Brevet FR2407591A1 — publié le 19790525

L'invention est relative à une armature déformable portant des lignes électriques pour réseaux de transport d'énergie. Les lignes électriques destinées au transport d'énergie à basse ou moyenne tension sont portées par des poteaux par l'in termédiaire d'armature.Chaque armature est constituée par un ou plusieurs profilés métalliques du commerce disposés à la partie supérieure du poteau et formant des bras dépassant de part et d'autre de ce poteau.Eventuellement,des renforts divers,tels que montants,tirants,entretoises ou autres sont prévus pour augmenter la rigidité de ces profilés et éviter qu'ils soient soumis à des déformations sous l'action des eiforts s'exerçant à leurs extrémités et résultant du poids de la tension initiale communiquée. aux câbles lors de leur montage et de surcharges diverses. L'utilisation de profilés du commerce réalisés dans des aciers de qualité courante,donc présentant des caractéristiques écani- ques hétérogènes,nécessite de prévoir des coerficients de sécu- rité relativement importants.De ce fait,ces armatures forment des ensembles très rigides qui ne subissent aucune d8formation,a8ne lorsque leurs extrémités sont soumises à un effort de traction correspondant à la charge de rupture du câble. il en résulte que toute surtension mécanique dans le câble ne peut pas outre amortie par un déplacement élastique de l'armature et,en conséquence,que la fatigue de ce câble est accélérée.Par ailleurs,lorsqu'une surtension mécanique exceptionnelle,dhe par exemple à la neige ou au verglas sollicitant le câble,conduit à une contrainte de traction,voisine ou supérieure à la résistance à la rupture du c ble,l'armature ne peut pas fléchir légèrement pour soulager le câble,de sorte que selon la résistance du poteau,soit le crible, soit le poteau,se rompe en entrainant par réaction la rupture des poteaux voisins. La présente invention a pour but de remédier à ces divers inconvénients en fournissant une armature qui permette de réduire les contraintes de traction s'exérçant dans les câbles lorsque ceux-ci sont soumis à des surcharges mécaniques passagères afin d'éviter toute rupture des câbles ou des poteaux qui les portent. Elle concerne plus particulièrement les armatures du type comportant plusieurs bras munis à leurs extrémités libres de moyens pour la suspension ou l'ancrage de câbles latéraux et, éventuellement,central,et une pièce de fixation à un support ver tical,pièce dont la liaison avec ledit support est assurée par un axe d'articulation sensiblement horizontal. Selon l'invention, au moins les moyens pour la suspension ou l'ancrage des câbles latéraux sont portés par des éléments liés à la pièce de fixation avec interposition de moyens d'immobilisation limitée qui,s'opposant aux déplacements desdits éléments tant que l'effort de traction sollicitant chaque câble est inférieur à une valeur F, légèrement inférieure à la charge de rupture d'un cfible,sont aptes,dès que cette valeur F est atteinte,à entrainer l'augmentation de la distance entre le support vertical et les moyens pour la suspension du câble correspondant. Â1nsi,lorsque l'un des câbles portés par l'armature est soumis à un effort de traction longitudinale de valeur F, les moyens d'immobilisation limitée cèdent et permettent un déplacement relatif des éléments composant la structure,déplacement entraînant une augmentation de la distance entre le support vertical et les moyens pour la suspension ou l'ancrage du cAble.Cela conduit à une diminution de la contrainte de traction dans le câble et soulage le support. Selon les formes d'exécution,les moyens d'immobilisation limitée sont constitués par des éléments aptes à se déformer,de manière élastique ou permanente ou par des éléments aptes à être sectionnés,par cisaillement ou striction. Dans tous les cas,l'armature empêche que les câbles qu'elle porte se rompent,ce qui supprime toute interruption dans le transport d'énergie et tous risques d'accidents par la chute du ou des câbles et du poteau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant plusieurs formes d'exécution de l'armature selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective d'une armature dans laquelle les moyens d'immobilisation limitée sont constitués par des barres fléchissantes, Figure 2 est une vue en perspective d'une variante de l'armature de figure 1, Figure 3 est une vue en perspective montrant une autre forme d'exécution de cette armature, Figure 4 est une vue en perspective d'une autre forme d'exécution de l'armature dans laquelle les moyens d'immobilisation limitée sont constitués par des éléments aptes à être sectionnés par striction, Figure 5 est une vue en plan par-dessus de l'armature