Brevet FR2577006A1 — publié le 19860808

BUSE METALLIQUE La présente invention a pour objet une buse métallique utilisable en génie civil, de différente forme, pour des usages divers, mais plus particulièrement pour canaliser l'eau. Elle est caractérisée d'une part, par les joints d'assemblage qui présentent des cuvettes hémisphériques, ou d'une autre forme, qui s'emboftent l'une dans l'autre en se recouvrant et qui sont traversées par des boulons de serrage spéciaux immobilisés en rotation et d'autre part, par des barres tubulaires de renforts, orientables destinées à augmen- ter la résistance de certaines parties de la buse et formant éventuelle- ment une armature quadrillée; sur cette buse un certain procédé évite le vrillage. A ce jour les buses métalliques couramment utilisées sous un remblai sont cpnstituées par des plaques de ttle ondulée, cintrées de façon à ce que les génératrices du cylindre soient perpendiculaires aux ondulations, elles sont percées de trous sur les bords pour le passage des boulons, pour leur assemblage on distingue les joints circonférentiels et les joints longitudinaux, sur ces derniers la perforation des trous se situe, selon les constructeurs, au creux et au sommet des ondulations ou sur l'axe neutre de celles-ci; dans les deux cas le serrage de chaque boulon assure en principe une pression optimum sur les surfaces en contact afin d'assurer l'efficacité de l'assemblage soumis dans le temps à l'action de forces diverses. Il apparaît notamment pour les buses dont les trous se situent au creux et au sommet des ondulations que les efforts subis par le joint longitudinal ne peuvent titre calculés avec exactitude9 alors dans ce cas, pour améliorer la portée des piices en contact, pour mieux répartir la pression et diminuer le cisaillement sur chaque boulon, on doit augmenter le nombre de boulons au mètre linéaire; cette action augmente la résistance de l'assemblage mais aussi sa rigidité incompatible avec les autres sections de la buse qui est caractérisée par une certaine souplesses or, pratiquement lorsque s l'effet des diverses forces antagonistes émanantes de la tasse de remblai, cisaillement, compression, flexion, agissent simultanément dans certaines circonstances sur la paroi de l'ouvrage en service, il se produit des graves désordres dams le comportement d'un tel joint, qui pour l'homme de l'art demeure un pointsensible. La déviation de l'axe vertical dans cette buse classique est fréquente, elle provoque le vrillage de l'ensemble et amène des difficultés dans l'aménagement correct des ouvrages de tete lorsque les extrémités de l'ouvrage sont en biseau, cette anomalie réside .dans le joint circonférentiel; l'expérience démontre que sur les bords cintrés de plaques identiques se recouvrant, la cofncidence des trous pour le passage des boulons est affectée par un décalage systématique proportionnel à l'épaisseur de l'élément, la concordance de ces trous est rétablie par un brochage intensif au marteau agissant sur le déplacement circulaire des plaques qui inflige à la buse une rotation sur place donc son déséquilibre. En utilisant la buse, objet de la présente invention, il est possible dtobvier B ces inconvénients car, de par la conception du joint d'assemblage des plaques et celle de ses accessoires de renfort, elle détient de nombreux avantages; en effet d'une part, ceci étant donné à titre d'exemple pour la compréhension de la conception d'une buse circulaire, le joint d'assemblage longitudinal est remarquable parses cuvettes hémisphériques obtenues lors de l'emboutissage des ondulations et de la perforation des trous; ces cuvettes se situent aux bords et sur chaque sommet des ondulations des deux faces de la plaque cintrée et s'emboîtent l'une dans l'autre en se recouvrant lors de l'assemblage. Le fond de chacune d'elles est pourvu, pour le passage du boulon, d'un trou oblong dont la plus grande dimension est parallèle à l'ondulation.Le boulon de serrage est en acier à haute résistance, il est à tSte cylindrique normale, immédiatement sous celle-ci se situe un carré concident avec la petite dimension