Brevet FR2683558A1 — publié le 19930514

i La présente invention concerne un système d'amortissement variable pour un pont. Un système d'amortissement typique pour un pont, basé sur la technique antérieure et appelé en général système d'amortissement visqueux, est représenté à la figure 1 sur laquelle les repères 1 et 2 désignent respectivement une super- structure et un élément d'infrastructure, tandis qu'un cylindre 4, rempli d'un fluide visqueux et monté suivant une direction horizontale dans une ferrure 3 montée sur la superstructure, est porté de manière pivotante par un axe de support 5, l'extré- mité de la tige de piston 6 étant portée de manière pivotante par un axe de support 7 situé sur l'élément d'infrastructure Le système d'amortissement visqueux décrit ci-dessus ne résiste pas à des mouvements lents tels que la dilatation ou la contraction de la superstructure qui est due à des variations de température ou à d'autres raisons, mais il travaille comme une butée à amortissement visqueux qui joue pratiquement le même rôle qu'un support fixe à l'égard de vibrations rapides telles que celles d'un tremblement de terre Ainsi, lors d'un tremblement de terre, la force d'inertie de la superstructure 1 est répartie sur chacune des éléments d'infra- structure 2 de façon à améliorer la stabilité du pont lors du tremblement de terre En général, le coefficient d'amortissement du système à amortissement visqueux décrit ci-dessus est fixé à une valeur importante excédant le coefficient d'amortissement critique. Par ailleurs, le système d'amortissement visqueux décrit ci-dessus est utilisé non pas comme une butée, à faible coefficient d'amortissement, qui répartit la force d'inertie, mais comme un dispositif d'absorption d'énergie qui absorbe d'une manière positive l'énergie des vibrations de la superstructure 1 en vue de réduire ces vibrations en améliorant la caractéristique d'amortissement de l'ensemble de la structure et en réduisant aussi la force qui est exercée par un tremblement de terre sur l'élément d'infrastructure 2. Ainsi que cela a été décrit précédemment, le système d'amortissement visqueux décrit ci-dessus répartit la force d'inertie de la superstructure 1 lors d'un tremblement de terre et ne réduit pas cette force d'inertie de la superstructure 1, alors qu'un système à amortissement visqueux faisant fonction de dispositif d'absorption d'énergie vise à réduire la force d'inertie produite lors d'un trem- blement de terre, grâce à sa caractéristique améliorée d'amortissement, et il ne vise pas à répartir la force d'inertie Un système d'amortissement qui assure à la fois la fonction consistant à réduire la force d'inertie et celle consistant à répartir cette force d'inertie, de la manière décrite ci-dessus, est plus particulièrement nécessaire pour être mis en place dans un pont, mais un tel dispositif n'est pas disponible, de sorte que cela nécessite de monter en parallèle des dispositifs d'amortissement séparés remplissant chacun l'une des deux fonctions Toutefois, étant donné que l'espace important qui est nécessaire pour mettre en place plusieurs dispositifs d'amortissement remplissant chacun l'une de ces fonctions n'est pas disponible sur la surface supérieure d'un élément d'infrastructure 2 d'un pont, on ne met en général en place qu'une seule unité remplissant l'une ou l'autre fonction, en renonçant à l'autre, ou bien on doit prévoir un espace plus important moyennant l'engagement de coûts supplémentaires pour mettre en place plusieurs unités, ce qui constitue un problème à résoudre. La présente invention est conçue pour résoudre ce problème présenté par le type classique de système d'amortissement décrit ci-dessus et elle a pour but de fournir un système d'amortissement variable, pour un pont, qui soit d'un faible coût de construction et qui puisse offrir les mêmes effets que ceux obtenus à l'aide de plusieurs unités classiques remplissant chacune une fonction distincte, chaque unité assurant les fonctions fournies par un système à amortissement visqueux, un dispositif d'absorption d'énergie et une butée permettant d'empêcher la réponse excessive d'un dispositif d'absorption de chocs, tout en pouvant être mise en place dans un espace réduit à la partie supérieure d'un élément d'infrastructure d'un pont sans avoir à la modifier. L'invention concerne un système d'amortissement variable, devant être installé entre une superstructure