Dispositif pour le raccordement de conduites hydrauliques. La présente invention a pour objet un dis positif pour le raccordement de conduites hy drauliques, principalement mais non exclusi vement des conduites métalliques soumises à des hautes pressions et désignées ordinaire ment sous le nom de "conduites forcées".
Cette invention se rapporte principale ment aux conduites forcées de grand diamè tre construites en éléments de tôles d'acier soudées et notamment soudées bout à bout, de façon à. réaliser une surface interne n'offrant que peu de résistance à l'écoulement de l'eau.
Dans la construction des conduites forcées de grands diamètres, on a déjà proposé de réaliser des branchements en tôles d'acier sou dées bout à bout. Des expériences nombreuses ont démontré qu'il était extrêmement diffi cile d'obtenir un branchement qui soit à la fois assez résistant et assez flexible en tous ses points pour que la fatigue du métal de meure inférieure à une valeur acceptable et pour que ledit branchement présente des qua- lités assez régulières pour que l'on puisse dé terminer avec précision les efforts auxquels la soudure sera soumise après exécution. Ces expériences ont également montré que le prix de la construction était excessivement élevé, parce que l'exécution des soudures ne per mettait pas une mise en place progressive des divers éléments successifs.
La présente invention a pour but de re médier. à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un branchement dans lequel les efforts dus à la pression ne créent pas des tensions notablement supérieures à celles qui existeraient en cet endroit de la conduite s'il n'y avait pas branchement.
Le dispositif suivant l'invention est carac térisé en ce qu'il présente une surface gauche à courbures multiples reliant une section plane de la. conduite dérivée à un orifice de la conduite principale limité par deux por tions de génératrices et deux arcs de section droite de ladite conduite principale, cette sur- face étant conformée en vue d'assurer une ré partition régulière des efforts dus à la pres sion et d'opposer une résistance très réduite à la circulation du liquide.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du disposi tif suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan, montrant le dispositif en place; La fig. 2 est une vue en élévation coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; La fig. 3 représente un élément de section suivant la ligne 3-3 de la fig. 1; La fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 1; La fig. 5 est une vue de détail, d'un support de la conduite; La fig. 6 est une vue schématique d'une variante du dispositif, dans laquelle la section plane de la conduite dérivée n'est pas paral lèle à l'axe de la conduite principale;
La fig. 7 est une vue schématique du dis positif suivant les fig. 1 à 5 et 8 dans laquelle la section plane de la conduite dérivée est parallèle à l'axe de la conduite principale; La fig. 8 est une coupe représentant des moyens de renforcement.
Sur fig. 1, une conduite principale 10 est reliée à une conduite dérivée 12 de plus petit diamètre; dans cet exemple les deux conduites sont disposées dans des tunnels sou- terrains 14, 15.
On signalera, à titre indicatif, mais non limitatif, que ces conduites sont prévues pour une pression d'au moins 150 m d'eau. Dans ce cas, l'invention s'applique de façon particu lièrement avantageuse aux installations dans lesquelles le tunnel 14 ou la conduite princi pale 10 est d'au moins 12 m de diamètre et le tunnel 15 de la petite conduite d'au moins 6 m de diamètre.
La conduite principale est de préférence construite en éléments de tôles d'acier reliées et réunies circonférentiellement et longitudi nalement par soudure. A la jonction des sec tions adjacentes sur le filet de soudure 16 est prévue, soudée à ce filet 16, une bride cirçon- férentielle 18. disposée à une certaine distance des parois du tunnel 14 et reliée à celui-ci, qui la supporte, par un anneau de béton 20. La fig. 1 représente un tel anneau de part et d'autre du dispositif.
A la jonction du branchement proprement dit (partie 22 de la conduite principale) avec les sections adjacentes sont prévus des couvre-joints 24. Des bandes de renfort secon daires 66 sont disposées à une certaine dis tance des couvre-joints 24 et extérieurement à ceux-ci. Le dispositif comporte un anneau 28 qui constitue l'orifice latéral relié à la con duite dérivée 12 et disposé suivant une sec tion plane de ladite conduite 12.
Le dispositif pour le raccordement de la conduite principale 10 avec la conduite déri vée 12 est constitué par la surface gauche re présentée à la fig. 7.
Dans le cas représenté schématiquement à la fig. 6, la surface gauche raccorde une sec tion plane 30 de la conduite dérivée à un orifice prévu sur la conduite principale, et limité par deux éléments A-F de la génératrice 42 et deux arcs de sections droites 32, 38 de la con duite principale -A-E, F-G. Les lignes d'intersection du plan 30 avec les plans des sections droites 32, 38, ces plans se coupant suivant deux droites perpendiculaires au plan de la fig. 6, sont représentées sur celle-ci par les points 34 et 36.
Une série de plans rayonnants 40 passant par le point 34, par exemple, sont compris entre les sections - A-E et C-D. La surface gauche est disposée suivant des arcs de cour bure croissante depuis le plan A-E jusqu'au plan diagonal B-34 et du plan B-34 jus qu'au plan C-D. Il en est de même avec des plans rayonnants passant par 36 et de rayon allant en décroissant, du plan F-G vers le plan C-H.
On obtient ainsi deux portions de surface gauche dont les contours sont limités par A-B-C D-E et B-F-G-H-C;
ces deux portions sont raccordées suivant deux arêtes, l'une supérieure, l'autre inférieure, re présentées en B-C. Dans le cas de la fig. 7, où la conduite dérivée est de section normale circulaire et est légèrement oblique par rap- uort à la conduite principale, en sorte que la section 28 est elliptique, les arcs susdits ne sont pas des arcs de cercle, au voisinage du plan 30. Dans le cas de deux conduites de section normale circulaire et perpendiculaires entre elles, ces arcs seraient tous des arcs de cercle.