du trou oblong dans lequel il s'encastre pour s'immobiliser au serrage e La surface voisine inférioee de la tête du boulon est convexe et s'applique au creux de la cuvette alors que l'une des faces de l'écrou à embase est concave et s'adapte à la forme convexe de la partie extérieure de cette cuvette; l'ensemble d'un tel système augmente 1'efìçacité du joint car, l'importante surface de contact inserrée des cuvettes procure une portée uitable pour une réparti. tion concrète de la pression de serrage ; l'effort de cisaillement qui s'exerçait sur les boulons et sur la zbnc périmétrale des trous, dégénère partiellement, en compression, répartie sur la surface oblique des cuvettes, les boulons travaillant maintenant à l'exten sion.Ces derniers, en nombre mineur, n'affectent plus la souplesse de l'assemblage qui, soumis à la flexion plane admet une certaine déformation de courbure. Selon une variante de l'invention, les cuvettes non perforées se situent sur l'axe neutre de l'ondulation, celle coïncidentes de deux plaques s'emboîtent, à l'assemblage, les unes dans les autres et demeurent appliquées sous la pression transmise par le serrage des boulons situés sur les sommets et les creux des ondulations. Suivant une autre variante les cuvettes perforées, pour le passage du boulon d'assemblage sont embouties sur le flanc de l'ondulation, sur l'axe neutre de celle-ci,ou à proximité immédiate. Suivant une autre variante de l'invention le boulon est remplacé par un élément à serrage rapide, dit clavetage transversal,le le système est connu en mécanique, il est composé d'un axe inuni d'une tette, il comporte à l'autre extrémité une mortaise perpendiculaire dans laquelle s'emmanche à force une clavette, tel un coin, agissant sur une rondelle en forme, coulissant sur la tige pour exercer une pression sur la partie protubérante de la cuvettes D'autre part, dans de nombreux cas, pour simplifier la construction des ouvrages de tête, fondation et perrés, l'extrémité de la buse est inclinée et correspond à la pente du talus, selon celle-ci les plaques sont couples sous l'angle favorable à l'obtention du biseau.Dans cette réalisation certaines surfaces se trouvent en porte-à-faux et s'infléchissent sous la poussée du matériau de talutage.On remédie à cet inconvénient en appliquant des renforts sur extrados des parties intéressées. Concernant la présente invention, le renfort est une barre tubulaire légèrement cintrée, son rayon de cintrage est plus long que celui des plaques constituant la buse. L'une des extrémités du renfort est pourvue, pour sa fixation, d'un système connu à double articulation, dit à croisillon, lui procurant la translation et la rotation indispensables au déplacement de l'autre extrémité st-ivant un tracé curviligne afin de situer exactement les points de fixation pour obtenir un con, tact absolu de toute la longueur du renfort avec la paroi à renforcer et qui possède un rayon de cintrage différent, par rapport à l'axe de l'ouvrage la position du renfort est en diagonale; plusieurs renforts peuvent etre disposés parallèlement et réunis perpendiculairement par d'autres identiques pour obtenir une armature quadrillée épousant la forme de la buse; dans cette dernière réalisa- tion la jonction des barres est assurée par des colliers doubles en croix, cOnnus et utilisés couramment en charpente métallique. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, lorsque la buse est utilisée comme un coffrage, les barres constituant l'armature quadrillée sont des tiges en acier dites fers à béton. Selon l'invention, les bords cintrés qui constituent en se superposant le joint circonférenti el, sont percés de trous oblongs qui, malgré le décalage systématique de leur point central, procurent l'amplitude pour la pose aisée des boulons. Ces trous oblongs évitent implicitement le vrillage, par la suppression du brochage intensif dont les contraintes en découlant provoquaient successivement la rotation sur place des tronçons. Selon une autre caractéristique de l'invention, les boulons ou les éléments de clavetage sont aimantés afin que ces pièces