Plate-forme de pontwbascule
La présente invention a pour objet une plateforme de pont-bascule comprenant un châssis, une dalle portée par le châssis et le surplombant partiellement, des profilés à section en U entourant la partie périphérique de la dalle, les âmes des profilés formant les bords extérieurs de la plate-forme, tandis que les ailes des profilés forment la zone marginale de la plate-forme, la dalle et les profilés étant fixés sur le châssis.
La pesée des camions, vides ou chargés, est une opération très importante dans l'industrie et le commerce quotidien. Les bascules (terme qui sera utilisé ci-après au lieu de ponts-bascules) utilisées dans ce but ont évolué depuis les modèles utilisés il y a plusieurs années. Les bascules modernes pour camions sont capables dé peser des ensembles chargés, comprenant un camion et une remorque, jusqu'à un poids total de 60 tonnes, et comportent des plates-formes de pesée dont les dimensions atteignent 18 m sur 3 m.
Tandis que les possibilités des bascules augmentaient, depuis les bascules de voitures à plate-forme en bois d'autrefois, jusqu'aux bascules de camions d'aujourd'hui à plate-forme en béton, les constructeurs ajoutaient aux plates-formes un nombre de plus en plus grand d'organes en acier pour les renforcer et leur permettre de résister à des charges plus grandes. Cette utilisation de plus en plus grande de l'acier et la montée constante du prix de celui-ci font que les platesformes modernes des bascules pour camions sont extrêmement coûteuses.
Le but principal de l'invention est de réaliser une plate-forme de pesée perfectionnée, robuste, possédant de très grandes dimensions et comprenant dans sa structure une quantité relativement réduite d'acier.
La plate-forme selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs éléments, en porte à faux, espacés les uns des autres et fixés sur les profilés et sur le châssis, ces éléments étant noyés dans la partie surplombante de la dalle.
On a représenté sur le dessin annexé des formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Sur le dessin
La fig. 1 est une vue en perspective d'une partie d'une première forme d'exécution, à quatre sections
la fig. 2 représente en perspective une autre partie de la forme d'exécution, représentée sur la fig. 1, l'extrémité de gauche de la fig. 2 montrant des fragments des éléments qui sont représentés à l'extrémité de droite de la fig. 1 ;
la fig. 3 représente en perspective la portion de plate-forme représentée sur les fig. 1 et 2, la plus grande partie de la dalle composite en acier et béton étant arrachée pour montrer les détails intérieurs
la fig. 4 est une coupe verticale suivant la ligne
IV-IV de la fig. 3
la fig. 5 est une vue partielle en plan de l'un des raccords d'articulation entre les poutres longitudinales en double T et les poutres transversales de renforcement en double T de la fig. 3, la poutre transversale en double T étant arrachée à l'endroit du raccord pour montrer les détails;
la fig. 6 représente en perspective une forme d'exécution à deux sections;
la fig. 7 est une vue agrandie en perspective de la plate-forme représentée sur la fig. 6, la plus grande partie de la dalle composite en acier et béton étant arrachée pour montrer des détails intérieurs;
la fig. 8 représente schématiquement l'action d'une plate-forme non articulée et soumise à une charge;
la fig. 9 montre schématiquement l'action d'une plate-forme articulée à portée simple, quand une charge lui est appliquée;
la fig. 10 montre schématiquement l'action d'une plate-forme articulée, comportant une portée médiane avec porte-à-faux et soumise à une charge.
Si l'on se réfère aux fig. 1 et 2, on y voit la fosse 1 d'une bascule à quatre sections pour camions, ainsi qu'un carter 2 destiné à recevoir le mécanisme de compensation de la tare et d'équilibrage de la charge : la fosse 1 et le carter 2 peuvent être réalisés suivant une construction préférée quelconque ; on les a représentés ici uniquement pour montrer la relation de position entre eux, d'une part, et la plate-forme 3, d'autre part. I1 faut bien comprendre que la fig. 1 représente l'extrémité de gauche de la bascule, tandis que la fig. 2 représente une partie médiane de la même bascule.
