Brevet FR3040720A1 — publié le 20170310

PYLÔNES MONO-POLE EN TUBES CYLINDRIQUES ÉTAGÉS UTILISATION : TÉLÉPHONIE MOBILE - ÉCLAIRAGE GRANDS ESPACES CONTRÔLE DE FRONTIÈRES - REMONTÉES MÉCANIQUES LIGNES ÉLECTRIQUES MOYENNES ET HAUTES TENSIONS SUPPORTS D'ÉOLIENNES ET PANNEAUX PHOTO-VOLTAIQUES. INVENTEUR : PINGON Maurice Les tubes utilisés sont sélectionnés dans la gamme internationale A.P.I de manière à ce que les diamètres extérieurs diffèrent entre eux d'environ 200 mm soit à titre d'exemple : 219 /323 - 406/610 - 813/1016 - 1220/1440 jusqu'à 3500 mm. Une première particularité est relative à la construction des plateformes sommitales construites à partir de profils extrudés FIG 4. Une deuxième particularité se rapporte à la jonction mécano chimique de 2 tubes par exemple : jonction d'un tube de diamètre 1220 avec un tube de diamètre 1420. Une troisième particularité concerne la fondation métallique solidarisée avec le tube de base du mat enterrée ou superficielle lestée avec les déblais de terrassement sans utilisation de béton. 3040720 Ce type de pylône monopole est largement répandu dans le monde - On distingue des pylônes construits à partir d'éléments tronconiques de sections circulaires ou polygonales. L'assemblage se faisant suivant le principe du cône « Morse » bien connu des mécaniciens. Cette technique élégante est l'apanage d'usines disposant d'outillages spécifiques lourds et d'un personnel hautement qualifié. Ces pylônes équipés d'une bride à la base sont généralement fixés par boulonnages sur un massif béton armé. Une autre technique utilisant un système d'assemblage par brides et boulons ressemble à la première solution. Dans tous les cas on note que la construction classique fait intervenir au moins trois entreprises spécialisées. La première assure en usine la fabrication du mat, la deuxième procède à l'exécution du socle béton armé, la troisième assure l'assemblage et le levage du pylône. Les délais d'exécutions et les coûts s'additionnent, ce qui rend le produit final coûteux et en limitent la diffusion. La présente invention propose une solution modulaire et globale pouvant être réalisée par une seule entreprise. Bien que ne présentant pas un caractère inventif revendicable, la possibilité d'acheter partout dans le monde des tubes d'acier cylindriques de grande qualité, protégés intérieurement et extérieurement à des prix particulièrement compétitifs, justifie l'intérêt de la présente invention. Celle-ci apporte des avantages innovants et déterminants dans les trois fonctions suivantes : - Fabrication à partir de profils extrudés de plateformes polygonales en tête du pylône FIG 4. - Jonction mécano-chimique des tubes dont le diamètre diffère de 200 mm environ FIG 4. - Fondation métallique associée à l'élément de base du mat. Le lest de stabilité étant constitué par la récupération des déblais de terrassement. Aucune fourniture de béton n'est requise FIG 4. 3040720 2 La FIG 1 représente à titre d'exemple une gamme moyenne de 3 pylônes destinés à la téléphonie mobile. Ces pylônes sont susceptibles d'accueillir 1 ou 2 ou 3 ou 4 opérateurs. Cette gamme comporte 3 pylônes de 18 à 42 mètres construits à partir de tubes cylindriques de diamètres 1016 - 1220 - 1440 et de longueur 18 m. 5 À noter que le diamètre supérieur de 1016 mm est judicieusement choisi pour permettre l'accès intérieur vertical sécurisé. Toutes les revendications de l'invention et des composants utilisés dans cet exemple se retrouvent dans la construction d'autres 10 pylônes de tailles et de capacités plus ou moins importantes. La FIG 1 récapitule les principales revendications : - FIG 7 plateforme opérationnelle en tête de mat - FIG 2 - FIG 3 - FIG 4 éléments de mat diamètre 1016 - 1220 - 15 1420 FIG 5 jonction mécano chimique des tubes diamètre 1220 avec le tube de base diamètre 1420. 20 FIG 8 assemblage du tube de base diamètre 1420 avec la fondation métallique lestée par un lest de volume tronconique. C'est un schéma des fondations métalliques superficielles ou enterrées 25 dans lesquelles les composants et assemblages sont conçus selon les mêmes principes. - FIG 2 C'est un plan sommaire des tubes cylindriques, composants principaux du mat. Ils sont fabriqués en usine en longueur standard de 18 mètres 30 compatibles avec les moyens de transport routier. La gamme présentée peut se construire à partir des 3 diamètres suivants : FIG 2 REP 1 diamètre 1016 FIG 3 REP 2 diamètre 1220 FIG 4 REP 3 diamètre 1420. 35 La protection anti corrosion intérieure et extérieure est assurée par l'usine. Le parachèvement des tubes consiste à percer des trous concentriques sur un certain nombre de plans. Cette opération peut se réaliser très rapidement sur des centres d'usinage robotisés. Une autre solution consiste à percer ces mêmes trous départ 40 usine ou sur le site de montage. Le positionnement des perceuses étant facilité par des gabarits spécifiques adaptés. Aucune soudure n'est prévue. - FIG 5 c'est un descriptif et un repérage des composants nécessaires à la construction des dispositifs de jonctions des tubes FIG 2 - FIG 3 - FIG 4. 