau, la plaque oscillante oscille s-ur la face plane du dispositifde roulage. Cette oscillation fait que la ligne d'action de la force d'appui s'écarte du milieu du rail, de sorte qu'ici encore il s'établit des pressions d'angle entre les galets et les rails. Ceci mis à part, ces constructions connues requièrent un matériel considérable pour supporter les éléments de manière mobile, et ce matériel est d'un coût considérable. La juxtaposition nécessaire des différentes parties telles que panneaux étanches d'extrémité, paliers surélevés et dispositifs de roulage, conduit à un élément de construction de longueur considérable pour le logement duquel il faut prévoir dans la maçonnerie des niches de dimensions correspondantes. I1 en résulte des dépenses accrues pour les travaux de maçonnerie et de béton. De plus, les dispositifs de roulage disposés dans les longues niches ouvertes peuvent être facilement endommagés par les corps flottants qui pénètrent dansles niches. L'invention est basée sur la constatation que lors du fléchissement d'éléments de construction dont les points d'appui sont très éloignés l'un de l'autre, par exemple des portes d'écluse et des fermetures de barrage sous la pression de l'eau, les fibres de ces éléments soumises à un travail en flexion subissent des variations de longueur diférentes. La fibre neutre, par contre, ne modifie pas sa longueur. Cependant, à fléchissement croissant, les points terminaux de cette fibre se rapprochent l'un de l'autre, de sorte que la longueur de la corde comprise entre ces deux points est plus courte que la longueur de la fibre neutre. A partir de cette constatation le but de l'invention est de créer, pour des éléments de construction mobiles dont les points d'appui sont très éloignés l'un de l'autre, notamment pour des portes d'écluse et des fermetures de barrage, une suspension appropriée dont le point d'origine de la force d'appui s'écarte le moins possible du milieu du rail lorsque, sous l'effet de la charge, l'élément de construction considéré fléchit. Pour parvenir à ce but, l'invention prévoit essentiellement que les dispositifs de roulage sont articulés sur l'élément de construction de manière à pouvoir pivoter chacun autour d'un axe situé à une faible distance de la fibre neutre de l'élément de construction. Avec une suspension ainsi conçue, non seulement on évite les pressions d'angle et l'usure accrue qui en résulte entre les galets de roulement du dispositif de roulage, mais encore la structure de l'ensemble est beaucoup plus simple, moins encombrante et par conséquent moins sujette à dérangements. Les niches qui reçoivent les rails peuvent être considérablement plus courtes, de sorte que les travaux de béton à effectuer pour leur construction sont moins coûteux.A cet avantage s'ajoute celui constitué par le fait que le danger que les dispositifs de roulage soient endommagés par des corps flottants est considérablement diminué. Afin que le point d'origine de la force d'appui de l'élément de construction soumis à la pression de l'eau reste exactement au milieu du rail pour éviter ainsi des pressions d'angle entre les galets de roulement des dispositifs de roulage et les rails, l'invention prévoit en outre que chaque axe soit disposé sur une fibre qui travaille à la flexion et qui, lorsque l'élément de construction fléchit, s'allonge d'une distance égale au déplacement du point terminal de la fibre neutre. Cette disposition assure que pour la flèche maximum prise par l'élément de construction sous l'effet de la pression maximum de l'eau l'axe du dispositif de roulage conservera sa position initiale, de sorte que, comme désiré, le point d'origine de la force d'appui reste situé dans tous les cas au milieu du rail. Un exemple d'exécution préféré de l'invention est décrit en détail ci-après avec référence au dessin, sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe horizontale au travers d'une partie d'une porte d'écluse munie d'un palier selon l'invention et représentée à ltétat non chargé, et - la figure 2 est une vue en coupe, analogue à la fig.l, montrant la porte et son palier à l'état chargé. Une partie de porte d'écluse 3 est supportée, à proximité de ses extrémités, au moyen d'un dispositif de roulement 4. Ce dispositif se compose essentiellement d'une chape 5 et d'un galet de roulement 7 muni de boudins de guidage 6, Ce galet prend appui sur un rail 8 fixé sur la paroi latérale 9 d'une niche non représentée au dessin. La chape 5 du dispositif de roulement 4 est articulée, par rapport à la porte d'écluse 3 autour d'un axe 10. Cet axe, situé dans un système d'extrémité de cloison ll de la porte d'écluse 3, s'étend parallèlement à la paroi de retenue 12 de la porte 3 ou, si l'on préfère, parallèlement à la fibre neutre 14.Le centre de l'axe 10 est situé sur une fibre déterminée 13 travaillant à la flexion et entre laquelle et la paroi de retenue 12 s'étend la fibre neutre 14 de la porte d'écluse 3. La position exacte de la fibre de flexion 13 sera définie plus précisément ci-apres. Lorsque la porte d'écluse 3 n1 est pas chargée (état représenté à la fig.l) le point terminal 15 de la fibre