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Constructions en forme de systèmes articulés ou réticu- lés éventuellement haubannées et cas particulier des py- lônes.
On sait par les études et les brevets anté- rieurs du Demandeur que l'utilisation de contraintes per- manentes, judicieusement réparties dans les matériaux, dans du béton par exemple ou autres agrégats de ce genre, augmente la résistance des constructions et leur donne une aptitude à subir des efforts que les matériaux, uti- lisés sans contraintes préalables sont incapables de supporter. Jusqu'à présent il a été surtout réalisé des éléments monolithiques ou des éléments assemblés par l'effet des contraintes mais destinés dans l'un et l'autre cas à supporter des efforts pratiquement définis.
La présente invention a pour objet la réali- sation de constructions qui, par leurs dimensions sont appelées à subir des efforts accidentels importants, sou- vent alternés d'ailleurs, dont la grandeur est mal connue, efforts dus par exemple a l'action du vent, C'est le cas en particulier des pylônes ou des fermes à très grandes portées. On sait que l'on donne habituellement à ces cons- tructions la forme de systèmes articulés ou réticulés gé- néralement isostatiques et que l'on choisit les dimensions de chacun des éléments et celles de leurs assemblages, de manière qu'ils puissent résister aux efforts maximum que l'on suppose devoir agir sur la construction.
L'invention concerne en conséquence l'obtention avec des matériaux soumis à des contraintes préalables, d'éléments entrant dans la réalisation de ces systèmes ainsi que l'assemblage de ces différents éléments, de préférence par des articulations ou des semi-artioulations relevant également de la technique des matériaux précontraints. En
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outre elle concerne également la réalisation d'éléments pouvant constituer des parties de ces systèmes, soumis à des efforts complexes par exemple à des efforts simultanés de compression et de flexion. Enfin elle fournit une solu- tion au problème de la liaison avec le sol d'éléments ten- dus, ces éléments pouvant ou non faire partie intégrante des constructions sus-visés.
Parmi celles-ci, les pylônes ou les ouvrages en élévation analogues offrent, par l'importance de leur dimensions d'ensemble ou celles de leurs parties constituti- ves, des difficultés particulières. Le Demandeur s'est atta- ché , résoudre ces difficultés et il s'étendra plus parti- culiérement da,s la description qui we suivre sur l'appli- cation an cas des pylônes.
Il est toutefois bien entendu que les moyens décrits s'appliquent à tout système articulé ou réticulé et plus généralement à toute construction compor- tant ensemble ou séparément les éléments suivants : - des éléments comprimés - des éléments comprimas et fléchis - des éléments tendus - des éléments de jonction - des ancrages au sol ou à une fondation.
Les premiers n'offrent pas e soi de difficul- tés partiouliéres de réalisation mais il sera bon, au moins titra de sécurité complémentaire, de les traiter comme des éléments simultenément comprimés et fléchis.
Les éléments comprimés ainsi que les éléments comprimés et fléchis seront avantageusement réalisés en ma- tériaux précontraints. On leur donnera de préférence la forme do corps creux et, si leur longueur est importante, ils pourront être réalisés par tronçons successifs assemblés.
Ils pourront également comporter, soit des parties métalli- ques en treillis, soit des parties en fonte ou en acier per- mettant d'obtenir localement de grandes résistances ou un faible encombrement. Si la matière précontrainte est du bé- ton on pourra en le confectionmant soigneusement se dispen- ser d'y incorporer des armatures. Une forme avantageuse de réalisation consiste à constituer ces éléments sous la forme d'anneaux circulaires assemblas bout à bout et avantageuse- ment frettés.
Le Demandeur a décrit notamment dans les bre- ve ts français n 764.505 du 10 février 1933 et n 860.164 du 14 juin 1959 ainsi que dans sa demande de brevet fran- quis en date du 29 Juin 1943 pour :"Procédés et dispositifs de mise en tension de frettes particulièrement applicables à la réalisation de réservoirs et autres corps creux en bé- ton et produits ainsi obtenus" das moyens de frottage qui permettant la réalisation de corps creux frettés sans li- mite théorique de diamètre.
Les anneaux circulaires ainsi obtenus dont les joints peuvent d'ailleurs être de forme et d'orientation quelconques seront avantageusement assemblés, soit sur un banc horizontal de montage, si leurs dimensions le permet- tent, soit sur place par superposition par exemple s'il s'agit d'éléments verticaux. Pour la réalisation des joints on pourra coffrer les évidements intérieurs à l'aide d'élé- ments élastiques ou exteiisibles, par exemple des manches gonflés d'sir, La soliderisation des éléments juxtaposés ainsi obtenus résultera de leur mise compression.
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Les éléments tendus pourront évidemment être constitués par des systèmes de chaînes, de câbles torsadés ou à fils parallèles, etc., ces formes de réa- lisation connues présentent toutefois un certain nombre d'inconvénients.
Tout d'abord elles sont difficiles à proté- ger indéfiniment contre la corrosion; de plus elles sont faciles à détruire, soit à la soie, au chalumeau ou au burin soit, dans le cas de pylônes de lignes électriques, par l'amorce d'un arc.