et des éléments d'infrastructure d'un pont, qui est caractérisé en ce qu'il peut modifier la caractéristique d'amortissement de façon telle que la force d'inertie de la superstructure soit répartie sur les éléments d'infrastructure et que les vibrations de cette superstructure soient réduites lors d'un tremblement de terre. Dans un agencement présentant les particularités décrites ci-dessus, la caractéristique d'amortissement est modifiée grâce a la détection des dépla- cements respectifs de la superstructure et des éléments d'infrastructure et aussi grâce à la détection du déplacement relatif entre la superstructure et les éléments d'infrastructure de manière que les vibrations soient réduites. L'invention a pour objet un système d'amortissement variable, pour un pont, devant être mis en place entre une superstructure et un élément d'infrastructure d'un pont, caractérisé en ce que ce système d'amortissement variable peut faire varier librement sa caractéristique d'amortissement de façon à répartir la force d'inertie de la superstructure, produite lors d'un tremblement de terre, sur l'élément d'infrastructure et à réduire aussi les vibrations, et en ce qu'il peut en outre servir de butée pour empêcher la réponse excessive d'un dispositif d'absorption de chocs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de face de l'un des types de système d'amortissement selon l'art antérieur, la figure 2 est une vue de face, avec arrachement partiel, d'un mode de réa- lisation de la présente invention et la figure 3 est un graphe illustrant la relation existant entre le coefficient d'amortissement d'un système d'amortissement et la réponse d'un tablier par rapport au sommet d'une pile de pont. Dans la description du mode de réalisation de la présente invention qui est représenté à la figure 2, il n'est décrit en détail que les parties qui sont différentes de celles du système d'amortissement de la figure 1 et les mêmes repères sont utilisés pour les parties correspondant à celles de ce système d'amortissement de l'art antérieur, ce qui permet d'omettre une description détaillée de ces parties Les chambres situées de part et d'autre du piston 8 du cylindre 4 communiquent par l'intermédiaire d'un tube 11 dans lequel est disposée une unité à fonction de soupape 12 comportant une servovalve dans laquelle un moteur linéaire est utilisé. Un premier capteur 13 et un second capteur 14, constitués chacun d'un capteur de déplacement ou d'un accéléromètre, sont montés respectivement sur la super- structure 1 et l'élément d'infrastructure 2, ces premier et second capteurs 13 et 14 étant reliés à un dispositif 16 de commande de soupape qui est monté sur la superstructure 1 et qui est relié à l'unité à fonction de soupape 12. Dans le cadre de la présente invention qui comporte la structure décrite ci- dessus, les déplacements de la superstructure 1 et de l'élément d'infrastructure 2 sont détectés respectivement par le premier capteur 13 et le second capteur 14, les valeurs détectées sont appliquées à l'entrée du dispositif 16 de commande de soupape, le déplacement relatif entre les deux éléments 1 et 2 est calculé dans ce dispositif 16 et une tension correspondant à ce déplacement relatif est fournie à la sortie de ce dispositif 16 de commande de soupape en vue de commander la largeur d'ouverture de la soupape de l'unité à fonction de soupape 12. Le coefficient d'amortissement du système d'amortissement est accru de la manière représentée à la figure 3 (A) grâce à une commande de l'unité à fonction de soupape 12 à l'aide du dispositif 16 de commande de soupape de façon à réduire la largeur d'ouverture de la soupape lorsque l'amplitude, à savoir la réponse de déplacement de la superstructure 1, est faible, de sorte que la structure peut fonctionner pratiquement comme un support fixe, vis-à-vis d'une charge de freinage comme celle d'un véhicule, et comme un système à amortissement visqueux/butée, mobile, vis-à-vis des dilatations et des contractions de la super- structure dues à une variation lente de température. Lorsqu'il se produit un tremblement de terre et que l'amplitude des vibra- tions, c'est-à-dire la réponse de déplacement de la superstructure, devient plus grande, la structure peut fonctionner comme un dispositif à absorption d'énergie grâce à une augmentation de la largeur d'ouverture du système d'amortissement, de façon à réduire le coefficient