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"Pylône pourvu d'un manchon conique intérieur"
La présente invention concerne un pylône pourvu d'un manchon conique intérieur, à sa première extrémité, ainsi que d'une section conique extérieure, à sa seconde extrémité, les dimensions et la conicité du manchon et de la section conique étant choisies de manière à pouvoir introduire et enfoncer la section conique dans le manchon d'un autre pylône afin qu'une liaison autobloquante s'opère entre les deux pylônes.
On connaît un pylône de ce type grâce au document EP-A-0 285 584.
Le pylône connu est assemblé à plusieurs pylônes identiques pour former une structure portante destinée à soutenir des charges s'étendant en longueur au-dessus du sol, par exemple supporter et guider des lignes aériennes. Le montage de ladite structure consiste à enfoncer dans le sol des pylônes inférieurs puis à introduire d'autres pylônes dans le pylône au sol et dans les pylônes suivants jusqu'à atteindre la hauteur de structure portante requise.
Les pylônes connus présentent une configuration creuse et tubulaire, et peuvent être fabriqués en fer ductile. La conicité à l'intérieur du manchon et sur la section conique extérieure se situe dans la plage comprise entre 1 : 14 et 1 : 20, la conicité désignant le rapport de la variation du diamètre à la longueur correspondante.
Une conicité de 1 : 14 signifie par conséquent que le diamètre varie exactement d'une unité de longueur toutes les 14 unités de longueur.
Par ailleurs, on sait utiliser des pylônes en tant que pieux partout où, par exemple, des bâtiments requièrent des pilotis ou des fondations. A cet effet, des pylônes sont disposés les uns sur les autres et enfoncés dans le sol jusqu'à ce que l'on atteigne la charge admissible requise, de 40 tonnes par exemple, grâce à l'adhérence par friction avec le sol. A cet effet, on dispose autant de pylônes les uns sur les autres que
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nécessaire pour enterrer lesdits pylônes de 40 à 50 m dans le sol.
En particulier dans le cas d'une utilisation pour des fondations de bâtiments etc., il est nécessaire que la liaison autoblocante entre deux pylônes successifs fasse preuve d'une certaine solidité et donc ne se défasse pas en présence de forces transversales susceptibles de présenter des composantes de traction. Dans la structure portante connue grâce au document EP-A-0 285 584 susmentionné qui est montée au-dessus du sol, des chevilles d'arrêt sont prévues à cet effet, qui sont introduites dans un manchon et dans la section conique insérée dans ledit manchon, en les traversant dans le sens transversal, afin d'éviter une désolidarisation fortuite de la liaison.
Alors que les chevilles d'arrêt susmentionnées peuvent être disposées sans problème dans les structures portantes montées vers le haut, il n'en va pas de même pour des pilotis à enfoncer dans le sol. Par ailleurs, l'utilisation de chevilles d'arrêt présente deux autres inconvénients majeurs. D'une part, lesdites chevilles d'arrêt constituent un élément de construction supplémentaire qui augmente l'ensemble des coûts de structures portantes de ce type.
D'autre part, l'utilisation de chevilles d'arrêt supplémentaires implique également un temps de construction plus long des structures portantes, étant donné qu'en plus du montage de la section conique et du manchon l'un dans l'autre, on doit également veiller à ce que les alésages traversants destinés à la cheville d'arrêt, qui existent aussi bien dans le manchon que dans la section conique, soient alignés les uns par rapport aux autres, une fois ce montage effectué. Etant donné que la liaison est autobloquante du fait de la conicité, un réajustement n'est possible qu'au prix d'importants efforts, de sorte
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qu'il est nécessaire d'apporter le plus grand soin dès le moment de l'assemblage.
Pour toutes ces raisons, les pylônes connus ne conviennent pas en tant que pieux pour la construction de fondations etc.
Partant de cela, la présente invention a pour but de perfectionner un pylône tel que cité au préambule, de manière à accroître la solidité de la liaison entre le manchon et la section conique, les coûts de fabrication et le temps à consacrer au montage devant être réduits parallèlement.
Dans le cas du pylône défini au préambule, ce problème est résolu par le fait que le manchon et la section conique présentent respectivement une conicité dont la valeur est comprise entre 1 : 8 et 1 : 13, la conicité désignant le rapport de la variation du diamètre à la longueur correspondante.
De cette manière, le problème à la base de la présente invention est parfaitement résolu. En effet, on s'est aperçu contre toute attente que dans la plage de conicité selon la présente invention, la liaison entre le manchon et la section conique est une liaison d'adhérence par friction et par forme, de sorte qu'aucun vissage n'est plus nécessaire. La liaison peut même supporter des forces de traction qui, en association avec des forces de flexion, peuvent apparaître lorsque l'on enfonce dans le sol les pylônes disposés les uns sur les autres.