En outre, les chaînes ou les barres utilisent mal le métal et leur rupture, qui a lieu presque toujours en des points singuliers (filetages, changement de forme, point d'attache, etc...) se produit sous de faibles allon- gements c'est-à-dire pratiquement avec un faible travail mécanique Cette considération a une importance particu- lière lorsque les constructions sont exposées à des chocs accidentels importants, par exemple, pour un pylône, le choc dû à une rupture de ligne lors d'un ouragan. Ces chocs déterminent non une forme de grandeur limitée expri- mable en kilogrammes mais un travail destructeur W qui peut être chiffré en kilogrammes-mètres. Les éléments résistent à ce travail par une certaine déformation ¯L et la force moyenne qui intervient vaut alors : W .
¯l
Il convient donc d'attacher autant d'impor- tanoe au nombre de kilogrammes-mètres nécessaires pour rom- pre par choc des organes tendus qu'à la grandeur de la for- ce statique qui en provoque la rupture.
En ce qui concerne les câbles toronnés, la ré- partition des contraintes y est irrégulière et mal connue; elle se modifie très largement au cours du temps sous l'ef- fet des variations de leur effort longitudinal ainsi que des vibrations continuelles, double action destructive à laquelle le vent soumet perpétuellement les pylônes de li- gnes et ouvrages analogues.Les câbles toronnés sont donc très sensibles à la fatigue par efforts répétés et on enre- gistre des ruptures sous des charges inférieures de moitié la somme des efforts de rupture des fils qui les composent
Leurs allongements élastiques sont très impor- tants et souvent gênants par les grandes déformations des ouvrages qu'ils permettent,
mais leurs allongements plasti- ques sont presque nuls parce que ces câbles cassent presque toujours bien avant que ltensemble du câble ait atteint la limite élastique. En sorte que le nombre de kilogrammètres , nécessaire pour provoquer la rupture d'un câble est réduit malgré ses grandes possibilités d'allongement élastique, celui-ci étant toujours petit vis-à-vis des allongements plastiques théoriquement possibles.
Ces différents inconvénients ont amené le De- mandeur à utiliser pour les éléments tendus des organes en béton préoontraint, quoiqu'à première vue il paraisse peu indiqué d'utiliser de pareils organes en raison de la sur- charge du béton et, de plus, de la difficulté du transport d'éléments de grande longueur, par exemple les haubans des pylônes, puisqu'il est impossible de rouler en bottes 'des organes en béton précontraint.
Poids et nécessité des assemblages paraissent de nature à provoquer l'abandon de cette solution. Toutefois
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le Demandeur préconise en vue de la réduction du poids d'utiliser des bétonsde haute qualité et des taux de con- trainte extrêmement élevés. Ces bétons exempts de fissures grâce à la précompression constituant une protection chimi- que parfaite et indéfinie et un excellent isolement électri- que.
Les essais du Demandeur ont prouvé qu'en tendant, au voisinage de leur limite élastique, des fils ou tiges d'a- cier de haute qualité (en pratique : acier tréfilé ou lami- né à froid pour lequel E < 130 et R > 165, moins onéreux que les aciers employés pour les fils de câbles) séparés par des intervalles de l'ordre de leur diamètre et en enro- bant ces fils de mortier de composition optima à tous points de vue et vibré en place sous pression, on pouvait obtenir des éléments précontraints dans lesquels la compression per- manente supportée par le béton peut atteindre 700 kgs, 800 kgs et même 1000 kg/cm2.
La résistance à la rupture, trouvée aux essais, de ces sortes de câbles est remarquable- ment élevée et dépasse toujours un peu la somme des limi- tes de rupture de chacun des fils qui les forment, On pour- ra améliorer la tenue de ces câbles aux chocs accidentels par un léger frettage qu'il y aura intérêt à prévoir en acier inoxydable ou parfaitement protégé contre l'oxydation.
En acceptant pour de tels câbles un poids total quadruple de celui des aciers longitudinaux qu'ils renferment, ce qui correspond à une section de béton égale à 10 fois environ celle des aciers, on peut obtenir une tension permanente des aciers de l'ordre de 80 kg/mm2, soit la moitié de leur limite de rupture, cela avant la mise en place des câbles sous tension,
Quand ces câbles sont mis en place sous ten- sion, on n'observe pas de fissuration tant que la tension ne dépasse pas la moitié environ de la limite de rupture du câble.
Un tel câble est moins déformable, plus résistant à la rupture par sollicitations rythmées et exige pour être rompu par choc une puissance mécanique plus élevée qu'un câble toronné normal en acier 100 - 130 kgs de même poids total et qui contient par suite 4 fois plus de métal et a sensiblement le marne diamètre extérieur, Au point de vue de la résistance aux efforts appliqués en une seule fois, un tel câble serait inférieur aux câbles toronnés, mais de moins de moitié.
Lorsque de tels éléments tendus doivent être de grande longueur on peut les réaliser par parties assem- blées, la seule condition que doit remplir l'assemblage étant qu'il soit au moins aussi résistant que la portion courante du câble.
Une forme de réalisation avantageuse de ces assemblages consiste à ménager à l'extrémité du câble un filetage plein ou en creux obtenu par moulage, filetage qui permet le vissage d'un élément de jonction réunissant deux câbles entre eux ou l'extrémité du câble à un autre élément de la construction.