Les signes 1 et 2 ne représentent ensemble qu'une moitié environ de la bascule, car celle-ci possède de très grandes dimensions ; la portion de bascule s'étendant vers la droite du carter 2 (en regardant la fig. 2) est analogue à la portion de bascule s'étendant vers la gauche du carter (portion représentée sur les fig. 1 et 2). Cette bascule peut avoir une capacité de pesée égale à 60 tonnes et sa plate-forme de pesée peut mesurer 18 m sur 3 m ; cette bascule est construite pour peser des véhicules routiers très grands et très lourds.
Le mécanisme 4 à leviers peut aussi être réalisé sous la forme d'une construction préférée quelconque; dans l'exemple représenté, ce mécanisme comprend treize leviers, dont huit leviers principaux 5 (quatre d'entre eux sont représentés sur le dessin), deux leviers d'extrémité 6 (dont l'un est représenté), deux leviers longitudinaux 7 et un levier transversal 8. Chaque paire des leviers principaux 5 est comprise dans une section; la bascule représentée est donc une bascule à quatre sections.
La plateforme de pesée 3 et la charge sont supportées en huit points ; elles sont portées en effet par les pivots habituels de charge des leviers principaux 5, sur lesquels reposent les organes de suspension 9 portant la plate-forme. Une charge appliquée aux deux paires de leviers principaux 5, aux extrémités de la bascule, produit une traction dirigée vers le bas sur les leviers extrêmes 6. Cette traction est transmise aux leviers longitudinaux 7 et applique ainsi une traction dirigée vers le haut aux raccords d'articulation
10, entre les deux leviers longitudinaux 7 et le levier transversal 8. Une charge appliquée aux autres leviers principaux 5 agit aussi sur les leviers longitudinaux pour produire une traction vers le haut sur les raccords 10.
L'extrémité du levier transversal 8, près du carter 2, pivote vers le bas, sous l'influence de la traction appliquée vers le haut aux raccords d'articulation 10, et applique à son tour une traction vers le bas à une tige de balance romaine (non représentée) s'étendant vers le haut à l'intérieur du carter. Les treize leviers sont articulés sur des supports 11, qui reposent sur des socles composites 12 en acier et en béton construits sur le plancher de la fosse 1.
On va se référer maintenant à la fig. 3. La plateforme de pesée 3 comprend un châssis 13 constitué par des poutres articulées à section en double T ; ce châssis comprend trois paires de poutres longitudinales 14, à section en double T, et plusieurs organes de renforcement 15, qui maintiennent les poutres 14 écartées les unes des autres. On n'a représenté sur la fig. 3 qu'une moitié seulement de la plate-forme 3, en raison de ses grandes dimensions; l'autre moitié de la plate-forme est analogue à la moitié représentée.
Les organes de renforcement 15 comprennent une poutre transversale 16 à section en double T, à chaque extrémité du châssis 13 ; cette poutre 16 est fixée sur des goussets 17, dont l'un est représenté sur le dessin et qui sont fixés sur les poutres 14 ; les organes de renforcement 15 comprennent aussi deux poutres transversales 18, à section en double T, dont l'une se trouve, par rapport à une extrémité de la plate-forme 3, à une distance égale à peu près à un tiers de la longueur de la plate-forme, et dont l'autre se trouve à la même distance de l'autre extrémité de la plateforme. Les poutres transversales 18, à section en double T, relient d'une manière flexible la paire centrale des poutres 14 avec les paires extrêmes de ces poutres.
Les organes de renforcement comprennent aussi un profilé 19, à section en U, qui relie ensemble les deux poutres de la paire centrale des poutres 14, se trouvant au milieu de la plate-forme 3, deux profilés 20, à section en U, dont chacun se trouve à peu près au milieu entre les poutres transversales 16 et 18, et enfin quatre profilés courts 21, à section en U, dont chacun s'étend suivant un certain angle à partir d'un point voisin de l'extrémité de l'une des poutres transversales 18 jusqu'en un point voisin de l'extrémité de l'une des poutres longitudinales et centrales 14.
Les raccords flexibles 22, entre les poutres 14 du centre et celles des extrémités, sont indispensables pour que la charge ne soulève pas les organes de suspension 9, à partir des pivots du mécanisme 4, car le retour des organes 9 sur les pivots endommagerait ceux-ci. L'un des raccords 22 est représenté en détail sur la fig. 5 ; les ailes de la poutre 18, à section en double T, sont arrachées sur cette figure, à l'endroit du raccord, pour mieux montrer les détails de celui-ci.
