Brevet FR2664920A1 — publié le 19920124

Perfectionnements apPortés aux disPositifs Pour amortir les vibrations des haubans. L'invention concerne les dispositifs destinés à amortir les vibrations des haubans qui équipent les ponts haubanés et analogues. On sait que ces haubans sont soumis à des vibrations du fait du vent ou de la circulation des véhicules, et notamment des poids lourds, sur les ponts équipés desdits haubans L'invention vise plus particulièrement, parmi les dispositifs considérés, ceux qui comprennent - un collier entourant un tronçon de hauban distant de quelques mètres de l'extrémité inférieure, de ce hauban, ancrée dans une fondation appropriée, - et une structure rigide interposée selon ung direction verticale ou sensiblement perpendiculaire à la ligne moyenne du hauban entre ledit collier et une autre fondation généralement confondue avec la première, ladite structure étant associée à des moyens amortisseurs. Dans des modes de réalisation connus des dispositifs considérés , la structure rigide est constituée par deux jambes de force inclinées et chaque jambe est associée à un amortisseur travaillant axialement, c'està-dire selon la direction de cette jambe : ces amortisseurs sont du type de ceux équipant les poids lourds, c'est-à-dire relativement coûteux et encombrants et l'amortissement obtenu est peu efficace. Dans un mode de réalisation perfectionné à la fois moins coûteux et plus performant, l'amortissement est effectué au niveau du raccord entre la structure rigide et le collier, l'extrémité supérieure de cette structure étant solidarisée avec une coquille rigide annulaire enveloppant de façon étanche le collier avec interposition d'une cavité annulaire déformable remplie d'un milieu déformable incompressible. Cette dernière solution donne souvent satisfaction. Mais elle n'est applicable que pour l'amortissement de vibrations dont l'amplitude demeure inférieure à un seuil déterminé qui est par exemple de l'ordre de 10 cm. Pour les très grands ponts haubanés, ce seuil peut être dépassé et atteindre 20 cm ou même davantage selon la direction horizontale transversale, c'est-àdire perpendiculaire à la longueur du pont. L'invention a pour but, surtout, d'assurer de manière à la fois économique et efficace l'amortissement de ces vibrations de très grande amplitude. A cet effet, les dispositifs amortisseurs selon l'invention comprennent encore un collier et une structure rigide tels que définis ci-dessus et ils sone essentiellement caractérisés en ce que la structure comprend une embase rigide ancrée dans une fondation appropriée et un poteau rigide monté en un point intermédiaire de sa longueur sur ladite embase de façon à pouvoir osciller angulairement autour dudit point dans toutes les directions et, avec une amplitude limitée, selon la direction de sa ligne moyenne, la tête dudit poteau étant attelée au collier et son pied étant associé à des moyens propres à amortir ses déplacements. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - le montage oscillant du poteau est prévu de façon à rendre possibles des oscillations angulaires de ce poteau de plus grande amplitude selon la direction horizontale transversale du pont que dans le plan vertical, - le poteau est constitué par un prisme rectangulaire creux dont les grandes faces sont parallèles à la direction transversale du pont, - le montage oscillant du poteau est réalisé à l'aide d'une bride en matériau élastomère adhérée intérieurement sur le poteau et extérieurement sur un cadre faisant partie de l'embase, bride armée par des frettes ou plaques métalliques parallèles entre elles ainsi qu'à l'axe du poteau, - l'embase est constituée par un caisson présentant la forme générale d'un tronc de pyramide évasé vers le bas et la portion, de l'espace intérieur à ce caisson, qui n'est pas occupée par le pied du poteau, est remplie par un liquide amortisseur, - dans un dispositif selon l'alinéa précédent, le pied du poteau est creux et forme une chambre au moins partiellement remplie de liquide amortisseur, chambre dont la paroi inférieure est percée d'orifices permettant un passage étranglé de ce liquide, - le pied du poteau est garni d'au moins un bouton qui est relié par une bielle sensiblement horizontale à au moins un bras sensiblement horizontal monté rotatif autour d'un axe sensiblement vertical, bras dont les déplacements angulaires autour dudit axe sont contrôlés par un amortisseur approprié. L'invention comprend, mises à part ces dispositions 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 quelques modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ces dessins, montre schématiquement de côté une portion d'un pont haubané équipée d'amortisseurs selon l'invention. La figure 2 montre très schématiquement un tel amortisseur. Les figures 3 à 6 montrent un tel amortisseur respectivement en vue en bout, en vue de côté, et en sections sensiblement horizontales selon V-V et VI-VI figure 3. Les figures 7 à 9 montrent une portion d'une variante d'un tel amortisseur également conforme à l'invention, respectivement en vue en bout, en vue de côté et