de figure 4 montrant ses diverses déformations, Figures 6 et 7 sont des vues respectivei nt en perspective, à l'état normal,et en plan par-dessus avec coupe transversale, après fonctionnement,d'une armature dans laquelle les doyens d'immobilisation limitée sont constitués par des clavettes cisaillables, Figure 8 est une vue en perspective d'une autre forme d'exécution de l'armature, Figures 9 et 10 en sont des vues partielles en coupe suivant respectivement,9-9 de figure 10 et 10-10 de figure 9, Figure 11 est une vue partielle en plan par-dessus montrant cette armature lorsque l'un de ses moyens d'immobilisation limitée a cédé, Figures 12,13 et 14 sont des vues en perspective montrant des formes de réalisation d'une armature dans laquelle les moyens d'immobilisation limitée sont constitués par des ressorts. Aux figures 1 et 2, 2 désigne la pièce permettant la fixation de l'armature à un support vertical et notamment à un poteau 1.La pièce 2 présente la forme d'une chape et est articulé. sur un axe horizontal 2 porté par une pièce la solidaire du poteau 1. L'armature comprend deux bras latéraux 4 liés à la pièce de fixation 2 par des articulations d'axe sensiblement vertical et délimitant un V ouvert vers l'avant chacune de leurs extrémités libres,les bras 4 sont munis de retours 6 coudés vers l'intérieur et comportant un alésage 7,constituant moyen pour la fixation des organes d'ancrage ou de suspension d'un âble.Cette armature comporte également un bras central 8 lié,par son extrémité pos térieure,à la pièce de fixation 2 et comportant,à son extrémité libre,une chape 2 pour la fixation des organes d'ancrage ou de suspension d'un câble.Chacun des bras latéraux 4 est relié au bras central 8 par une traverse 10 qui, constituant moyen d ' immo- bilisation limitde,peut fléchir lorsqu'un effort f s'exerçant aux extrémités des bras latéraux 4 atteint une valeur F,déterminée mais inférieure à la charge de rupture de chacun des ct- bles portés par cette armature.Chaque traverse 10 est liée rigidement par un boulon 12 au bras latéral 4 correspondant.A la figure 1,cette traverse est également liée rigidement par un boulon JI au bras central 8,tandis qu'à la figure 2,elle est liée à l'autre traverse 10 par des moyens lui permettant de coulisser par rapport au bras central 20 Ces moyens de liaison peuvent store constitués par des pièces 14 soudées uniquement sur les extrémités intérieures des deux traverses 10. Âinsi,lorsque le câble porté par l'un des bras latéraux 4 est soumis à un effort de traction atteignant la valeur F précitée,la traverse 10 correspondante fléchit et permet au bras latéral 4 de pivoter autour de l'articulation 5.Sous l'action de ce pivotement, l'extrémité antérieure du bras 4 se déplace vers l'avant.Cela entraine une augmentation de la distance le séparant du support vertical et permet ainsi,par diminution de la flèche du câble,de réduire la tension longitudinale s'exerçant dans ce dernier.Il est à noter que dans la variante représentée à la figure 2,lors du pivotement de l'un des bras latéraux 4 autour de son extrémité 2, les extrémités intérieures des traverses 10 se déplacent longi tudinalement par rapport au bras central 8 dans le sens de la flèche 11.Cette disposition permet d'augmenter le déplacement vers l'avant de l'extrémité des bras latéraux 4 et de réduire davantage l'effort longitudinal sollicitant les câbles portés par ces bras. À la figure 3,1'armature comprend un bras central 20 solidaire de la pièce de fixation 22,articulée autour d'un axe 25 porté par une pièce complémentaire 24 solidaire du poteau.Le bras central 20 est composé de deux flasques délimitant un logement interne 25 à l'intérieur duquel est disposée la partie centrale d' une barre flexible 26 s'étendant transversalement~en avant de la pièce de fixation 22.Cette barre 26 est constituée par un tube et comporte,à chacune de ses extrémités,des chapes 27.Dans chacune de celles-ci sont articulés,autour d'un axe vertical 28,des corps 29 constituant moyens pour la fixation des organes de suspension ou d'ancrage des capables latéraux.Chacun de ces corps 2q comporte,audelà de son articulation,un prolongement vers l'arrière sur lequel est accrochée rigidement l'une des extrémités d'un tirant 30. L'autre extrémité de ce tirant est accrochée sur la pièce de fixation 22 à proximité de l'articulation de celle-ci sur la pièce 24. Ces orants peuvent être constitués par un fer rond ou par aes cbles.Lorsque l'un des corps 2 est soumis,par le cabale qu' il porte ,à un effort longitudinal ,la barre transversale 26 est soumise à un flambage,c'est-à-dre prend sensiblement la position représentée par le trait mixte référencé 32 à la figure 3.Ce flambage entraine une