d'amortissement du système d'amortissement ainsi que cela est représenté à la figure 3 (B), et à une réduction du coefficient d'amortis- sement de façon telle que la force du tremblement de terre qui est transmise à l'élément d'infrastructure 2 peut être réduite d'une manière appropriée. Par ailleurs, si l'amplitude des vibrations, c'est-à-dire la réponse de dépla- cement de la superstructure, devient trop importante, l'agencement peut fonctionner comme une butée comportant une fonction d'amortissement, grâce à une réduction progressive de la largeur d'ouverture de la soupape et à une augmentation du coefficient d'amortissement du système d'amortissement de façon à supprimer des vibrations supplémentaires de la superstructure 1, ainsi que cela est représenté à la figure 3 (C). Ainsi, avec le présent agencement décrit ci-dessus, les vibrations d'un pont qui sont produites lors d'un tremblement de terre peuvent être réduites grâce à une variation du coefficient d'amortissement. L'agencement conforme à la présente invention, tel que décrit ci-dessus, est mis en place entre une superstructure et un élément d'infrastructure d'un pont et il peut faire varier librement sa caractéristique d'amortissement de façon telle que la force d'inertie de la superstructure qui est produite lorsqu'un tremblement de terre se produit soit répartie sur l'élément d'infrastructure et qu'en même temps, les vibrations soient réduites Toutes les fonctions d'un système d'amortissement visqueux/butée, d'un dispositif d'absorption d'énergie et d'une butée permettant d'empêcher la réponse excessive d'un dispositif d'absorption de chocs sont intégrées dans le présent système, de sorte qu'il peut remplir les fonctions fournies par plusieurs unités offrant chacune une fonction individuelle, comme celles de la technique antérieure, et qu'un espace réduit situé sur la surface supérieure d'un élément d'infrastructure d'un pont peut être utilisé tel qu'il est, ce qui entraîne aussi un faible coût de mise en place du système. REVENDICATIONS 1 Système d'amortissement variable pour un pont, devant être mis en place entre une superstructure ( 1) et un élément d'infrastructure ( 2) du pont, caractérisé en ce que ce système d'amortissement variable peut faire varier librement sa caractéristique d'amortissement de façon à répartir la force d'inertie de la super- structure ( 1), produite lors d'un tremblement de terre, sur l'élément d'infrastructure ( 2) et de façon à réduire aussi les vibrations, et en ce qu'il peut en outre servir de butée pour empêcher la réponse excessive d'un dispositif à absorption de chocs. 2 Système d'amortissement variable, pour un pont, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un cylindre horizontal ( 4), rempli d'un fluide visqueux et monté par une ferrure ( 3) sur la superstructure ( 1), est porté d'une manière pivo- tante à l'aide d'un axe de support ( 5), en ce que l'extrémité de la tige de piston ( 6) est portée d'une manière pivotante à l'aide d'un axe de support ( 7) situé sur l'élément d'infrastructure ( 2) et en ce que les chambres des deux côtés du cylindre ( 4) communiquent par l'intermédiaire d'un tube ( 11) dans lequel est disposée une unité à fonction de soupape ( 12), comportant par exemple une servovalve. 3 Système d'amortissement variable, pour un pont, suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un premier et un second capteurs ( 13, 14), constitués chacun d'un capteur de déplacement ou d'un accéléromètre, sont prévus respecti- vement sur la superstructure ( 1) et sur l'élément d'infrastructure ( 2) et sont reliés à un dispositif ( 16) de commande de soupape qui est prévu sur la superstructure ( 1) et est relié à l'unité à fonction de soupape ( 12). 4 Système d'amortissement variable, pour un pont, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les déplacements de la superstructure ( 1) et de l'élément d'infrastructure ( 2) sont détectés respectivement par le premier et le second capteurs ( 13, 14), en ce que les valeurs détectées sont appliquées à l'entrée du dispositif ( 16) de commande de soupape, en ce que le déplacement relatif entre les deux est calculé dans ce dispositif, en ce qu'une tension correspondant à ce déplacement relatif est fournie à la sortie de ce dispositif ( 16) de commande de soupape et en ce que la largeur d'ouverture de l'unité à fonction de soupape ( 12) est réglée en fonction de cette tension.