adhèrent à la plaque, sans autre assistance, avant et durant la pose de l'écrou ou de la clavette lors de l'assemblage. REVENDICATIONS 1) Buse métallique composée d'éléments multiples à angles vifs, qui sont des plaques cintrées en tôle ondulée, elle est caractérisée d'une part, par le faît que tous les bords sont percés de trous oblongs parallèles à l'ondulation pour le passage de boulons aimantés, sur les joints longitudinaux la perforation se situe sur le fond de cuvettes hémisphériques imprimées sur les sommets d'ondulation des deux faces de la plaque, la surface extérieure bombée de la cuvette se situant dans le creux d'une ondulation s'emboîte dans la partie concave deaxne cuvette coïncidente d'une autre plaque au moment de l'assemblage; d'autre part des barres spéciales de renfort légèrement cintrées sont fixées en diagonale sur l'extrados de certaines plaques. 2) Buse métallique, selon la revendication 1, caracttrisée par les cuvettes, d'une forme quelconque, chacune d'elles présente une partie extérieure protubérante qui s'emboîte dans la partie creuse d'une autre cuvette pour une meilleure répartition de la pression de serrage du boulon et pour limiter sur celui-ci l'effort de cisaillement. 3) Buse métallique, selon la revendication 1, caractérisée par le faît que les cuvettes ne sont pas perforées et qu'elles se situent sur l'axe neutre de l'ondulation, celles coïncidentes de deux plaques s'emboîtent, S l'assemblage, les unes dans les autres et demeurent appliquées sous la pression transmise par le serrage des boulons situés sur les scmmnets et les preux des ondulations. 4) Buse métallique, selon la revendication 1 et 2, caractérisée par le fait que les cuvettes ne sont pas perforées et qu'elles se situent sur le sommet et le creux de l'ondulation de la plaque, celles coïncidentes de deux plaques s'emboîtent i l'assemblage les unes dates les autres et demeurent appliquées sous la pression transmise par le serrage des boulons situés sur l'axe neutre des ondulations ou à proximité de celui-ci. 5) Buse métallique, selon la revendication 1, caractêrisée par les boulons d'assemblage qui sont munis sous la tête d'un carré qui s'encastre dans l'étroitesse da trou oblong pour s'immobiliser en rotation. 6) Buse métallique, suivant la revendication 57 caractérisée par les boulons aimantés qui en adhérant sur la buse demeurent stationnaires avant et durant la pose de 1 écrou. 7) Buse métallique, selon la revendication 1, caractérisée par le faft que l'élément d'assemblage est à serrage et desserage rapide, connu par l'homme de l'art sous la dénomination de clavetage transversal, il est constitué par un axe muni d'une tête, du côté opposé à celle-ci se situe une mortaise perpendiculaire dans laquelle s'emmanche à force une clavette en forme de coin, agissant sur une rondelle qui coulisse sur la tige pour exercer une pression sur la partie protubérante de la cuvette. R) Buse métallique, suivant la revendication 1, caractérisée par le fatt que la barre de renfort est munie à l'une de ses extrémités d'un système de fixation articulable, dit à croisillon, assurant la translation et la rotation indispensables à la manoeuvre combinée qui permet le contact de l'intégralité de la barre, positionnée en diagonale sur la paroi de la plaque possédant un rayon de courbure différent. 9) Buse métallique, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 8 caractérisée par le faît que des barres de renfort fixées parallèlement reçoivent d'autres barres identiques fixées perpendiculairement par des colliers doubles en croix et connus, afin de réaliser une armature quadrillée. 10) Buse métallique, selon la revendication 1, caractérisée par le Batt que les bords cintrés qui constituent en se superposant le joint circonférentiel, sont percés de trous oblongs qui, malgré le décalage systématique de leur point central, procurent l'amplitude pour la pose aisée des boulons.Ces trous oblongs évitent implicitement le vrillage, par la suppression du brochage intensif dont les contraintes en découlant provoquaient successivement la rotation sur place des tronçons.