réduction de la longueur de la barre 26,réduction permettant un déplacement vers l'avant du corps 29 sollicité par le câble surchargé,donc,une diminution de la surcharge dans le cKble.Dans cette forme drexécution,l-e bras central 20 comporte à son extrémité antérieure un boulon 22 pour la fixation des organes d'accrochage du câble central. L'armature représentée à la figure 4 est constituée par un élément transversal 40 disposé en avant de la pièce de fixation 42 et par trois groupes de traverses 43 et 44 reliant la pièce 42 précitée respectivement,à la partie centrale et aux extrémités de l'élément 40.Dans cette forme d'exécution,l'éléiemt 40 a la forme d'un profilé en section en U,mais il peut présenter égale- ment toute autre section transversale.Il porte,dans sa partie centrale et à ses extrémités,des moyens tels que des chapes 45 pour la fixation d'organes d'ancrage ou de suspension des cibles. Selon l'invention,au moins l'une des traverses,par exemple celle 43a et 44a de chacun des groupes des traverses,est munie d'une pièce 46 apte à se rompre par striction après allongelent lorsque l'une des chapes 45 est soumise à un effort F.Chacune des pièces 46 est fixée par ses extrémités à la traverse corres pohdante Ainsi,et comme montré figure 5,lorsque l'une des chapes 45 portant un crible latéral est soumise à un effort F,la rupture de la pièce 46 correspondante permet aux traverses restants du mê- me groupe de traverses de s'allonger et,en conséquence,permet à la partie correspondante ds l'élément 40 formant bras,de prendre la position représentée en traits mixtes et en A à la figure 5.De mOme,lorsque la chape 45 portant le câble central est sollicitée par un effort F,la rupture de La pièce 46 correspondante perle t, par allongement des traverses 43,à l'élément 40,de prendre la position représentée en 3 à la figure 5.Dans ces deux cas,les chapes 45 sont soumises à un déplacement vers l'avant qui entrsi- ne une réduction de la surcharge dans le câble L'armature représentée à la figure 6 est constituée par deux bras 50 et par une embase 52 solidaire de la pièce de fixation 53.Plus précisément,l'embase 52 est constituée par deux flasques 52a et 52b liés l'un à l'autre par deux parois coudes 54 formant une chape postérieure constituant la pièce de fixation articulée sur un poteau Chaque bras 50 est articulé autour d'non axe sensiblement vertical 55 traversant les deux flasques 52a et 52b .Com- me montré à la figure 6,de part et d'autre de son articulation 55 sur l'embase 52,chaque bras comporte une partie extérieure 50a et une partie intérieure 50b de longueur plus petite que la partie 50a précitée.Chaque bras est calé en rotation par rapport a l'en- base par des moyens d'immobilisation limitée constitués par des clavettes 56 traversant les deux flasques de l'embase et la partie 50b de ce bras.Enfin,chacun des bras comporte, proximité de son extrémité libre,un anneau 57 constituant moyen pour la fixation des organes d'ancrage et de suspension d'un câble latéral, tandis que l'embase comporte,dans sa partie centrale antérieure, un montant 58 sur lequel est fixé un anneau 59 pour l'accrochage du câble central. Comme montre à la figure 7,lorsque l'un des anneaux 57 est soumis à un effort F,la clavette 56 correspondante se rompt et permet au bras 50 de pivoter vers l'avant.Il est à noter que ce mouvement de pivotement est limité par une butée qui,dans cette forme d'exécution,est constituée par l'une des parois 54. Dans la ferme d'exécution représentée aur figures 8 à 11,la pièce de fixation 60 est liée rigidement à un élément 62 en forme de poutre rigide s'étendant transversalement devant elle.Chacun des moyens pour la suspension d'un câble est ménagé à l'extrémité d'au moins une biellette et dans cette forme d'exécution, d'une paire de biellettes 65. Ces deux biellettes sont disposées de part et d'autre des parois supérieure et inférieure de l'élé- sent 62.Elles sont toutes les deux articulées sur des axes 64 qui,passant à travers des lumières longitudinales 65,ménagées dans les parois supérieure et inférieure de l'élément 62, sont solidaires d'un piston 66.Ce pistom,pouvant coulisser A l'inté- rieur de l'élément 64,est soumis à l'action d'un ressort 67 prenant appui sur lui et sur une face de butée 68 de l'élément transversal 62. Aux figures 9 et 10,cette face de butée est constituée par la face en bout correspondante de l'élément 62,mais il est évident qu'elle peut être constituée par toute autre paroi. Par leur extrémité libre les biellettes 62 prennent appui, sous l'action du ressort 67,sur des rampes inclinées 70 solidaires de l'élément 62. Aux figures 8 à 10,les biellettes 63 soht représentées dans la position qu'elles occupent lorsque le câble