La jonction ainsi réalisée d'un élément tendu à un autre élément de la construction n'est qu'un cas parti- culier des jonctions nécessaires dans les constructions et en particulier dans les systèmes articulés ou réticulés, jonctions qui se présenteront le plus souvent sous la forme de noeuds où aboutissent les extrémités de plusieurs élé- ments.
Sous leur forme la plus simple, ces noeuds
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pourront être constitués par de simples masses de béton, armées selon les besoins et évidées pour le passage des éléments ou la fixation des organes d'ancrage. Ces derniers pourront être incorporés ou simplement appliqués sur la masse de béton.
C'est ainsi que l'on pourra avantageusement utiliser, pour réaliser à la fois la jonction et l'ancrage des éléments tendus, les dispositifs décrits dans les bre- vets ou demandes antérieures du Demandeur, en particulier dans la demande de brevet du 26 août 1939 pour "Système d'an- orage de câbles sous tension destinés à la réalisation de constructions en béton précontraint", dans le brevet 870.070 du 28 Octobre 1940 et dans la demande d'addition du 30 sep- tembre 1941 à la demande du 26 août 1939, ou tout autre pro- cédé d'ancrage connu.
Il est à noter que l'assemblage des éléments comprimés sera facilement résolu par l'utilisation d'organes d'appui appropriés transmettant les efforts de compression à la masse de l'assemblage.
Il sera possible également de réaliser en tout ou en partie les organes de jonction avec du métal et d'y ménager les plaques d'appui, les rotules ou les chapes né- cessaires ainsi que les alvéoles d'ancrage des armatures.
Afin d'obtenir une bonne protection contre la oorrosion également au voisinage des pièces de jonction, on peut aussi éviter toute pièce métallique apparente en réalisant, dans le cas des articulations, les chapes, l'axe et la cosse de jonction des éléments tendus, béton coulé sous pression et armé de fils et de tubes d'acier inoxyda- bles.
Les construotions conformes à l'invention don- neront en général les résultats les meilleurs si leurs dé- formations restent élastiques et limitées. Il est donc préférable que l'on puisse compter, non seulement sur la résistance, mais sur l'indéformabilité des ancrages dans le sol. Pour cela, un bon moyen consiste à raccorder.les éléments tendus sur des éléments ancrés d'avance dans le sol ayant une résistance élastique au moins égale au chiffre correspondant à la résistance à la rupture des éléments tendus qui y sont raccordés.
En exerçant sur ces organes une sollicitation supérieure au chiffre correspondant à la rup- ture des éléments tendus et en injectant à ce moment dans le sol un coulis de ciment pour combler tous les vides qui auraient pu se produire, on obtiendra nécessairement ce résultat et on pourra compter de façon absolue sur la valeur des ancrages.
La desoription qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les fig. 1 et 2 représentant un chantier de montage de tronçons d'éléments comprimés.
Les fig. 3,4 et 5 sont relatives au coffrage des joints de ces tronçons.
La fig. 6 montre la section courante d'un câble constitué par des fils tendus enrobés de béton précontraint.
Les fig. 7 et 8 montrent une forme de réalisation de la partie terminale d'un câble de ce genre.
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La fig. 9 schématise une griffe de traction sur les armatures des câbles représentées par les figures précédentes.
La fig. 10 est un exemple de vis en t8le dé- coupée munie à son extrémité d'un oeil.
Les fig. 11, 12 représentent une forme de réalisation de la jonction de deux éléments tendus.
Les f ig. 13 et 14 montrent des vis ou tire- fonds en béton.
Les fig, 15 et 16 montrent les joints ména- gés entre les éléments comprimés.
La fig. 17 est un cas particulier d'un rac- cordement d'éléments tendus à un élément oomprimé.
Les fig. 18 et 19 sont un exemple de réalisa- tion d'articulation en béton.
Les f ig. 20 à 23 schématisent des exemples d'armement de pylônes.
La fig. 24 montre un exemple complexe de point de jonction de plusieurs éléments tant tendus que comprimés.
Les fig. 25 à 29 sont relatives à des exemples de réalisation d'ancrage dans le sol.
Les fig. 30 et 31 représentent des exemples de pylônes simples réalisés avec les éléments décrits par la présente invention.
Enfin les figures 32 à 35 représentent des constructions complexes haubannées.
Le bano de montage des tronçons des éléments comprimés représenté par les fig. 1 et 2 comporte deux rè- gles horizontales 1 et 2 soutenues par un massif 3 de fon,- dation qui leur assure un alignement rigoureux et une sta- bilité aussi parfaite que possible. Un étaiement et un entretoisement convenable évite de plus leur surécartement.
Sur ces règles sont juxtaposés des tronçons 4 des éléments comprimés a réunir. Afin d'obtenir un assemblage correct il est bien entendu que ces éléments doivent avoir des for- mes très précises et respectent rigoureusement les cotes des plans. Pour ce faire ils seront réalisés dans des mou- les précis et solides et autant que possible, par vibration sous compression en utilisant les meilleurs dosages en ci- ment et eau ainsi qu'une granulométrie la plus appropriée pour obtenir des bétons sains et compacts doués de haute résistance. L'emplacement des joints peut être avantageu- sement ménagé par des interruptions 5 de la partie courante des règles.