La surface ainsi définie est à courbure va riant de façon continue. Elle ne comporte au cune partie plane et aucune partie droite si @.@ n'est à ses extrémités A-B, B-F. Elle assure une régularité très grande évitant toute résistance à l'écoulement de l'eau.
La surface gauche précédemment décrite se présente de façon symétrique lorsque la section plane de la conduite dérivée est pa rallèle à l'axe de la conduite principale (fig. 1 et 7).
Ladite surface gauche est raccordée avec la conduite principale suivant un élément de génératrice 42. Le long de cet élément de gé nératrice peut être disposé un support ou rai disseur 44 (fig. 8). Ce support est de préfé rence soudé à la partie 22 de la conduite prin cipale 12 et ses extrémités sont de hauteur décroissante, comme indiqué en 46. Cette réa lisation du support 44 a pour objet de s'op poser aux variations discontinues de la résis tance de la conduite principale à la déforma tion élastique radiale au voisinage des extré- mités du raidisseur 44 et des couvre-joints 24.
Les deux séries d'arcs de cercle disposés dans les plans rayonnants à partir des lignes 34 et 36 et définissant la surface gauche du dispositif présentent des intersections dispo sées suivant les arêtes B-C (fig. 6). Le long de ces arêtes sont disposés des renforts exté rieurs 48. Les renforts 44 et les renforts 48 agissent en liaison avec des pièces 50 cour bes pour recevoir toutes les forces non équili brées.
Les fig. 3, 4 et 5 montrent clairement la disposition de ces membrures 50. Elles sont de forme incurvée et sont de préférence re liées rigidement à leurs extrémités aux ren forts ou raidisseurs 44. Sur la fig. 1, ces membrures 50 sont figurées divergentes et disposées dans les angles des deux conduites. Les points auxquels ces membrures sont figées aux raidisseurs 44 sont déterminés de façon à réduire au minimum la tendance de ceux-ci à la flexion. En outre, ces membrures sont écartées des parois à la conduite.
Les membrures 50 sont montrées dans les fig. 3, 4 et 5 disposées sur des supports 52 et 54 placés de part et d'autre du tunnel 15. De préférence, chaque support comporte une série de ressorts à boudin 56 montés dans les tubes télescopiques 58 et 60. Ces ressorts sont avantageusement immergés dans de l'huile. Reposant sur les ressorts, sont prévus des pieds métalliques 62 de préférence figés de façon rigide et soudés aux membrures 50.
Cette manière de supporter les membrures 50, en forme de<B>C,</B> évite de faire supporter leur poids mort par la conduite principale.
Le dispositif décrit est constitué par un certain nombre de pièces de tôle convenable ment conformées, assemblées par soudure sui vant les lignes des fig. 6 et 7. Ce dispositif peut être fait de façon symétrique comme in diqué en fig. 7: une telle disposition élimine les fatigues du métal, en raison de sa grande flexibilité, et facilite la construction en éli minant les soudures obliques, ce qui la rend plus économique.
Revenant maintenant à la fig. 1, les an neaux 20 en béton sont exécutés en place lors que la conduite est terminée à l'intérieur du tunnel; ils servent à maintenir la conduite métallique en position.
Bien que la conduite 10 ait un grand nombre de sections réunies par soudure, un certain nombre de celles-ci ne sont pas néces sairement réunies de cette façon. Des couvre- joints circulaires peuvent être soudés à l'une des extrémités des sections avant d'être intro duits dans le tunnel. La jonction se fait en engageant le couvre-joint à l'extérieur de la portion déjà placée dans le tunnel; on peut alors relier de façon définitive les sections entre elles au moyen de rivets placés, par exemple, en 64.
Des couvre-joints peuvent être prévus le long de la section plane de la conduite déri vée et le long des sections droites de la con duite principale, comme en 24.
En plus des couvre-joints 24 sont prévus des renforts 66 ayant de préférence une sec tion moindre que le couvre-joint; ces renforts peuvent être de section carrée, ainsi qu'il est indiqué. Ils sont mis dans la position indi quée fig. 8 et s'opposent aux variations brus ques de la résistance à l'expansion de la con duite au voisinage des extrémités des couvre- joints.
Les membrures incurvées 50 sont avanta geusement en acier forgé et présentent deux arcs 68, 70, mais ce n'est là qu'un mode d'exé cution avantageux et toute autre réalisation pourrait être envisagée.
On remarquera que, grâce au dispositif décrit, la conduite dérivée se trouve raccor dée à la conduite principale de façon que les efforts dus à la pression interne sont concen trés sur des génératrices ou des sections droi tes de la conduite principale et sur une sec tion plane de la conduite dérivée. En ou tre, le dispositif décrit produira un minimum de résistance à l'écoulement de l'eau et réali sera aussi un poids minimum.
Ce dernier point présente un avantage considérable dans la construction des conduites forcées de grand diamètre et, en particulier, dans les branche ments de celles-ci où le rapport du diamètre interne à l'épaisseur est élevé.
Enfin, on notera également que le disposi tif de raccordement décrit permet de réaliser des branchements capables de résister aux efforts non équilibrés provenant de la discon tinuité des efforts de pression supportés par une conduite principale dans sa zone de jonction avec une conduite dérivée. Il assure en outre dans la zone de raccordement une élasticité suffisamment régulière pour qu'au cune des parties ne soit soumise à une con- trainte excessive sous l'action des efforts dus à la pression du liquide.