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PERFECTIONNEMENTS AUX PALPLANCHES METALLIQUES TRAVAILLANT A LA FLEXION OU A LA TENSION -
Les palplanches métalliques qui servent à la constitution de murs de quai, digues, batardeaux, murs de soutènement, etc..., ont reçu jusqu'à présent un profil et des caractéristiques de resistance constants sur toute la hauteur d'une verticale quelconque de la pièce considéree, et ces caractéristiques sont choisies de manière à résister avec un coefficient de sécurité suffisant aux efforts à supporter au point le plus défavorisé. Ceci implique, aux poi.nts moins défavorisés, un excés de resistance et, par suite, d'epaisseur, qui se traduit par une dépense inutilisee de métal.
Pour éviter cette perte, l'invention prévoit de réduire la résistance en tous points d'une verticale au minimum correspondant à une sécurité à peu prés constante,
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cette resistance étant, nécessairement, au point le plus défavori- sé, la même que celle qui était prévue antérieurement pour tous les points de la verticale.
Les palplanches utilisées sont de deux sortes, celles qui travaillent à la flexion et forment des rideaux constitués par des parois planes ancrées ou non et celles qui suivent un tracé cylindrique dit gabionné ou cellulaire et travaillent en tension. L'application de l'invention diffère suivant le mode de travail des palplanches.
La caractéristique principale des palplanches travaillant à la flexion étant le module de résistance par unité de longueur qui varie pour un type donne de palplancnes dans le même sens que le poids par unité de surface, on prend, conformément à l'invention, en chaque point pour réduire ce poids le module le plus faible compatible avec la sécurité de l'ouvrage. Le calcul permet de déterminer en chaque point le module de résistance nécessaire pour que le taux de fatigue du métal ne dépasse pas un chiffre donné.
Alors que les palplanches utilisées jusqu'à ce jour présentent un taux de fatigue variable le long de la hauteur de la palplanche en raison de la surabondance de métal aux points où le moment de flexion n'est pas à son maximum, l'invention prévoit l'utilisation de palplanches dont le module et par suite le poids varient suivant la hauteur pour se conformer a l'effort à subir au point considéré.
On y arrive en partant d'une palplanche ayant une épaisseur minima satisi'ai- sant aux conditions de facilize de battage et de resistance à la corrosion, et en augmentant son module dans les régions soumises à une flexion supérieure à celle correspondant a la résistance de cette palplanche d'épaisseur minima; cette augmentation locale de module se fait par fixation par soudure, rivure, boulonnage, etc... d'un profilé laminé convena-
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blement cnoisi (ou de plusieurs profilés juxtaposés ou superposés en partie) de maniere à augmenter aux points intéressés le module de résistance et à obtenir approximativement la constance du taux de fatigue maximum sur toute la hauteur d'une verticale donnée.
L'augmentation locale du module conforme à l'invention peut également être employée pour augmenter localement la rigidité d'une' palplanche de type quelconque pour en faciliter la manutention et le nattage.
Les figures 1 et 2 montrent,en élévation et coupe, un tel assemblage d'une palplanche en U, 1, et d'un double T, 2, ne s'étendant que sur la partie de la hauteur de la palplanche qui est le plus sollicitée. La figure 3 montre, en coupe, un assemblage d'une palplanche en U et d'un laminé en U et la figure 4 montre en coupe le renforcement d'une paire de palplanches en Z, 1 par une autre paire de palplanches en Z, 2 dont on a coupé en b les joints dont le métal eut été mal utilisé en raison de sa proximité de la fibre neutre. Bien entendu, les profils de la ou des palplanches primitives et des profilés supplémentaires ainsi que le mode d'association des différents éléments peuvent varier à l'infini suivant les conditions d'emploi et les facilités de construction.
Comme on le voit sur les figures, l'assemblage des éléments est réalisé de telle façon que la ligne de soudure se trouve sur la fibre neutre de l'ensemble de l'assemblage, ou tout près de celle-ci, ce qui permet de récuire autant qu'on le veut le taux de fatigue de la soudure, qui peut être plus ou moins épaisse, celle-ci ne résistant qu' aux forces tendant à faire glisser les éléments en présence l'un par rapport à l'autre. Si, au contraire, le cordon de soudure était éloigné de la fibre neutre, il
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aurait à résister, non seulement aux forces de glissement, mais aussi au moins au taux de fatigue résultant de sa distance à la fibre neutre, et pratiquement indépendant de sa section.
Quant aux palplanenes travaillant en tension, on met à profit le fait que les discontinuités dans le plan horizontal n'affectent en rien la stabilité de la paroi, surtout si elles se produisent à des hauteurs variant systématiquement d'une palplanche à l'autre. Par suite, @@ est possible, conformément à J'invention, de remplacer chaque palplanche unique 1, 2,3,4 (i'ig. 5) par une succession verticale de palplancnes élémentaires suivant figure 6, les séparations horizontales, a,b... des files voisines étant de préférence décalées d'une file a l'autre.