Les fig. 2 et 4 montrent un procédé de réa- lisation des joints de ces éléments. Sur la fig.3, les élé- ments 4 et 4' sont réunis par le joint 6 qui est coffré, à l'intérieur de la partie creuse de ces éléments, par une chambre à air 7 montée sur une jante 8, Un tuyau 9 permet d'insuffler l'air et de mettre cette ohambre sous pression.
Les canaux longitudinaux réservés dans la masse des élé- ments 4 et 4' peuvent également être ménagés grâce à un procédé analogue. L'utilisation de ce procédé est schémati-
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¯¯ Î ÉÉÎaÎÉ 10 simplement cylindrique
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est enfilée dans la canal 11 et mise sous pression. Elle ménage ainsi dans le joint 6 la continuité voulue entre les évidements 11 et 11',
La fig. 5 montre un cas particulier de tron- çons d'éléments 4 dans lequel des canaux tels que 11 ont été ménagés dans les angles.
Il est évident d'ailleurs que ce cas,particulier n'est donné qu'à titre d'exemple et que les tronçons 4 qui ont avantageusement la forme de corps creux, peuvent affecter toute section convenable, polygonale ou circulaire et comporter un nombre quelconque de canaux 11 réservés par exemple en vue du passage des armatures mises en tension.
Le mortier des joints 6 ainsi réalisés est bien entendu préparé avec un dosage optima à tous points de vue : il sera avantageusement soumis avant sa mise en place à une première vibration. De plus, il sera encore de préférence vibré après l'exécution du joint lui-même.
On pourrait également pour réaliser les joints utiliser un mortier sec maté à refus .
Les joints ainsi ménagés entre les tronçons dtéléments comprimés peuvent également être longitudinaux, ce sera le cas par exemple si l'importance du diamètre des éléments comprimés oblige à prévoir des joints radiaux.
Les fig. 15 et 16 montrent un exemple de réalisation de ce genre. Sur la fig, 15 les joints longitudinaux entre les éléments 4a, 4b, 4'a, 4'b, 4'o sont ménagés en découpe par rapport au joint transversal 6. Sur la fig, 16, par contre, les joints longitudinaux 12 sont dans la prolongement l'un de l'autre et une plaque de fer feuillard 13 a été disposée dans le joint transversal 6 de manière à assurer dans la compression une meilleure répartition des efforts sur les tronçons successifs.
La plaque de fer feuillard 13 peut na- turellement être continue, intéresser toute la section du, joint transversal 6 ou éventuellement même, dans le cas ou ce joint est disposé en hélice, être disposée de façon con- tinue dans cette hélice et être réalisée soit par des élé- ments soudés successifs, soit par des éléments se reoou- vrant mutuellement en partie.
La section courante d'un élément tendu est représentée par la fig. 6, le faisceau des fils 14 est en- robé dans du béton de manière telle que les distances en- tre les fils soient de l'ordre de grandeur de leur diamè- tre. L'ensemble du faisceau est entouré d'un frettage con- tinu 15 de préférence inoxydable ou rendu tel par un recê tement approprié.
Les fils 14 sont soumis à une tension préala- ble qui soumet le béton d'enrobage à de très fortes contrain- tes de compression. Cette mise en tension sera de préféren- ce conservée par la simple adhérence puisque, dans ces élé- ments tendus le béton joue essentiellement un rôle proteo- teur et n'intervient que peu ou pas dans la résistance de l'ensemble.
Les éléments tendus seront réalisés en lon- gueur aussi grande que possible compte tenu des facilités de manutention ou de transporté On peut pour cela envisager des longueurs de 10 à 20 mètres, si dans certains cas ces longueurs sont insuffisantes il oonvient de prévoir la pos- sibilité de raccorder entre eux deux éléments tendus. En outre des assemblages sont nécessaires pour réunir l'élé- ment tendu ou câble ainsi réalisé avec d'autres éléments de l'ouvrage, Il est évident que pour conserver la
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résistance au choc du câble ainsi obtenu il est indispensa- ble que les assemblages soient au moins aussi résistants que la partie courante.
Les fig. 7, 8, 9, 11, 12, 13 et 14 sont relatives à des formes possibles de ces assemblages. Mais tout d'abord il convient de noter que pour de tels câbles on pourra utiliser les systèmes d'ancrage décrits dans le brevet 870.070 et les demandes du 26 aout 1939 et du 30 septembre 1941 mentionnées plus haut. Ces demandes ou brevets décrivent en particulier des ancrages en forme de cône; ce sont ces ancrages qu'il conviendra d'entendre lorsque dans la suite il sera question de "cones d'ancrages".
On pourra donc, soit ancrer ces câbles sous tension conformément aux dits brevets soit réaliser d'a- bord les ancrages, la tension devant être donnée ultérieu- rement.
Les fig. 5 et 6 sont relatives à une premiè- re forme possible d'assemblage. On fait naître vers l'ex- trémité de chaque fil 14 à des positions bien définies des organes d'ancrage tels que des nodules 14a obtenus en chauffant le fil sur une soudeuse par résistance et en le refoulant lorsqu'il est devenu assez plastique pour sup- porter ce traitement. On peut au reste remplacer ces nodu- les 14a par des bouoles ou des crochets en acceptant des encombrements plus grands.
