Brevet FR2606803A1 — publié le 19880520

Perfectionnements aux SuppDDorts oscillants pour charges lourdes. L'invention est relative aux dispositifs desti- nés à supporter des charges lourdes telles que des piles de ponts, des plate-formes maritimes ou des éléments de structures industrielles en rendant possibles de légères oscillations ou variations d'inclinaison de ces charges par rapport à la fondation porteuse. On connait dans ce domaine des supports, dési- gnes sous l'appellation "appuis en pot", comprenant un pot cylindrique inférieur qui constitue l'embase porteu- se, une masse de matière plastique ou élastique logée dans ce pot, un piston servant d'appui à la charge à supporter et introduit avec un léger jeu dans le pot de façon a reposer sur la susdite masse et des moyens d'é- tancheite pour evnter toute fuite de la matière consti- tutlve de la masse entre le piston et le pot. L'invention a pour but, surtout, de proposer des supports rependant mieux que ces appuis en pot aux dif- ferentes exigences de la pratique, notamment en ce qui concerne la stabilité, la simplicité d'emploi et le prix de revient, en particulier lorsque les charges à suppor- ter sont tres lourdes, étant par exemple supérieures à 100 tonnes et même à 1000 tonnes. A cet effet, les supports du genre en question selon l'invention sont caractérisés en ce qu'ils compor- tent une embase porteuse annulaire évidée par une rigole annulaire étroite, le rapport entre le diamètre moyen de cette rigole et sa largeur radiale étant supérieur a 5 et de préférence de l'ordre de 15 à 20, un coussin en matière pâteuse incompressible mais déformable logé dans cette rigole, un anneau plongeur rigide propre à servir d'appui, directement ou non, à la charge à supporter et introduit avec un léger jeu dans la rigole de façon à reposer sur le coussin et des moyens d'étanchéité pour éviter toute fuite de la matiere constitutive du coussin entre la rigole et l'anneau. Dans des modes de réalisation préférés, on a re- cours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le coussin est constitué en une gomme silicone, - la demi-section axiale de l'anneau plongeur est déli- mitée par un trapèze isocèle dont la grande base est horizontale et se trouve en bas, - les moyens d'étanchéité comprennent une rondelle en matière élastique renforcée par deux viroles metalli- ques presentant un profil en L et composées de deux tronçons annulaires raccordés entre eux, savoir un tronçon cylindrique propre à glisser verticalement le long de la rigole et un tronçon plat appliqué contre l'anneau plongeur, - dans un support selon l'alinéa précédent, l'une au moins des faces métalliques en regard destinées à glisser l'une contre l'autre a été soumise avant mon- tage à un traitement de phosphatation-savonnage anti- friction. L'invention comprend, mises a part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire des modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexe d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ce dessin, montre en coupe axiale un support oscillant de charge lourde établi selon l'invention. La figure 2 montre une portion du même support à plus grande échelle et en demi-coupe axiale, pour une inclinaison normale de la charge supportée (axe verti- cal). La figure 3 montre semblablement une partie de ladite portion en son état correspondant à une légère inclinaison de la charge supportée (axe legèrement in- cliné sur la verticale). La figure 4 montre semblablement une variante de ladite partie. La charge lourde & supporter, qui est par exem- ple une pile de pont, est symbolisée sur le dessin par un corps cylindrique 1 présentant une collerette inter- médiaire 2. Le support de cette charge comprend: - une embase annulaire 3 entourant avec jeu la portion du corps 1 situe au-dessous de la collerette 2, embase évidée par une rigole annulaire étroite 4 et reposant sur un massif de fondation porteur 5, - un coussin 6 constitué en une matière pâteuse ou plas- tique incompressible et deformable, logé dans la rigo- le 4, - un anneau plongeur 7 introduit verticalement dans la rigole 4 avec un léger jeu, anneau propre à servir d'appui pour la collerette 2 par l'intermédiaire d'une bague 8 de répartition et de centrage, - et des moyens d'étanchéité pour éviter toute fuite