De manière surprenante, les résultats ont permis de constater qu'une plage de 1 : 8 à 1 : 13 pour la conicité apporte des avantages particuliers concernant la stabilité mécanique de la liaison, de sorte que les nouveaux pylônes conviennent particulièrement en tant pieux. Etant donné qu'aucun vissage n'est plus nécessaire, un seul élément de construction, c'est-à-dire le nouveau pylône, suffit pour pouvoir réaliser les montages désirés, ce qui représente
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une économie non seulement en termes de coûts de matériaux mais également de temps de montage.
Dans l'ensemble, on préfère un pylône de forme tubulaire.
Le fait que l'on puisse injecter du béton à l'intérieur de pylônes creux de ce type après que le nombre souhaité de pylônes a été enfoncés les uns pardessus les autres dans le sol, constitue un avantage qui permet d'obtenir une surface d'appui supérieure à la surface correspondant au diamètre du pylône. Il est ainsi possible d'augmenter encore la capacité portante.
En outre, le pylône présente de préférence dans le secteur de la section conique, une épaisseur de paroi décroissante en direction de la seconde extrémité, pour un diamètre intérieur sensiblement constant.
Le fait que la section conique présente une plus grande aptitude à la déformation en direction de sa seconde extrémité du fait de la moindre épaisseur de la paroi constitue un avantage qui facilite l'assemblage et l'enfoncement de la section conique dans le manchon du pylône situé en-dessous et réduit ainsi le temps d'assemblage.
En outre, le pylône présente de préférence, dans le secteur du manchon, une paroi plus épaisse qui, de préférence, demeure sensiblement constante sur toute la longueur du manchon.
Le fait que le cône extérieur du manchon correspondant au cône intérieur garantisse une quantité suffisante de matériau dans la paroi, constitue un avantage, de sorte que des contraintes de traction annulaires qui sont engendrées dans le manchon par la section conique enfoncée et qui tendent à l'élargir, n'entraînent pas d'éclatement dudit manchon. Le profil extérieur du manchon résulte donc de la forme intérieure dudit manchon et de l'épaisseur nécessaire de la paroi pour absorber lesdites contraintes de traction annulaires.
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Dans l'ensemble, on préférera un pylône fabriqué en fonte ductile.
La fonte ductile susmentionnée, que l'on dénomme également GGG ou fonte à graphite sphéroïdal, présente un aussi bon module d'élasticité que l'acier, les coûts des matériaux et les coûts de fabrication étant toutefois nettement inférieurs, ce qui constitue un avantage supplémentaire du nouveau pylône.
Dans un exemple de réalisation préféré, le manchon comprend un épaulement annulaire intérieur, sur lequel la seconde extrémité d'un autre pylône enfoncé prend appui par sa surface frontale.
Le fait que l'épaulement empêche de trop enfoncer la section conique lors du montage de structures à pylônes ou sous une charge permanente ultérieure, constitue un autre avantage. Ceci tient d'une part à la sécurité, car un pylône trop enfoncé pourrait à un moment ou à un autre briser le manchon du pylône précédent situé en-dessous.
D'autre part, cette mesure réduit également le temps de montage, car après une course définie d'enfoncement dans le manchon, s'opère l'effet de butée contre l'épaulement, de sorte que si l'on enfonce davantage, l'ensemble de la structure à pylônes s'enfonce davantage dans le sol.
A cet effet, la surface frontale de sa première extrémité est de préférence située à une distance de l'épaulement, correspondant approximativement au diamètre intérieur du manchon.
Il a été constaté que le rapport géométrique susmentionné entre la Il profondeur Il de l'épaulement dans le manchon et le diamètre du manchon lui-même permet, même avec des pylônes de 5 m de long, de relier d'une manière très sûre le manchon et la section conique.
En outre, dans un secteur tubulaire situé entre le manchon et la section conique, le pylône présente de préférence des diamètres intérieur et extérieur
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sensiblement constants, l'épaisseur de la paroi étant à cet endroit inférieure à celle du secteur du manchon.
La mesure décrite est particulièrement avantageuse, non seulement du point de vue de la solidité mais également en vue d'une économie de matériaux. On notera aussi que la section tubulaire est également de forme très légèrement conique, de manière à permettre au pylône d'être extrait de la coquille plus facilement. Cette dépouille n'est cependant que de quelques 1/10 mm sur la longueur totale du pylône, et permet au pylône d'être libéré du moule en fonte sans nécessiter un refroidissement trop important, ce qui augmente la cadence de production.
Dans l'ensemble, le diamètre extérieur du pylône décroît de préférence dans le secteur de transition entre le manchon et le secteur tubulaire suivant une sigmoïde.
L'avantage réside ici en ce que le transfert des charges du manchon au secteur tubulaire s'opère de manière particulièrement favorable et harmonieuse, les contraintes de traction annulaires étant transmises de manière continue dans le secteur tubulaire.