On distribuera les extrémités de ces fils munies d'arrêts tels que 14a, conformément à la figure 5, autour d'un tirefond 16 servant de noyau et on entourera le tout d'une armature comportant une ou mieux plusieurs frettes 17 concentriques en acier, de préférence à haute résistance; la plus extérieure de ces frettes sera de pré- férence en métal inoxydable ou rendu tel par un revêtement approprié. On coule alors l'ensemble, sur la longueur du tirefond, en mortier de ciment, aveo toutes les précautions déjamentionnées et on obtient, en dévissant après prise, le mandrin oentral, un écrou dans lequel on peut visser une vis semblable au modèle.
Les essais du Demandeur ont montré qu'en donnant à cet éorou une profondeur d'environ
5 fois le plus grand diamètre d'un tirefond en acier ordi- naire ayant une résistance à la rupture un peu supérieure à celle du câble on obtient sur une telle vis un assemblage ayant la même résistance que le câble lui-même; avec un écrou à droite et un écrou à gauche, on pourra donc assem- bler deux câbles par une vis unique.
On pourra améliorer le serrage des écrous en les chauffant légèrement avant de procéder au blocage de la vis et, si l'usinage de la vis laisse à désirer, on peut y remédier par un garnissage, fait soit avec une résine synthétique, soit aveo de la pâte de ciment pur, Ayant ainsi préparé les deux têtes d'un élé- ment tendu, on réalisera l'enrobage de mortier de la partie courante entre têtes, les armatures 14 seront mises sous tension en agissant sur les têtes avec des vérins, grâce à deux vis 16 de forme appropriée. Si la longueur du tire- fond et la force du frettage sont suffisants la rupture se produit toujours hors de l'assemblage dont la résistance est supérieure à celle du câble en section normale.
Les vis en acier étant onéreuses on peut les remplacer par des vis en béton armé, telles que celles qui sont montrées par les figures 13 et 14, obtenues en grou- pant des fils d'aoier à haute résistance, munis de groupes
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de nodules 14a et 20a à leurs extrémités. On frettera cet ensemble par des spires telles que 19 ou tout autre moyen, puis on le coulera en béton dans un moule ayant intérieu- rement la forme d'un tirefond. On peut réaliser ainsi un double tirefond qui ermettra de joindre deux câbles; on aura soin de donner a oes tirefonds une résistance nette- ment supérieure à celle des câbles. On peut aussi (fig.14) terminer en tirefond ainsi formé l'extrémité d'un câble.
Il est également possible de terminer les câ- bles par des cosses formées en prenant par moitié les fils, de préférence pourvus de nodules à leur extrémité, et en les recourbant en forme de cosse selon un peu plus d'un demi-cercle, moitié à droite, moitié à gauche par exemple, o'est le cas de la cosse réalisée sur la figure 18. On frette alors l'extrémité des fils et le tout est coulé sur toute la hauteur des fils repliés. On obtiendra ainsi un système ayant la forme d'une barre à oeil plus résistant que le câble lui-même. La cosse montrée par la fig, 13 peut éga- lement être rapportée à l'extrémité d'un câble pourvue d'un écrou.
AU lieu de commencer par la formation des têtes, on peut faire l'inverse et commencer par le bétonna- ge de la partie courante en réservant celui des têtes. Dans ce cas on saisira les extrémités des barres 14 soit par des nodules 14a avec des griffes 18, telle que celle de la fig.
..9, qui peuvent être construites pour saisir d'un seul coup tous les fils d'un même oable, soit avec des mordaches, et on les tendra avec un vérin ou un groupe de vérins. On bé- tonne tout le câble, en ménageant une longueur libre de quelques décimètres à chaque extrémité. On relâche la ten- sion après duroissement du mortier.
Dans le cas où. les or- ganes d'arrêt, par exemple les nodules 14a de la figure 11 ont été prévus,on obtiendra une jonction de résistance éga- le à celle du câble, en oroisant les extrémités en regard de deux éléments sur une longueur égale à 30 ou 40 fois le diamètre des fils; les nodules sont intercalés entre les barres du groupe opposé au besoin grâce à une légère défor- mation élastique des fils; on recouvre le tout d'un fretta-, ge 19, de préférence à plusieurs couches, dont la dernière très proche de la surface extérieure, sera inoxydable ou protégée parfaitement eontre la oorrosion, et on enrobe le tout en mortier de la meilleure qualité possible et parfai- tement vibré, de préférence sous légère pression.
Les exemples oi-dessus ne sont pas limitatifs.
On pourrait envisager par exemple l'utilisation de frettage formés par des tubes dans lesquels on viendrait souder des éléments d'assemblages, par exemple des axes et des plaques percées, assemblées ou non à l'avance, à un autre élément, en tôle par exemple, par soudure électrique ou encore des éléments munis de filetages, etc.. Les exemplesdonnés com- binés avec les moyens connus permettent de créer un nombre presque illimité de combinaisons de jonction.
Un câble peut comporter un quelconque des assemblages possibles à chacune de ses extrémités.
Les assemblages comportant l'emploi de béton coulé avant tension seront d'abord exécutés, puis on tendra les câbles comme il est dit ci-dessus en sollicitant les extrémités non munies d'assemblages coulés, par exemple avec une griffe telle que 18.