qu'elles portent est soumis à un effort de traction inférieur à la valeur F.Elles sont donc représentées comme étant parallèles à l'axe longitudinal de l'élément transversal 62,mais il est évident qu'elles peuvent Stre légèrement inclinées par rapport à cet axe pour bé néficier au maximum de leur contact avec les rampes inclinées 70. On conçoit aisément que,lorsque l'effort s'exerçant & l'extrémité libre des deux biellettes atteint une valeur F,cone re présenté à la figure 11,1e ressort 67 se comprime et permet au piston 66 de se déplacer dans le sens de la flèche 72 de figure 11. Ce déplacement de faible valeur est suffisant pour permettre le pivotement des biellettes 63 dans le sens de la flèche 73, afin que leurs extrémités comportant les moyens d'accrochage du câble se déplacent vers l'avant.De préférence,ce pivotement est limité par des moyens de butée 74 coopérant avec l'extrémité libre des biellettes. Comme montré à la figure 8,ce dispositif comportant des moyens d'immobilisation limitée mettant en oeuvre un ressort peut également être utilisé pour l'accrochage du câble central. Dans ce cas,les moyens d'accrochage du câble central sont fixés à l'extrémité d'un retour coudé 75 comme montré à la figure 8. Exceptée cette différence et l'utilisation comme face de butée pour le ressort 26 d'une paroi spéciale 76(figure 8),le disposi- tif fonctionne exactement de la mgme façon que celui décrit dans le cadre de son application à l'accrochage des cibles latéraux. Il est évident que l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exem- ples ,elle en embrasse,au contraire,toutes les variantes de réa- lisation comportant des moyens équivalents.O'est ainsi que,sans sortir du cadre de l'invention,les moyens pour l'accrochage du câble central qui,dans les formes d'exécution décrites en rér6- rence aux figures 1,2,6 et 7 sont liés rigidement à la pièce de fixation sur le poteau,peuvent Store remplacés par des bras os- cillants de construction et de structure identiques à celles des bras latéraux.En d'autres termes,la fixation du râble central peut être assurée par un bras central ayant exactement la m8me structure que les bras latéraux,mais disposé dans le plan vertical,vers le haut ou vers le bas. Dans les formes d'exécution représentées aux figures 12 à 14,1'armature est constituée par une poutre transversale 80 liée au poteau 1,-avec ou sans articulation0 Cette poutre,résistante et non fléchissante,porte les moyens de suspension ou d'ancrage des câbles par l'intermédiaire de ressorts,c'est-à-dire d'éléments déformables. A la figure 12,ces éléments déformables sont constitués par des ressorts à boudin 82,tandis qu'à la figure 13,ils sont constitués par des lames 83 formant des anneaux dans le plan vertical et dont les extrémités sont liées à la poutre 80. A la figure 14,ces éléments sont constitués par des lames élastiques 84 fixées par l'une de leurs extrémités sur la poutre 80. Lorsque le câble accroché à l'un de ces éléments déformables est soumis à une surtension mécanique passagère de valeur égale à la valeur F définie plus haut,l'élément déformable auquel il est attaché se déforme élastiquement,ce qui permet de réduire cette surtension mécanique.Dès que celle-ci disparait,les éléments reprennent leur position initîale0Par contre,lorsque l'un des câbles est soumis à une surtension mécanique de valeur su prieure à la valeur F,ces éléments déformables sont déterminés de manière à se rompre avant la rupture dudit cablece qui garantit la tenue du ou des supports et,notamment,du poteau 1. Cette forme de réalisation est simple et conomique.De plus, lors des opérations de remise en état après rupture d'un ou plusieurs câbles,elle ne nécessite de remplacer qu'un ou plusieurs des éléments déformables ou ressorts,donc n'exige pas de remplacer l'armature dans sa totalité. L'armature selon l'invention peut être utilisée pour supporter tout câble transportant de l'énergie et dont la chute au sol,consOcutive à sa rupture ou à celle du poteau qui le porte, risque d'entraîner des préjudices sur les biens ou les personnes. -REVENDICAUIONS- 1-Armature déformable portant des lignes électriques pour r6- seaux de transport d'énergie,du type comportant plusieurs bras munis à leurs extrémités libres de moyens pour la suspension ou l'ancrage de câbles latéraux et,éventuellement ,central,et une pièce de fixation à un support vertical,pièce dont la liaison avec ledit support est assurée par un axe d'articulation sensiblement horizontal,caractérisée en ce qu'au moins les moyens pour la suspension ou l'ancrage des câbles latéraux sont portés par des éléments liés à la pièce de fixation avec interposition de moyens d'immobilisation limitée qui,s'opposant aux déplacements desdits éléments tant que l'effort de traction sollicitant chaque câble est inférieur à une valeur F,lOgèrement inférieure A la charge de rupture d'un câble,sont aptes,dès que cette valeur F est atteinte,à entrainer -l'augmentation de la distance entre le support vertical et les moyens pour la suspension ou l'ancrage du câble correspondant. 