D'autres avantages résultent de la description et du dessin joint.
Il va sans dire que les caractéristiques mentionnées ci-dessus et celles expliquées ci-après peuvent être utilisées non seulement dans les combinaisons respectives indiquées, mais également dans d'autres combinaisons ou de manière isolée, sans sortir du cadre de la présente invention.
Un exemple de réalisation de la présente invention est représenté sur le dessin et est expliqué de manière plus détaillée dans la description suivante.
L'unique figure montre une coupe longitudinale en élévation d'un pylône selon l'invention non représentée à l'échelle, les proportions géométriques étant exagérées dans un souci de plus grande clarté.
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Sur l'unique figure, un pylône d'un type nouveau, portant la référence 10, est pourvu d'un secteur tubulaire 11 qui à sa première extrémité 12 comprend un manchon 13 conique intérieur et à l'extérieur, et à sa seconde extrémité 14 comprend une section 15 conique extérieure. Le diamètre extérieur de la section 15 conique à l'extérieur diminue jusqu'à une surface frontale 16 de la seconde extrémité 14, ledit diamètre étant représenté en 17. Le pylône 10 présente à sa seconde extrémité 14 et dans le secteur tubulaire 11, entre le manchon et la seconde extrémité 14, un diamètre intérieur 18 sensiblement constant, tandis que le manchon 13 présente un diamètre intérieur 22 ainsi qu'un diamètre extérieur 23 continuellement croissants en direction d'une surface frontale 21 de la première extrémité 12.
A son extrémité intérieure, le manchon 13 se transforme en diamètre intérieur 18 en formant un épaulement 25. Ledit épaulement 25 est situé à une distance 26 de la surface frontale 21, qui correspond approximativement au diamètre intérieur 22.
Alors que la section conique 15 présente une épaisseur de paroi 27 décroissante en direction de la surface frontale 16, les épaisseurs de paroi 28 et 29 sont constantes dans le secteur du manchon 13 ainsi que dans la section tubulaire 11. L'épaisseur de paroi 29 est supérieure à l'épaisseur de paroi 28, qui est à son tour supérieure à l'épaisseur de paroi 27. Dans le secteur de transition entre le manchon 13 et la section tubulaire 11, le diamètre extérieur 23 varie suivant une fonction sigmoïdienne, de sorte que l'on obtient dans la coupe transversale, une sorte de forme en S.
Les conicités pour le diamètre extérieur 17 de la section conique 15 ainsi que pour le diamètre intérieur 22 et pour le diamètre extérieur 23 du manchon 13 se situent dans une plage comprise entre 1 : 8 et 1 : 13, la conicité désignant le rapport de la variation de diamètre à la
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longueur correspondante. Une conicité de 1 : 8 signifie donc que le diamètre varie d'une unité de longueur toutes les huit unités de longueur. La plage comprise entre 1 : 8 et 1 : 14 est représentée sur le dessin par des hachures plus rapprochées.
On notera également que le diamètre intérieur 22 ne diminue pas nécessairement de manière continue à partir de la surface frontale 21 en direction de l'épaulement 25, mais qu'au contraire le manchon 13 peut comprendre un secteur annulaire 31 intérieur au niveau duquel le diamètre intérieur 22 demeure constant. Ledit secteur annulaire 31 commence donc avant l'épaulement 25.
L'inclinaison dans le secteur de la section conique 15 ainsi qu'à l'intérieur et à l'extérieur du manchon 13 est suggérée par les angles a 32 et 33, qui sont compris entre 2, 20 et 3, 50, de sorte que la conicité mentionnée se situe dans une plage comprise entre 1 : 8 et 1 : 13.
Si l'on enfonce ensuite un autre pylône 10 par sa section conique 15, dans le manchon 13, la section conique 15, par l'intermédiaire de sa paroi extérieure 34, vient alors en appui avec le manchon 13 par l'intermédiaire de la paroi intérieure 35 de ce dernier. Les dimensions susmentionnées ont pour effet de ne pas permettre d'introduire la section 15 dans le manchon 13 sans exercer de force. Lorsque l'on enfonce la section 15 dans le manchon 13, ledit manchon s'élargit légèrement, les contraintes de traction annulaires apparaissantes étant absorbées par la paroi 29 plus épaisse. Simultanément, la section 15 cède, ce qui est facilité par de la paroi 27 plus mince. La section 15 est alors enfoncée dans le manchon 13 jusqu'à ce que le côté frontal 16 vienne en appui sur l'épaulement annulaire 25.
Etant donné que le pylône 10 est conformé d'un seul tenant en fonte ductile, qui possède un module d'élasticité aussi bon que celui de l'acier, il résulte une liaison d'adhérence par friction
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et par forme entre le manchon 13 et la section conique 15, capable même d'absorber des forces de traction.