Le raccord 22 comprend quatre cornières 23 à angle droit, dont chacune est fixée sur l'âme 24 de la poutre 18 et sur l'âme 25 de l'une des poutres 14 ; on dégage les âmes 25 des poutres 14, à l'endroit des raccords 22, en coupant les ailes de ces poutres, comme on le voit sur la fig. 5. La charge, reposant sur la plateforme 3 de la bascule à quatre sections, fait donc fléchir plusieurs des joints 22, sans provoquer une séparation entre les pivots du mécanisme 4 et les organes de suspension 9.
Les plates-formes articulées de pesée ne sont pas nouvelles d'une manière générale; cependant, l'emplacement des raccords d'articulation 22, par rapport aux organes de suspension 9, adjacents aux leviers 7 (fig. 2), peut être considéré comme nouveau. Jusqu'à présent, les raccords des plates-formes articulées de pesée se trouvaient directement au-dessus des organes de suspension 9, en formant ainsi une portée dite simple entre appuis.
Si l'on se réfère aux fig. 1 et 2, on voit que la paire centrale des poutres longitudinales 14 est boulonnée directement sur les organes de suspension 9, adjacents aux leviers 7, et que les paires extrêmes de ces poutres 14 sont reliées aux paires extrêmes des organes de suspension 9 au moyen de blocs courts 26 ; ces blocs sont nécessaires, puisque les paires extrêmes des organes de suspension 9 se trouvent à un niveau plus bas que les organes de suspension disposés au centre. Les raccords 22 du châssis articulé 13 sont décalés par rapport aux organes de suspension 9, comme on le voit sur la fig. 2, et forment une portée médiane avec porte-à-faux.
On a constaté que cette conception de la plateforme de pesée 3, comportant une portée médiane avec porte-à-faux, permet d'utiliser des organes structuraux d'acier plus légers que ceux utilisés dans les plates-formes à portée simple et à dimensions comparables de l'ancienne technique, et en même temps de porter des charges plus grandes que ces dernières.
L'une des raisons de cette particularité est, probablement, que la charge appliquée au centre d'une plateforme articulée à portée simple fait fléchir la section médiane de la plate-forme, sans affecter les sections extrêmes (fig. 9). La charge est donc supportée tout entière par la section médiane. Au contraire, une charge égale et placée au même endroit sur une plateforme articulée, ayant une portée médiane avec porteà-faux et les dimensions comparables (fig. 10), fait fléchir la section médiane de la plate-forme, mais relève aussi vers le haut les sections extrêmes de la plate-forme à l'endroit des raccords d'articulation.
Une partie de la charge est donc supportée dans ce cas par les sections extrêmes et une autre partie par la section médiane.
La répartition de la charge, dans le cas de la construction avec porte-à-faux, permet d'utiliser des organes structuraux d'acier plus légers que ceux utilisables avec la construction à portée simple. Ainsi, sa construction à portée médiane avec porte-à-faux est précisément l'une des raisons pour lesquelles la plateforme de pesée 3 est robuste, bien que ne comportant que relativement peu d'acier dans sa structure. Les anciennes plates-formes de pesée de dimensions comparables sont construites avec des poutres longitudinales très lourdes à section en double T; elles comprennent de nombreuses poutres de renforcement très lourdes, en double T, au lieu des trois profilés légers de renforcement 19 et 20 à section en U.
Il y a encore une autre raison expliquant que la plate-forme 3 soit robuste, bien que ne comportant que peu d'acier dans sa structure; cette raison réside dans le fait que le pont ou dalle 27, porté par le châssis 13, est construit en acier et en béton qu'il est supporté d'une manière particulière. Pour économiser l'acier, les dalles composites en acier et en béton ne comprenaient jusqu'à présent qu'un nombre relativement faible de tiges de renforcement en acier; il en résultait que ces dalles ne pouvaient pas supporter par elles-mêmes les charges correspondant à la capacité de pesée de la bascule. La dalle composite 27 en acier et béton comprend des tiges de renforcement 28 en acier et peut supporter par elle-même toute charge comprise dans les limites d'utilisation de la bascule.