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Il est possible d'utiliser les formes d'assem- blage qui viennent d'être décrites, pour relier un élément tendu à un point d'amarrage ou à un noeud de la construction.
Il est commode alors d'utiliser un écrou terminal tel que ce- lui qui est montré par la figure 7 et d'y visser une tige terminée par un moyen de fixation adapté au problème à résou- dre par exemple : une vis ordinaire avec un écrou, une chape à plaque, à oeil, une tête en forme de T, une boucle, etc. un exemple de ces moyens est illustré par la fig,10 qui repré- sente une tôle découpée dont la partie hachurée peut être en- robée dans le béton de l'extrémité d'un câble.
On pourra également réaliser cette liaison par l'adhérence améliorée des barres 14, de préférence par la création de nodules ou de crochets, et incorporer ces barres dans une masse de béton, de préférence frettée, solidaire du point d'assemblage. Il peut etre avantageux alors d'utiliser cette fixation pour agir en tension sur les armatures et réa- liser ensuite le béton d'enrobage des éléments tendus.
Des exemples simples de ces assemblages par articulation sont illustrés par les figures 17, 18 et 19.
Sur la première de celles-ci, un tronçon 21 d'élément comprimé est fretté intérieurement et extérieurement par deux cylindres en tôle 22 et 23 ; unechape 24, formée de deux plaques découpées, reliées par une plaque transversale 25, est encastrée et soudée dans les cylindres 22, 23, Entre les deux cylindres est coulé du mortier avec les précautions prévues plus haut relativement aux pièces comprimées. La cha- pe 24 peut alors recevoir un oeil porté par une tige telle que celle qui est montrée par la fig.10. Les parties métalliques apparentes de ce tronçon seront bien entendu inoxydables ou rendues telles par tout traitement convenable.
Le tronçon 21 peut également être réalisé entièrement en fonte ou en acier coulé. Il est à noter que la chape 24 porte de plus un oeil 26 qui permet l'utilisation d'un organe tendu provisoire pour permettre le montage ou le remplacement de l'élément tendu définitif.
Les fig. 18 et 19 montrent un exemple de jonc- tion articulée, réalisée de manière à ne laisser qu'un minimum de métal apparent et ceci en vue de la proteotion contre la oorrosion. L'élément tendu 27 est pourvu comme il a été dit plus haut d'un oeil terminal 29 fretté en 28. Une cossen tôle 30 enveloppe avantageusement l'intérieur de cet oeil. Ce der- nier est traversé par un axe 31 prenant appui dans les deux parties 32 d'une chape de béton solidaire du point d'amarrage.
Les parties 32 sont armées de fers ronds 33 noyés et ancrés dans le point d'amarrage tandis que l'axe 31 est constitué par un tube 34 en acier inoxydable de préférence rempli de mortier coulé sous pression et armé de nombreux fils fins 35, de préférence également en acier inoxydable et pourvu de no- dules 35a..
Un autre exemple d'assemblages d'éléments de constructions est représenté par les figures 20, 21, 22 et 23. Il est applicable aux bras d'armement des pylônes de lignes électriques.
Les fig, 20 et 21 montrent, en coupe transver- sale et horizontale, un bras 36 fixé sur un tronçon 37 d'é- lément comprimé. Une ou plusieurs armatures 38 traversent le
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bras 36, qui peut être d'ailleurs évidé dans sa partie cen- trale, et elles ceinturent le tronçon 37. Mises en tension préalable elles sont ancrées dans des organes d'ancrage 39, par exemple des plaques métalliques.
Les fig. 22 et 23 montrent des articulations à chape 40 noyées dans les tronçons 41. Dans ces chapes sont articulées, soit des bras horizontaux 42, soit les extrémi- tés des tirants 43.
La figé 24 correspond à un exemple d'assem- blage complexe formant un noeud d'une construction réticu- lée. Ce noeud est réalisé par une pièce métallique de forme convenable 45 qui comprend une surface d'appui en forme de calotte sphérique, pour l'élément comprimé 44 et des chapes d'articulation pour les éléments tendus 46,47 et 48 ; ceux- ci peuvent avantageusement être constitués comme il a été dit plus haut et terminés par des tirefonds munis des oeils convenables. Il est à noter que la pièce métallique 45 peut comporter de plus les ancrages des armatures 49 et 50 mises avantageusement en tension préalable; pour cela ces armatu- res traversent la pièce 44 dans des tubesménagés dans le bé- ton, par enrobage de tubes minces, de mandrins en caoutchouc ou de tout autre manière.
De plus comme précédemment il peut être prévu des oeils supplémentaires tels que 51 pour la ma- noeuvre et l'érection de la construction.
Cet exemple montre qu'il est toujours possi- ble de réaliser, au moins à l'aide d'une pièce métallique, le noeud de jonction de plusieurs éléments tant tendus que comprimés.
Lorsque la construction doit comporter des éléments tendus directement ancrés au sol, par exemple des haubans il est avantageux de procéder comme le montrent les figures 25 à 29 inclus.