de la matière pâteuse constitutive du coussin 6 entre la rigole et l'anneau. La rigole est étroite en ce sens que le rapport entre son diamètre moyen et sa largeur radiale est supe- rieur a 5 et de préférence de l'ordre de 15 à 20. Le diamètre moyen de cette rigole est générale- ment compris entre 0,25 m et 1,50 m. Sa demi-section transversale est rectangulaire et de préférence carrée ou un peu plus profonde que large. L'épaisseur de la paroi qui la délimite est avantageusement du même ordre de grandeur que sa lar- geur. La matière pâteuse constitutive du coussin 6 est par exemple une gomme de silicone. Mais elle pourrait également être constituée par toute pâte susceptible de fluer sous charge sans réduc- tion de volume, pâte notamment à base d'argile ou autre. La base annulaire de l'anneau plongeur 7 est plane et délimitée intérieurement par un cercle de dia- mètre legéèrement supérieur au diamètre intérieur de la rigole 4 et extérieurement par un cercle de diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur de ladite rigole. Il présente une légère dépouille en ce sens qu'il s'amincit vers le haut, sa demi-section axiale étant délimitée par un trapeze isocèle dont la grande base est en bas: cette forme permet de réduire les jeux qui sont nécessaires pour rendre possibles les "oscilla- tions" ou variations d'inclinaison de l'anneau plongeur par rapport à la rigole. Les moyens d'étanchéité sont constitués par exemple par une rondelle 9 en matière plastique (telle que le polytétrafluoroéthylène, une polyamide ou du chlorure de polyvinyle) s'étendant sur toute la largeur de la rigole 4 et reposant sur le coussin 6. Cette rondelle 9 présente avantageusement des surépaisseurs 10 de section triangulaire prolongeant vers le bas ses deux bords intérieur et extérieur. Selon une variante schématisée sur la figure 4, lesdits moyens d'étanchéité sont constitués par une ron- delle 11 en matière élastomère telle qu'un caoutchouc Néoprène, rondelle renforcée sur ses deux arêtes supé- rieures par deux viroles métalliques 12, chaque virole comportant d'une part une bague cylindrique 121 propre à glisser directement contre la rigole, mais s'étendant seulement sur une partie de la tranche de la rondelle 11, et d'autre part une rondelle plate 122 prenant di- rectement appui contre l'anneau plongeur 7. L'expérience a montré que, d'une façon surpre- nante, une telle construction permettait non seulement de supporter des charges très lourdes, pouvant atteindre et même dépasser 1000 tonnes, mais également de rendre possibles les modifications d'inclinaison des charges ainsi supportées, modifications pouvant atteindre et même dépasser 5'. Lors de ces modifications, en effet, la matière pâteuse constitutive du coussin 6 migre le long de la rigole étroite 5 comme s'il s'agissait d'un liquide, tout en déplaçant verticalement les organes d'étanchéité le long des faces verticales de la rigole. Ces migrations et déplacements n'entraînent aucune dégradation du support et sont totalement réver- sibles, de sorte que l'anneau plongeur 7 peut jouer lndefiniment son rôle de "bascule" ou de "rotule" sans frottement en reposant sur le lit de support à la fois ferme et souple constitué par le coussin 6. Pour faciliter les déplacements verticaux des organes d'étanchéité le long de la rigole 4, il peut être intéressant, dans la variante de la figure 4 fai- sant intervenir des viroles métalliques 12, de faire subir préalablement un traitement anti-friction à l'une au moins des deux surfaces métalliques destinées à venir en contact mutuel: on peut adopter à cet effet le pro- cédé de phosphatation-savonnage qui a été décrit dans la demande de brevet France n' 82 08902. Sur les figures 1 et 2, on a désigné par la ré- férence 13 une bague de centrage qui est fixée sur le massif de fondation 5, notamment par soudage en 14, et qui est destinée à positionner avec exactitude l'embase annulaire 3 sur ce massif, embase qu'elle entoure join- tivement. Sur la figure 3, on voit la position occupée par l'anneau plongeur 7 lorsque l'axe de la charge lourde supportée --axe qui est confondu avec celui dudit anneau plongeur 7-- s'incline d'un angle a sur la verticale: cet angle a, qui est généralement inférieur à 5', a été fortement agrandi pour la clarté du dessin et correspond à l'inclinaison sur l'horizontale du plan contenant la base de l'anneau plongeur 7. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support oscillant de charge lourde dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ce support présente de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus et en particulier les suivants: - la charge supportée est répartie sur une plage annu- laire étroite au lieu d'être concentrée sur une plage centrale, ce qui permet de conférer à l'ensemble une plus grande stabilité, - vu sa forme annulaire, le support peut être traversé par une partie de la charge supportée, ce qui permet d'abaisser le centre de gravité de cette charge par rapport au support et, ici encore, d'améliorer la stabilité, - la masse de matière pâteuse constitutive du coussin de support est réduite pour une valeur donnée de la char- ge supportée par rapport aux constructions connues des "appuis en pot", ce qui réduit d'autant le prix de revient. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réali- sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o le support comporterait plus d'un ensemble rigole-coussin pâteux-anneau plongeur du type ci-dessus décrit, deux tels ensembles étant par exemple superposés et - soit construits dans le même sens, ce pour quoi l'an- neau plongeur de l'ensemble inférieur serait solidaire de l'embase rainurée de l'ensemble supérieur, - soit construits tête-bêche, ce pour quoi les deux ri- goles se feraient face verticalement et encadreraient un anneau plongeur unique intermédiaire dont la base et le sommet seraient introduits respectivement dans ces deux rigoles. REVENDICATIONS 1. Support oscillant pour charge lourde, carac- térisé en ce qu'il comporte une embase porteuse annu- laire (3) évidée par une rigole annulaire étroite (4), le rapport entre le diamètre moyen de cette rigole et sa largeur radiale étant supérieur à 5 et de préférence de l'ordre de 15 à 20, un coussin (6) en matière pâteuse incompressible mais déformable logé dans cette rigole, un anneau plongeur rigide (7) propre à servir d'appui, directement ou non, à la charge à supporter (1,2) et introduit avec un léger jeu dans la rigole de façon à reposer sur le coussin, et des moyens d'étanchéité (9, 10.; 11,12) pour éviter toute fuite de la matière cons- titutive du coussin entre la rigole et l'anneau. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coussin (6) est constitué en une gomme si- licone. 3. Support selon l'une quelconque des précéden- tes revendications, caractérisé en ce que la demi- section axiale de l'anneau plongeur (7) est délimitée par un trapèze isocèle dont la grande base est horizon- tale et se trouve en bas. 4. Support selon l'une quelconque des précéden- tes revendications, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent une rondelle en matière élas- tique (11) renforcée par deux viroles métalliques (12) présentant un profil en L et composées de deux tronçons annulaires raccordés entre eux, savoir un tronçon cylin- drique (121) propre à glisser verticalement le long de la rigole et un tronçon plat (122) appliqué contre l'anneau plongeur. 5. Support selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'une au moins des faces métalliques en regard destinées à glisser l'une contre l'autre a été soumise avant montage à un traitement anti-friction, notamment de phosphatation-savonnage. 6. Support selon l'une quelconque des précéden- tes revendications, caractérisé en ce qu'il est associé à au moins un second ensemble rigole (4)-coussin pâteux (6)- anneau plongeur (7) du type ci-dessus, les ensem- bles en question étant superposés. 7. Support selon la revendication 6, comprenant deux ensembles superposés du type indiqué, caractérisé en ce que ces deux ensembles sont construits dans le même sens, ce pour quoi l'anneau plongeur (7) de l'en- semble inférieur est solidaire de l'embase (3) rainurée par une rigole annulaire (4) de l'ensemble supérieur. 8. Support selon la revendication 6, comprenant deux ensembles superposés, caractérisé en ce que ces deux ensembles sont construits tête bêche, ce pour quoi les deux rigoles (4) se font face verticalement et enca- drent un anneau plongeur unique intermédiaire (7) dont la base et le sommet sont introduits respectivement dans ces deux rigoles.