en plan, portions retirées. On se propose d'amortir les vibrations auxquelles sont soumis les haubans 1 tendus obliquement entre un pylône 2 et un tablier 3 de pont haubané en raison du vent ou de la circulation de véhicules sur ledit pont. Si en effet ces vibrations ne sont pas maîtrisées, elles peuvent engrendrer des dommages, en partie; lier au niveau des ancrages du hauban sur respectivement le pylône et le tablier, notamment si les vibrations considérées font intervenir un phénomène de résonance. Pour amortir ces vibrations, on impose localement une charge amortissante à chaque hauban considéré, en au moins un emplacement P, de ce hauban, disposé à quelques mètres de son extrémité inférieure 4. Cette extrémité inférieure 4 est ancrée de toute façon désirable sur une fondation appropriée telle que l'ossature même du tablier 3. A cet effet, on accroche en chaque point P de hauban 1 l'extrémité supérieure ou tête d'un poteau rigide 5 qui est monté de façon oscillante ou pendulaire autour d'un point M intermédiaire sur une embase fixe 6, et l'extrémité inférieure ou pied dudit poteau est associée à des moyens susceptibles d'amortir efficacement ses déplacements. L'accrochage du poteau 5 sur le hauban 1 est effectué par l'intermédiaire d'un collier de serrage 7 boulonné autour de ce hauban et fixé, notamment par boulonnage, sur une patte 8 prolongeant supérieurement le poteau. Ce poteau, quant à lui, est de préférence constitué par un prisme métallique creux de section rectangulaire dont les grandes faces s'étendent parallèlement à la direction transversale du pont. Le montage oscillant ou pendulaire du poteau sur l'embase 6 est réalisé à la façon d'une rotule élastique 9 de centre M rendant possibles les oscillations angulaires dudit poteau autour de ce centre dans toutes les directions ainsi que ses oscillations rectilignes de faible amplitude parallèlement à son axe. Ladite rotule 9 est avantageusement constituée par une bride en matériau élastique (voir figure 5) adhérée, directement ou non, intérieurement contre le poteau 1 et extérieurement contre un cadre 10 faisant partie de l'embase 6. Cette bride est avantageusement armée par des frettes ou plaques métalliques 11 parallèles entre elles et parallèles à l'axe du poteau. Dans le cas préféré où la section transversale du poteau est rectangulaire, ces plaques Il sont planes et parallèles aux quatre faces du poteau. Le pied 12 du poteau 5 est associé à des moyens permettant d'amortir ses différents déplacements. Ces moyens t, 1 et v (figure 2) sont prévus de façon telle que les amortissements en question concernent - essentiellement les déplacements horizontaux du pied 12 effectués selon la direction transversale T du pont (moyens t), - et secondairement, les déplacements horizontaux dudit pied selon la direction longitudinale L du pont (moyens 1) ainsi que ceux effectués selon la direction verticale V ou plus précisément parallèle à l'axe du poteau (moyens v). Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 3 à 6, l'embase 6, coiffée par le cadre 10, est essentiellement constituée par un caisson métallique 13 en forme de tronc de pyramide évasé vers le bas de façon à permettre les oscillations du poteau. La section de ce tronc de pyramide est ici rec tangulaire, de façon à encadrer le pied 12 - avec un jeu relativement important selon la direction horizontale transversale T, - et avec un jeu beaucoup plus petit selon la direction horizontale longitudinale L. La bride 9 est alors prévue étanche ainsi que le caisson 13 et le volume intérieur à ce caisson non occupé par le pied 12 est rempli par un liquide amortisseur A. Les amortissements des déplacements du pied 1;2 selon les directions horizontales T et L sont alors assurés par étranglement du liquide A entre les faces en regard de ce pied et du caisson 13 qui l'entoure (figuré 6) : le jeu compris entre ce pied et ce caisson est plus petit selon la direction L, de sorte que l'étranglement est plus fort, et l'amortissement plus important, pour les oscillations du pied selon la direction T que pour ses oscillations selon la direction L. Pour ce qui est de l'amortissement des oscillations verticales du pied, on prévoit avantageusement à l'intérieur de sa base une chambre 14 qui communique avec le volume extérieur au pied et intérieur au caisson par des lumières 15 évidées dans son fond. Cette chambre 14 n'est remplie qu'en partie par le liquide A si, comme illustré, elle est entièrement délimitée par des parois rigides. Elle peut au contraire être complètement remplie du liquide A si elle est délimitée supérieurement par une paroi déformable étanche ou si elle est mise supérieurement à l'air libre. Dans ces conditions, lorsque le pied 12 s'abaisse par rapport au caisson 13, un petit volume du liquide A se trouvant au-dessous de ce pied et refoulé dans la chambre 14 à travers les lumières 15 et la circulation de ce liquide à travers ces lumières est inverse lorsque le pied remonte. Bien entendu, les lumières 15 sont calibrées de façon que l'étranglement résultant du liquide A lors de sa traversée de ces lumières assure