3040720 3 Les REP 12 et REP 13 sont des profils de section carrée 40 mm X 40 mm percés de trous taraudés diamètre 16. Dans une première phase les REP 12 et REP 13 sont fixés sur le petit tube intérieur REP 1 par les vis REP 15 et les écrous REP 16. La vis REP 15 étant logée dans le profil REP 12 et REP 15 sans dépassement (croquis en 5 bas à droite dans l'axe) pour permettre le télescopage sans accrochage du petit tube intérieur REP 1 dans le tube extérieur REP 12. Toujours pour faciliter le télescopage, une des extrémités des profils REP 12 et REP 13 sera coupée selon un angle de 15 10 degrés, l'autre extrémité sera une coupe à 90 degrés pour maintenir le tore REP 19 en position verticale. On notera que le profil REP 13 sera percé de 2 trous diamètre 12 pour assurer la 15 fixation des 2 goussets latéraux REP 17 par boulons REP 18. Ces goussets REP 17 solidaires du petit tube REP 1 empêchent le glissement vertical dans le grand tube REP 2 sous l'action du poids de REP 1 et les équipements. De plus, pour une raison esthétique, ils assurent une continuité visuelle entre REP 2 et REP 3. 20 Les tores REP 19 sont des tubes caoutchouc reliés bout à bout par collage. Le diamètre intérieur du tor REP 19 est sensiblement inférieur au diamètre du petit tube REP 1 pour se loger avant gonflage à l'intérieur du diamètre engendré par les profils 25 REP 12 et REP 13. On peut alors procéder au télescopage des tubes REP 1 et REP2. Il restera à assurer la co-axialité des tubes REP 1 et REP 2, ce que l'on obtiendra en vissant complètement les vis REP 15. Le REP 16 constituant en plus un frein d'écrou anti desserrage. 30 À ce stade les tubes REP 1 et REP 2 sont déjà solidement solidarisés et l'on pourrait s'en satisfaire. Mais pour une sécurité totale on procédera aux opérations complémentaires suivantes : 35 Gonflage des tores REP 19 assurant une étanchéité entre les tubes REP 1 et REP2 Remplissage du vide annulaire entre REP 1 et REP 2 par un coulis de béton spécial semi liquide haute résistance prise rapide expansif au séchage REP 20. FIG 7 : schéma et conception d'une plateforme opérationnelle polygonale. 40 Ces plateformes prennent appui sur le tube sommital REP 1 et notamment sur les sections 5 percés de trous concentriques. Les tubes REP 8 sont des supports d'antennes diamètre 90 épaisseur 5. Ils sont également les montants verticaux des barrières de sécurité. Les plateformes sont supportées par des rayons en profils 3040720 4 extrudés REP 9. Ces profils sont prévus pour loger longitudinalement les tiges filetées 5 REP 11 et l'extrémité des profils planchers REP 10. Les tiges filetées REP 11 traversent les profils REP 9 le tube REP 1 et le tube REP 8 assurant ainsi le blocage de l'ensemble de la plate forme par serrage des écrous REP 15. FIG 8 elle permet la compréhension des principes de fonctionnement de la 10 fondation métallique. Elle donne également un schéma de construction des composants qui se retrouvent dans tous les pylônes quelque soient leurs destinations et leurs hauteurs. 15 REP 21 c'est un disque en tôle découpée, plaquée par boulonnage sur la face inférieure du tube de base REP 3. Il retient le béton REP 23 au moment du coulage. REP 23 c'est un remplissage béton qui solidarise le tube REP 3, le disque REP 35, les tiges filetées REP 31 et les entretoises REP 34. La base du pylône REP 1 devient un 20 bloc indéformable susceptible de transmettre des efforts horizontaux et verticaux engendrés par le vent sur le pylône et les équipements, il reprend également les actions verticales résultant du poids du pylône et de ses équipements. 25 Ces efforts sont transmis à des structures triangulaires REP 24 REP 25 REP 26. Ces éléments triangulaires sont répartis horizontalement dans un plan horizontal tous les 30 degrés. Le montant vertical REP 24 reprend par cisaillement des tiges REP 31 les actions verticales dues au poids du pylône et de ses équipements. Les barres REP 26 30 et REP 25 transmettent les actions horizontales engendrées par le couple de renversement du à l'action du vent. Les goussets REP 27 assurent la jonction entre les barres REP 24 et REP 26 par boulonnage. La barre REP 25 est composée de 2 profils 35 en U dont les ailes basses supportent le plancher REP 28. Les barres REP 25 et REP 26 sont assemblées sans gousset intermédiaire directement par boulonnage. Il en est de même pour les barres REP 24 et REP 25. À l'extrémité du polygone de sustentation, les structures triangulaires reposent sur des galettes béton préfabriquées ou coulées 40 en place au moyen d'un coffrage adapté et récupérable. La stabilité de l'ouvrage est assurée par un lest REP 29 dont le volume est un tronc de cone. Le lest sera avantageusement constitué par une récupération de déblais de terrassement. Il sera disposé soigneusement par couches de 20 à 30 cm compactées. Une fois terminé et sans attendre, on sèmera un gazon ou similaire qui protégera le massif contre l'érosion du vent. Une autre solution consiste à enterrer totalement ou partiellement la fondation 3040720 métallique. Il est important que l'ouvrage repose uniquement sur les galettes béton pour garantir une stabilité optimale. On veillera à ce que le vide REP 22 soit bien respecté. 5 10 15 20 25 30 35 40