Les différentes palplanches élémentaires 1 sont, alors laminées à des épaisseurs différentes, leurs joints étant susceptibles de s'enclencher entre eux avec une résistance au dégrarage suffisante, de manière que le taux de fatigue se trouve à peu près constant dans les différentes palplanches d'une file, en économisant le métal dans .Les éléments qui se trouvent à des hauteurs où ils sont moins sollic@tes. On obtient ainsi, conformément, a (.'invention, un ensemble de palplanches complexes constituées par plusieurs bandes horizontales, de préférence imbriquées, d'épaisseur proportionnée aux efforts maxima à sucir par la bande considérée. La figure 7 en montre une variante à trois bandes.
Dans tous les cas, Jes palplanches élémentaires peuvent être solidarisées par éclissage, soudure, etc....
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IMPROVEMENTS TO METAL PILES WORKING WITH BENDING OR TENSION -
The metal sheet piles which are used for the constitution of quay walls, dikes, cofferdams, retaining walls, etc ..., have so far received a constant profile and resistance characteristics over the entire height of any vertical of the part considered, and these characteristics are chosen so as to withstand with a sufficient safety coefficient the forces to be supported at the most disadvantaged point. This implies, at the less disadvantaged poi.nts, an excess of resistance and, consequently, of thickness, which results in an unused expenditure of metal.
To avoid this loss, the invention provides for reducing the resistance at all points of a vertical to the minimum corresponding to a more or less constant safety,
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this resistance being, necessarily, at the most disadvantaged point, the same as that which was previously provided for all points of the vertical.
The sheet piles used are of two kinds, those which work in bending and form curtains formed by flat walls, whether anchored or not, and those which follow a cylindrical path called gabion or cellular and work in tension. The application of the invention differs according to the method of working of the sheet piles.
The main characteristic of sheet piles working in bending being the modulus of resistance per unit length which varies for a given type of sheet pile in the same direction as the weight per unit area, according to the invention, at each point is taken to reduce this weight, the weakest module compatible with the safety of the structure. The calculation makes it possible to determine at each point the modulus of resistance necessary so that the rate of metal fatigue does not exceed a given figure.
While the sheet piles used to date exhibit a variable rate of fatigue along the height of the sheet pile due to the overabundance of metal at points where the bending moment is not at its maximum, the invention provides the use of sheet piles whose modulus and consequently the weight vary according to the height to conform to the force to be undergone at the point considered.
This is achieved by starting with a sheet pile having a minimum thickness satisfying the conditions of ease of driving and corrosion resistance, and by increasing its modulus in the regions subjected to a bending greater than that corresponding to the resistance. of this minimum thickness sheet pile; this local increase in modulus is effected by fixing by welding, riveting, bolting, etc ... of a suitable rolled profile
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cnoisi (or several juxtaposed or partly superimposed profiles) so as to increase the resistance modulus at the points concerned and to obtain approximately the constancy of the maximum fatigue rate over the entire height of a given vertical.
The local increase in modulus according to the invention can also be used to locally increase the rigidity of any type of sheet pile to facilitate handling and bashing.
Figures 1 and 2 show, in elevation and section, such an assembly of a U-shaped sheet pile, 1, and a double T, 2, extending only over the part of the height of the sheet pile which is the most in demand. Figure 3 shows, in section, an assembly of a U-shaped sheet pile and a U-shaped roll and Figure 4 shows in section the reinforcement of a pair of Z-shaped sheet piles, 1 by another pair of Z-shaped sheet piles , 2 of which we cut in b the joints whose metal would have been misused because of its proximity to the neutral fiber. Of course, the profiles of the primitive sheet pile (s) and additional profiles as well as the mode of association of the various elements can vary ad infinitum depending on the conditions of use and the construction facilities.
As can be seen in the figures, the elements are assembled in such a way that the weld line is on the neutral fiber of the whole assembly, or very close to it, which makes it possible to anneal as much as desired the rate of fatigue of the weld, which can be more or less thick, the latter only resisting the forces tending to slide the elements present in relation to each other. If, on the contrary, the weld bead was far from the neutral fiber, it
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would have to resist, not only the sliding forces, but also at least the rate of fatigue resulting from its distance from the neutral fiber, and practically independent of its section.
As for the palplanenes working in tension, advantage is taken of the fact that the discontinuities in the horizontal plane in no way affect the stability of the wall, especially if they occur at heights varying systematically from one sheet pile to another. As a result, @@ is possible, in accordance with the invention, to replace each single sheet pile 1, 2,3,4 (i'ig. 5) by a vertical succession of elementary sheet piles according to FIG. 6, the horizontal separations, a, b ... neighboring queues are preferably shifted from one queue to another.
The different elementary sheet piles 1 are then rolled to different thicknesses, their joints being capable of engaging with each other with sufficient resistance to scuffing, so that the fatigue rate is found to be more or less constant in the various sheet piles. a row, saving the metal in the elements which are at heights where they are less stressed. In accordance with the invention, a set of complex sheet piles is thus obtained, consisting of several horizontal strips, preferably overlapping, of thickness proportional to the maximum forces to be sucked by the strip in question. FIG. 7 shows a variant with three bands.
In all cases, the elementary sheet piles can be joined together by splicing, welding, etc.