On a trouvé que le poids de l'acier supplémentaire, utilisé pour fabriquer une telle dalle, capable de supporter une telle charge, peut être compensé largement en diminuant la quantité d'acier dans le cadre supportant la dalle, puisqu'il n'est pas nécessaire que celle-ci soit supportée aussi solidement qu'une dalle incapable de supporter par elle-même toute charge comprise dans les limites d'utilisation de la bascule.
Le cadre supportant la dalle 27 comprend plusieurs éléments en porte à faux espacés 29, qui sont fixés sur la face supérieure des poutres longitudinales 14, plusieurs profilés longitudinaux 30, à section en
U, qui sont fixés sur les extrémités extérieures des tirants, et deux profilés transversaux 31, à section en
U, qui sont portés par les poutres longitudinales 14, à chaque extrémité de la plate-forme. Les profilés 30 sont espacés bout à bout comme on le voit rn 32 (fig. 3), de manière à pouvoir se courber et permettre aux raccords d'articulation 22 du châssis articulé 13 de subir une flexion.
Les âmes des profilés 30 et 31 forment les bords extérieurs de la plate-forme 3, tandis que leurs ailes 33 forment la zone marginale de la plate-forme. Plusieurs tiges 34, représentées en détail sur la fig. 4, sont fixées, par exemple par soudure, sur les surfaces des profilés 30 et 31, du côté intérieur. Quand on forme la dalle composite 27 en acier et béton dans son cadre, sur le chantier, près de l'emplacement de la bascule, on pose d'abord des feuilles de métal ou de bois entre les poutres 14, pour contribuer à supporter le béton humide, puis on pose les tiges de renforcement 28 en acier suivant un dessin en croix, et l'on verse alors le béton pour former la dalle composite 27, dont la partie périphérique est entourée par les profilés 30 et 31.
Le béton humide s'écoule autour des nombreuses tiges 34, qui augmentent considérablement la résistance de la plate-forme, en reliant ensemble les profilés 30, 31 et la dalle composite 27.
Les éléments en porte à faux 29 sont aussi enrobés dans la portion périphérique de la dalle 27 et contribuent donc à renforcer encore davantage la structure.
On place des joints en mastic 35 (fig. 2) dans la dalle 27, au-dessus des poutres transversales 18, de manière que ces joints, en se déformant, permettent aux raccords 22 du châssis articulé 13 de fléchir; ces joints sont analogues à ceux utilisés dans les routes en béton. Les surfaces supérieures. des poutres 14, 16, 18 et des profilés 19 et 20 se trouvent toutes au même niveau et contribuent à supporter la dalle 27, quand on retire les coffrages temporaires en métal ou en bois, après le séchage du béton.
Puisqu'on n'utilise dans la plate-forme de pesée 3 qu'une quantité relativement faible d'acier, par comparaison avec la quantité utilisée dans les anciennes plates-formes, une bascule construite comme il vient d'être décrit est d'un prix de revient très faible. Les anciennes bascules de dimensions comparables comportent des supports très grands en acier sous les bords des dalles composites en acier et béton, car ces dalles ne peuvent pas. supporter par elles-mêmes une charge correspondant à la capacité de pesée de la bascule. Au contraire, la plate-forme de pesée 3 comprend les éléments légers 29, qui sont noyés dans le béton de la dalle 27, et aucun autre support n'est nécessaire pour cette partie de la dalle 27 surplombant le châssis articulé 13.
D'autre part, les tiges 34, noyées dans le béton, relient ensemble les profilés 30, 31 et la dalle de béton 27 mieux qu'on ne pouvait le faire jusqu'à présent, et cela sans utiliser une grande quantité d'acier. Les anciennes plates-formes de pesée utilisaient de nombreuses tiges lourdes et de nombreux tendeurs ; ces tiges s'étendaient transversalement par rapport à la plate-forme, qui pouvait avoir une largeur de 3 m, pour contribuer à la rigidité de la structure.