On oonstruira à l'avance les organes de trac- tion ou tirants 52 précontraints avec de fortes sections de béton et ceci dans un triple but :obtenir de faibles défor- mations, relever la limite de déformation élastique de ces organes et assurer la meilleure protection possible aux aciers destinés à demeurer enfouis dans le sol. On donnera aux arma- tures 53 une section suffisante pour qu'elles' supportent sans fissuration une tension correspondant à la charge de rupture du hauban 54 qui les prolonge ; onobtiendra ainsi une marge de sécurité complémentaire, au point de vue notamment de la résistance à l'oxydation.
Vers le bas, on laissera largement dépasser les fils 53 qu'on munira de moyens d'ancrage large- ment prévus par exemple les boucles ou crochets 53a et qu'on épanouira pour que le béton de l'anorage proprement dit pénè- tre bien entre eux. On pourra y prévoir un canal longitudinal 55 suivant l'axe destiné à l'injection sous pression du massif ; ce canal sera prolongé vers le bas par un tube métallique lé- ger tel que 56 sur les figures 27, 28 par exemple.
Après avoir établi l'organe de traction dans la direction exacte de l'effort à supporter qui devra toujours être bien déterminée,on soellera suivant le terrain le cheve- lu des armatures 53 oréé à sa base. Il sera bon de prendre soin de limiter la quàntité de mortier ou béton de scellement de telle sorte qu'une faible longueur de la partie bétonnée du tirant 52 en soit recouverte.
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Les différentes figures montrent un certain nombre de possibilités d'adaptation de ces scellements au terrain. On peut procéder comme le montrent les fig. 25 et
26 en réalisant des massifs de béton 57 établis dans des fouil- les telles que 57a sur la fig. 25 dans laquelle AB est la sur- face généralement horizontale du terrain, fouilles aussi étroi- tes que possible, élargies seulement à leur base pour former crochet et remplies ensuite avec les déblais aussi parfaitement que possible et de préférence en vibrant le remblai comme du béton.
On peut aussi sceller le chevelu de boucles 53a dans des masses de béton 58 coulées dans des poches obtenues en re- foulant le terrain par une charge d'explosif comme le montrent les fig. 27 et 29 ou encore comme le montre la fig.28, utiliser de simples forages de grand diamètre s'il s'agit de roches du- res ; en cas de roches fracturées, il est recommandé de laver le forage à l'eau sous pression.
Dans ces deux derniers cas au moins on laissera libre de mortier le corps du tirant.On pourra alors saisir le tirant par un moyen d'attache quelconque préparé dans ce but, par exemple une tête en T ménagée sur le corps de ce tirant, un vérin muni de mordaches multiples à coins saisissant les ar- matures 53, des griffes multiples, telle que celle qui est représentée sur la fig. 9, combinée avec l'emploi de nodules, etc. et, en prenant appui sur un trépied approprié non repré- senté reposant sur trois plaques d'appui, soumettre le tirant à une tension de préférence supérieure à celle qui correspon- drait à l'effort de rupture du tirant ;
puis après un délai suf- fisant pour la réalisation des tassements, injecter en mortier de ciment les cavités qui auraient pu se produire en utilisant par exemple comme tube d'injection celui qui a été réservé dans le tirant lui-même. On obtiendra ainsi un ancrage dans le sol offrant des garanties de résistance etd'indéformabilité absolu- es.
Dans le cas de faibles charges, on attachera un élément tendu sur un seul tirant d'ancrage.
La fig. 25 montre une forme de réalisation de la tête du tirant qui permet de tendre un hauban par exemple quelles que soient ses dispositions, pourvu qutil soit consti- tué ou armé par des fils. Ces derniers traversent un canal 60 ménagé dans la tête du tirant et sont arrêtés par un cane d'an- orage 61.
Dans le cas de haubans exerçant de puissants efforts ou des efforts de direction variable, on aura intérêt à utiliser plusieurs tirants qui convergeront vers un point du hauban, c'est le cas de la fig.29. En répartissant ainsi les efforts, on utilisera à moindre frais la résistance et le poids du terrain.
Ces tirants se joindront par exemple dans un massif
62 fretté ou armé à la demande, dans lequel ils s'ancreront soit par adhérence, soit par des nodules tels que 63 ou des cônes d'ancrage, dans ce massif viendra aboutir le hauban 54 en un point généralement assez élevé au-dessus du sol et où il pourra être fixé soit par un cône d'ancrage unique 64, soit par des cônes multiples entre lesquels on répartira les fils du hauban pour constituer un certain nombre de câbles secondaires qu'on mettra en tension simultanément, en utilisant les vérins correspondants. Ces aônes d'ancrage et ces vérins ont été dé- crits dans les brevets ou demandes antérieures déjà plusieurs fois mentionnées.
Cette façon de procéder n'est pas exclusive, il est évident par exemple qu'on pourra utiliser un tirefond prolongé par une vis, tel que le tirefond 16 de la fig. 7, sur lequel on agira avec un écrou.
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Les figures suivantes illustrent des exemples de constructions exécutées en utilisant les différents élé- ments qui viennent d'être décrits. Elles sont relatives à des pylônes de lignes électriques qui comportant des éléments de dimensions particulièrement importantes étant donné qu'il est légitime de prévoir pour ces constructions des hauteurs de
100 mètres et plus. La réalisation de constructions moins im- portantes avec ces éléments ne présentera pas en conséquence de difficultés.