l'amortissement désiré des oscillations verticales du poteau 5. Le second mode de réalisation illustré sur les figures 7 à 9 diffère essentiellement du précédent par la façon dont sont amortis les déplacements du pied 12 du poteau 5, lequel est encore monté sur l'embase 6 par l'intermédiaire d'une bride 9 en matériau élastomère armé par des frettes 11. Dans le cas présent, - l'embase 6 est constituée par un ensemble dev jambes de force 16 divergeant vers le bas à partir du cadre 10, - les différentes oscillations horizontales du pied sont amorties de la façon suivante. Un premier bouton 18 rapporté au-dessous du pied 12 est articulé sur une première extrémité d'une bielle horizontale 19 dont la seconde extrémité est articulée sur un second bouton 20 faisant partie d'un palonnier 21 ; ce palonnier 21 est lui-même monté pivotant sur les extrémités libres de trois bras horizontaux parallèles 22 montés rotatifs autour d'axes verticaux 23 associés à des pots 24 susceptibles d'amortir fortement leurs déplacements angulaires ainsi que bien connu dans la technique des poids lourds. Ces moyens permettent d'amortir les déplacements horizontaux du pied 12 selon la direction horizontale transversale T, la bielle 19 s'étendant selon cette direction alors que les bras 22 sont au contraire perpendiculaires à ladite direction. Les déplacements horizontaux selon la direction longitudinale L sont amortis d'une manière semblable, mais en faisant appel à un seul pot 25, susceptible, comme les pots 24 précédents, d'amortir les déplacements angulaires d'un bras horizontal 26 autour de l'axe vertical 27 dudit pot 25, ledit bras 26 étant relié lui aussi, par l'intermédiaire de boutons d'articulation 28 et 29 et d'une bielle horizontale 30 s'étendant cette fois-ci selon la direction longitudinale L, à la base du pied 12. Dans ce second mode de réalisation, on suppose que l'amortissement des déplacements verticaux ou sensiblement tels du poteau 5 est assuré directement par les déformations élastiques de la bride 9 frettée. Mais des moyens spéciaux pourraient être égale,- ment prévus à cet effet. En suite de quoi, et quel que soit le mode dE réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif permettant d'amortir d'une façon très efficace et économique les vibrations de grande amplitude exercées sur des haubans de ponts. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour amortir les vibrations d'un hauban (1) de pont (1,2,3), comprenant un collier (7) qui entoure un tronçon (P), dudit hauban, distant de quelques mètres de l'extrémité inférieure (4), de ce hauban, ancrée dans une fondation appropriée (3), et une structure rigide interposée entre ledit collier et une autre fondation généralement confondue avec la première, ladite structure étant associée à des moyens amortisseurs, caractérisé en ce que la structure comprend une embase rigide (6) et un poteau rigide (7) monté en un point intermédiaire (M) de sa longueur sur ladite embase de façon à pouvoir osciller angulairement autour dudit point dans toutes les directions et, avec une amplitude limitée, selon la direction de sa ligne moyenne, la tête dudit poteau étant attelée au collier (7) et son pied (12) étant associé à des moyens (t,l,v) propres à amortir ses déplacements. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le montage oscillant du poteau (7) est prévu de façon à rendre possibles des oscillations angulaires de ce poteau de plus grande amplitude selon la direction horizontale transversale (T) du pont que dans le plan vertical. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poteau (7) est constitué par un prisme rectangulaire creux dont les grandes faces sont parallèles à la direction transversale du pont. 4. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le montage oscillant du poteau (7) est réalisé à l'aide d'une bride (9) en matériau élastomère adhérée intérieurement sur le poteau et extérieurement sur un cadre (10) faisant partie de l'embase (9), bride armée par des frettes ou plaques métalliques (11) parallèles entre elles ainsi qu'à l'axe du poteau. 5. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendicatins r caractérisé en ce que l'embase (6) est constituée par un caisson (13) présentant la forme générale d'un tronc de pyramide évasé vers le bas et en ce que la portion, de l'espace intérieur à ce caisson, qui n'est pas occupée par le pied (12) du poteau, est remplie par un liquide amortisseur (A). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le pied (12) du poteau est creux et forme une chambre (14) au moins partiellement remplie de liquide amortisseur (A), chambre dont la paroi inférieure est percée d'orifices (15) permettant un passage étranglé de ce liquide. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pied (12) du poteau est garni d'au moins un bouton (18,29) qui est relié par une bielle sensiblement horizontale (19,30) à au moins un bras sensiblement horizontal (22,26) monté rotatif autour d'un axe sensiblement vertical (23,27), bras dont les déplacements angulaires autour dudit axe sont contrôlés par un amortisseur approprié (24,25).