2-Armature selon la revendication 1tcaraotériséo en ce que les moyens d'immobilisation limitée sont constitués par des éléments aptes à se déformer élastiquement. 3-Armature selon la revendication 1,caractérisée en ce que les moyens dtismobilisation limitée sont constitués par des éléments aptes à se déformer de manière permanente. 4-Armature selon la revendication 1,caractérisée en ce que les moyens d'immobilisation limitée sont constitués par des éléments interposés entre les éléments de l'armature et aptes à être sectionnés par cisaillement ou striction. 5-Armature selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 et 3,caractérisée en ce qu'elle comprend deux bras latéraux délimitant un V ouvert vers l'avant,articulés par leur extrémité postérieure sur la pièce de fixabion,un bru central dont l'extrémité postérieure est liée à ladite pièce de fixation,ces dits bras comportant à leur extrémité antérieure les moyens pour la suspension ou l'ancrage des câbles,et deux traverses qui,disposées chacune entre l'un des bras latéraux et le bras central, sont constituées par des barres aptes à fléchir lorsque l'un des câbles latéral est sollicité par un effort F. 6-Armature selon la revendication 5,caractérisée en ce que les traverses sont liées au bras central. 7-Armature selon la revendication 5caractFrisOe en ce que les traverses sont liées l'une à l'autre par des moyens permettant leur coulissement par rapport au bras central0 8-Armature selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 et 3,caractérisée en ce qu'elle comprend un bras central déformable faisant corps avec la pièce de fixation, une barre transversale montée avec possibilité de déplacement longitudinal dans le bras central et s'étendant de part et d'autre de celui-ci,des moyens pour la suspension des câbles constitués par des corps articulés autour d'un axe sensiblement vertical aux deux extrémités libres de la barre transversale et des tirants reliant la partie postérieure des corps précités à la pièce de fixation. 9-Armature selon l'ensemble des revendications 1 à 4,caracté- risée en ce qu'elle comprend an élément transversal portant les moyens pour la suspension ou l'ancrage des câbles,des groupes de traverses reliant la partie centrale et les extrémités de cet élément transversal à la pièce de fixation,et des moyens atJno- bilisation limitée constitués par des pièces liées par leurs extrémités à au moins l'une des traverses de chaque groupe de traverses et aptes à se rompre par allongement lorsque le cabale correspondant est soumis à un effort F. 10-Armature selon l'ensemble des revendications 1 à 4,carac térisée en ce qu'elle comprend au moins deux bras indépendants qui,articulés autour d'un axe sensiblement vertical par rapport à une embase solidaire de la pièce de fixation,présentent chacune, de part et d'autre de cette articulation,une partie latérale extérieure et une partie intérieure,de longueur plus petite que la précédente,des moyens d'immobilisation limitée constitués par des clavettes de cisaillement engagées dans l'embase et dans la partie intérieure correspondante de chaque bras et des moyens de butée limitant le pivotement vers l'avant de chaque bras. 11-Armature selon l'ensemble des revendications i et 2,caractérisée en ce que la pièce de fixation est liée rigidement à un élément 8 s'étendant transversalement devant elle,tandis que cha- cun des moyens pour l'accrochage des câbles sont ménagés à l'ex- trémité d'au moins une biellette qui,sensiblement parallèle à 1'élément transversal et articulée sur un axe sensiblement vertical traversant une lumière de l'élément transversal et solidaire d'un piston mobile,logé dans ledit élément,prend appui par son autre extrémité et sous l'action d'un ressort agissant sur le- piston précité,sur une rampe inclinée solidaire de cet élément et apte à faire pivoter vers l'avant l'extrémité de la biellette comportant les moyens pour la suspension ou l'ancrage des câbles. 12-Armature selon les revendications 1 et 2,caractérisêe en ce que les moyens d'immobilisation limitée sont interposés entre une poutre transversale et les moyens pour la suspension et l'an- crage des câbles et sont constitués par des ressorts,aptes à se déformer élastiquement en cas de surcharge paysagère et à se rompre lorsque les câbles qu'ils portent sont sollicités par des efforts de valeur supérieure à F.