On a représenté sur la fig. 6 un second mode de réalisation de l'invention, qui consiste en une bascule à deux sections. Cette bascule est plus petite que la bascule à quatre sections décrite plus haut; puisqu'elle ne comporte que deux sections, elle n'a pas besoin d'une plate-forme articulée. Si l'on considère la fig. 6, on y voit une fosse 36, ainsi qu'un carter 37 ou tout autre dispositif de support pour le mécanisme de compensation de la tare et d'équilibrage de la charge; cette fosse 36 et ce carter 37 peuvent être réalisés par une construction préférée quelconque; on ne les a représentés ici que pour montrer simplement la relation de position entre eux et la plateforme de pesée 38.
Le mécanisme 39 à leviers peut aussi être construit sous une forme préférée quelconque; dans le mode de réalisation représenté, ce mécanisme consiste en un système à sept leviers, qui comprend deux paires de leviers principaux 40, dont une paire est disposée à chaque extrémité de la fosse 36 et qui s'étendent l'une vers l'autre à partir de leurs supports d'articulation 41 (une seule paire de leviers principaux 40 a été représentée sur le dessin). Un levier d'extrémité 42, articulé sur un support 43, est monté entre les extrémités adjacentes des leviers principaux 40 de chaque paire et s'étend vers le centre de la fosse 36; on a représenté un seul levier 42.
Un levier transversal est disposé entre les extrémités adjacentes des leviers extrêmes 42; ce levier n'est pas représenté sur le dessin, mais il est analogue au levier transversal 8 représenté sur la fig. 2. Ce levier
transversal s'étend perpendiculairement aux leviers
42, à partir de son support d'articulation, disposé
près du centre de la fosse 36, jusqu'en un point situé
en dessous du carter 37 ; il est relié au mécanisme de
compensation de la tare et d'équilibrage de la charge.
Tous les supports d'articulation reposent sur des
socles composites 44 en acier et en béton, qui sont
construits sur le fond de la fosse 36.
La plate-forme 38 et la charge sont supportées en quatre points, c'est-à-dire par les pivots habituels des
leviers principaux 40, sur lesquels reposent des orga
nes de suspension 45 portant la plate-forme. La
charge exerce par l'intermédiaire des leviers princi
paux 40 une traction vers le bas sur chacun des deux
leviers d'extrémité 42. Ces leviers exercent à leur tour
une traction vers le bas sur le levier transversal, qui
est articulé sur une tige de balance romaine (non
représentée), de sorte qu'une traction est appliquée
vers le bas à cette tige.
Si l'on se réfère maintenant à la fig. 7, on voit
que la plate-forme 38 comprend un châssis 46 consti
tué par deux poutres longitudinales 47, à section en
double T, et par plusieurs organes de renforcement
48, qui maintiennent espacées les poutres 47. Ces
organes de renforcement 48 comprennent cinq pro
filés transversaux 49, à section en U, qui sont équi
distants le long du châssis et qui relient ensemble les
poutres 47.
La plate-forme 38 est construite d'une manière
robuste, et ne comprend cependant que relativement
peu d'acier dans sa structure, grâce à la construction
d'une dalle composite 50 en acier béton, portée par
le châssis 46, et aussi du fait que cette dalle est sup
portée d'une manière particulière. La dalle composite
50 comprend des tiges de renforcement 51 en acier
et peut supporter par elle-même toute charge com
prise dans les limites de la capacité de la bascule. On
a constaté que le poids supplémentaire d'acier, uti
lisé pour construire une dalle capable de supporter par elle-même une telle charge, est plus que compensé en utilisant, pour supporter cette dalle, un cadre relativement léger semblable à celui décrit en référence
à la première forme d'exécution.
Le cadre supportant la dalle 50 comprend plu
sieurs éléments en porte à faux espacés 52, qui sont fixés sur la face supérieure des poutres longitudinales
47, plusieurs profilés longitudinaux 53, en section en
U, qui sont fixés sur les extrémités extérieures des éléments 52, et deux profilés transversaux 54, à section
en U, qui sont portés par les poutres longitudinales 47 à chaque extrémité de la plate-forme de pesée.
Les âmes des profilés 53, 54 forment les bords
extérieurs de la plate-forme 38 et les ailes 55 de ces profilés forment la zone marginale de la plate-forme.