neutre 14 et le centre de l'axe 10 sont séparés l'un de l'autre de la distance "a" mesurée perpendiculairement à la flèche neutre et sont situés dans l'axe du rail 8. Sous la charge imposée par la pression de l'eau la porte d'écluse 3 fléchit. Elle prend alors une position représentée à la fig.2. Dans cette position, le point terminal 15 de la fibre neutre 14 s'est déplacé de la distance 16, tandis que l'axe 10 a conservé la position qu'il occupait lorsque la porte n'était pas soumise à la pression hydraulique, car cet axe 10 est situé sur la fibre de flexion 13 qui, lorsque la porte d'écluse 3 fléchit, s'allonge d'une quantité égale à celle dont s'est déplacé vers la gauche (en considérant le dessin) le point terminal 15 de la fibre neutre 14. Si par contre l'axe 10 passait par le point terminal 15 de la fibre neutre 14, il se déplacerait de la distance 16 (fig.2) en direction de l'intérieur. La conséquence en serait que le centre de rotation du dispositif de roulement, c'est-à-dire le point d'origine des forces, ne serait plus situé perpendicu lairement au-dessus du rail 8. Les conditions sont autres, par contre, dans le cas des fibres travaillant à la flexion situées, en considérant le dessin, au-dessous de la fibre neutre 14. En effet, pour ces fibres, le décalage latéral des points terminaux dû au fléchissement est contrebalancé, dans une mesure croissante, c'est-à-dire plus ces fibres sont éloignées de la fibre neutre 14, par l'allongement nécessaire de chaque fibre travaillant à la flexion. Etant donné que la fibre en flexion immédiatement adjacente à la fibre neutre 14 est soumise à l'allongement le plus faible, tandis que la fibre en flexion la plus éloignée de la fibre neutre 14, c'est-à-dire la fibre située le plus à l'ext6- rieur, subit le plus grand allongement, la distance entre le point terminal de chaque fibre en flexion et le plan passant par le milieu du rail ou point initial d'application de la charge diminue tout d'abord jusqu'à zéro, pour croître ensuite à nouveau. Ceci ressort clairement de la fig.2; en effet, la ligne entre le point terminal de la fibre neutre 14 et l'axe de pivotement 10 constitue une ligne reliant tous les points terminaux des fibres travaillant à la flexion situées entre cette fibre neutre et la fibre en flexion 13. Etant donné que l'accroissement de longueur des fibres travaillant à la flexion situées, lorsque l'on regarde le dessin, au-dessous de la fibre neutre 14, augmente très fortement avec la distance de ces fibres par rapport à la fibre neutre, la distance entre les points terminaux des fibres travaillant à la flexion et le plan passant par le point initial d'application de la charge diminue en conséquence très rapidement, suivant le tracé de la ligne 15-10 qui relie entre eux ces points terminaux. C'est pourquoi l'axe de pivotement du dispositif de roulement doit, selon l'invention, être situé à proximité de la fibre neutre. C'est seulement à cette condition que l'on est assuré que le point d'application de la charge ne s'écartera pas du milieu du rail, ou qu'il ne s'en écartera que d'une valeur négligeable. Dans le cas idéal l'axe de pivotement passe, comme représenté à la fig.2, par le point terminal de la fibre 13 qui est celle des fibres travaillant à la flexion dont le déplacement du point terminal qui se produirait sans accroissement de longueur de cette fibre et correspondrait à la fibre reutre est exactement compensé par l'augmentation de longueur de cette fibre 13, cette augmentation de longueur correspondant donc à la distance marquée 16 sur la fig.2. En d'autres termes, on se trouve dans le cas idéal lorsque l'axe de pivotement 10 coSncide avec le point terminal de celle des fibres travaillant à la flexion dont le point terminal reste, malgré la flèche prise par la porte d'écluse, situé dans le plan (dessiné en trait mixte) passant par le milieu du rail, tandis que les points terminaux de toutes les autres fibres travaillant à la flexion sont a gauche et à droite de ce plan. L'invention est applicable non seulement dans le cas de portes d'écluse ou de fermetures de barrages, mais aussi dans d'autres grand ouvrages comme par exemple des plates-formes roulantes en forme de ponts. REVE;sDICATIONS 1.- Suspension propre à supporter des éléments de construction mobiles ayant une longue portée entre leurs points d'appui, notamment des portes d'écluse et des fermeturés de barrage, composée des dispositifs de roulage articulés aux parties latérales des éléments de construction et munis de galets de roulement prenant appui sur des rails disposés dans des niches latérales, cette suspension étant remarquable en ce que les dispositifs de roulage (4) sont articulés sur l'élément de construction de manière à pouvoir pivoter chacun autour d'un axe (10) situé à une faible distance (a) de la fibre neutre (14) de l'élément de construction. 2.- Suspension selon la revendication 1, remarquable en c que chaque axe (10) est disposé sur une fibre (13) qui travaille à la flexion et qui, lorsque l'élément de construction fléchit, s'allonge d'une distance (16) égale au déplacement du point termina (15) de la fibre neutre 143.