Plusieurs tiges 56, qui sont analogues aux tiges 34, dont l'une est représentée en détail sur la fig. 4, sont fixées, par exemple par soudure, sur les surfaces des profilés 53, 54, du côté intérieur. Quand on veut for
mer la dalle composite 50 en acier et béton dans le cadre en profilés, sur le chantier même, près de l'em placement de la bascule, on pose d'abord des feuilles de métal ou de bois entre les poutres 47, pour contribuer à supporter le béton humide, puis on dispose les tiges de renforcement 51 en acier suivant un dessin en croix, et enfin on verse le béton pour former la dalle composite 50, dont la partie périphérique est entourée par les profilés 53 et 54. Le béton humide s'écoule autour des tiges 56, qui augmentent ainsi considérablement la résistance de la plate-forme, en reliant ensemble les profilés 53, 54 et la dalle 50.
Les éléments en porte à faux 52 se trouvent aussi enrobés dans la portion périphérique de la dalle 50; ils renforcent encore davantage la structure en augmentant sa rigidité. Les surfaces supérieures des poutres 47 et des profilés 49 se trouvent toutes au même niveau et contribuent à supporter la dalle 50, quand on retire les coffrages temporaires de métal ou de bois après le séchage du béton.
Puisqu'on n'utilise qu'une quantité d'acier relati vement t faible dans la plate-forme 38, par rapport à la quantité d'acier utilisée dans les anciennes platesformes de pesée, le prix de revient des plates-formes décrites est excessivement réduit. Les plates-formes anciennes de dimensions comparables comportent de très grands supports en acier, en dessous des bords de la dalle composite en acier et béton, car les dalles ne peuvent pas supporter par elles-mêmes une charge correspondant à la capacité de pesée de la bascule.
Au contraire, la plate-forme 38 comprend des éléments légers 52, noyés dans le béton de la dalle 50, et aucun autre support n'est nécessaire pour la partie de la dalle surplombant les poutres 47. D'autre part, les tiges 56 noyées dans le béton relient ensemble les profilés 53, 54 mieux qu'on n'avait pu le faire jusqu'à présent, et cela sans utiliser une grande quantité d'acier.
On a représenté schématiquement en fig. 8 l'action d'une plate-forme de pesée non articulée 57, faisant partie d'une bascule à quatre sections, dans le cas où une charge est appliquée à la bascule. La flexion de la plate-forme provoque la séparation entre les supports de suspension de la plate-forme et leurs pivots de charge 58, aux extrémités de la bascule.
Quand on retire la charge, les supports retombent en place et appuient sur les pivots, qui sont ainsi émoussés, ce qui diminue la précision de la bascule.
De telles plates, formes ont déjà été construites précédemment.
On a représenté schématiquement en fig. 9 l'action d'une plate-forme de pesée 59 articulée, à portée simple et à quatre sections, dans le cas de l'application d'une charge. La flexion de la section médiane de la plate-forme fait fléchir les raccords d'articulation 60 et permet ainsi aux sections extrêmes de la plateforme de rester horizontales. Aucune séparation ne se produit entre les pivots de charge 61 et les supports de suspension ; on peut donc dire que la plate-forme articulée constitue un progrès technique important.
De telles plates-formes ont été construites récemment.
Cependant, la plate-forme articulée à portée simple n'est pas entièrement satisfaisante, dans cette plateforme, la charge totale est portée par la section médiane, comme on le voit à la fig. 9, de telle sorte que chaque section de la plate-forme doit être conçue pour porter par elle-même une charge quelconque comprise dans les limites de la capacité de pesée de la bascule; cette conception entraîne donc un gaspillage coûteux en acier.
L'action de la plate-forme de pesée articulée 3, dont la portée médiane comporte des porte-à-faux tels que ceux des formes d'exécution décrites, est représentée schématiquement sur la fig. 10. La flexion de la section médiane de cette plate-forme fait fléchir les raccords d'articulation 22 et relève vers le haut, à l'endroit des raccords, les sections d'extrémité de la plate-forme. Le contrepoids, constitué par les parties en porte à faux de la section médiane, ainsi que par les sections extrêmes à l'endroit des raccords d'articulation, contribue à supporter la charge. Au lieu de concentrer la charge sur la section médiane, comme dans la plate-forme 59 à portée simple, on répartit ainsi la charge sur toute la plate-forme 3, et l'on peut donc utiliser des organes structuraux en acier plus légers que ceux des plates-formes à portée simple.