Une combinaison judicieuse des différents éléments permet de réaliser non seulement les systèmes articu- lés ou réticulés auxquels il a été fait allusion au début mais encore des constructions rigides soumises à des efforts com- plexes ou des constructions mixtes comportant simplement un petit nombre d'articulations.
Deux exemples de ces possibilités sont repré- sentés par les figures 30 et 31,
La fig, 30 montre un pylône simple sans hauban encastré dans le sol et destiné à supporter une ligne tripha- sée.Il est constitué par un füt vertical fléohi et comprimé formé d'un grand nombre de tronçons superposés, réunis par une oompression parallèle à l'axe du fût, obtenus par une série de haubans, de préférence intérieurs, visitables et amovibles, quand les dimensions du fût permettront de le réaliser. A par- tir du bas, on trouve :
1 ) Un béton de fondation 64 pouvant transmet- tre au sol le poids du système et un des éléments du couple de renversement.
2 ) Une couronne inférieure d'ancrage 65 qui peut être une virole en béton armé, comportant des saillies- intérieures 66 entre lesquelles on peut passer des câbles ou groupes de fils, munis de têtes d'ancrage appropriées formées, soit de petits massifs de béton fretté fortement'solidarisés avec les fils, soit par des boucles, ou des nodules en saillie sur des fils,soit encore par un cône d'anorage. Ces moyens d'obtenir une téta d'ancrage ne sont d'ailleurs pas exclusifs.
Ces têtes prennent appui sur les saillies intérieures de la virole 65; les ombles peuvent donc être mis en place et retirés à tout moment une fois détendus.
3 ) Des viroles tronconiques 67 pouvant d'ail- leurs être remplacées par du béton exécuté en place, leur rôle pouvant aussi se limiter à celui d'un coffrage.
4 ) Une couronne 68 plus rigide comportant des organes d'inflexion des câbles intérieurs et capables de trans- mettre au sol, par des organes appropriés 69, la composante supérieure du couple de renversement supporté par le fùt
5 ) Une virole Inférieure 70 comportant un trou dénomme 71 de visite.
6) Des viroles 72 tronconiques aussi légères que possible, formant la majeure partie du fut.
7 Des viroles 73 contenant ou supportant des cônes d'ancrage femelles ou tout autre organe d'ancrage de rôle analogue, prolongées vers le bas par des tubes permettant le passage des armatures et grâce auxquels on peut tendre et ancrer les câbles 74 ou les détendre dans le cas où l'on vpu- ,drait remplacer un câble devenu défectueux. Ces viroles 73
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sont réparties de manière à obtenir une utilisation économi- que des câbles. Les câbles sont de préférence à fils paral- lèles protégés par un bon revêtement anti-rouille.
8 ) Des viroles portant des bras d'armement en béton armé, béton précontraint ou en charpente métallique, ou même en bois, fixés de manière quelconque. On utilisera avantageusement les éléments décrits en regard des figures
20, 21, 22 et 23.
On peut exécuter ainsi de très grands pylö- nes de hauteur non limitée, surtout si on envisage des fruits et des épaisseurs variables. Dans le cas de très grandes di- mensions, tous les éléments peuvent d'ailleurs être subdivi- sés par des joints radiaux comme il est décrit en regard des figures 15 et 16.
On peut envisager que les câbles, au lieu d'être libres dans le milieu de la oonstruction, empruntent des canaux ménagés dans l'épaisseur des viroles; cela est par- ticulièrement ais dans le cas de sections polygonales, trian- gle, rectangle, losange, etc.... On réservera l'intégrité des canaux par l'artifice illustré par la figure 4 eton injectera les canaux en mortier après mise en tension des câbles.
Quand les pylônes ont de grandes hauteurs, ils doivent résister à des moments d'encastrement considéra- bles et deviennent de ce fait trop lourds et trop coûteux; on peut en réduire considérablement le prix ainsi que celui des fondations, par des haubannages.
La fig. 31 montre un exemple de pylône haubanné,
De la base au sommet : 76 est un organe d'ap- pui sur le sol qui peut être coulé sur place ou étre exécuté d'avance en béton armé ou précontraint; Sur cet appui repose un fat qui peut étre d'une seule pièce et reposer par une ar- ticulation sphérique sur l'organe d'appui 76 ou comporter au contraire plusieurs tronçons, savoir : a) un massif 77 comprenant une articulation ou une semi-articulation 77a et des ancrages 78 de cabres, de préférence des cônes d'ancrages; b) des tronçons 79, dont la longueur, le nombre et la forme peuvent être quelconques, ooiffés par un dernier tronçon 80 comportant un certain nombre de possibili- tés d'ancrage pour des câbles longitudinaux, de préférence sous forme de cônes noyés dans ce tronçon, ou prenant simplement appui sur ce dernier.
Ce dernier tronçon est recouvert par un chapeau de protection 81 des ancrages contre les intempéries.
Entre les tronçons courants 79 est intercalé un tronçon par- ticulier 82 qui comprend des organes permettant ou le change- ment de direction de certains de ces câbles qui se transfor- ment ainsi en haubans ou la fixation de haubans latéraux.
Un certain nombre de ombles ou groupe de fils 83 sont tendus entre le premier et le dernier tronçon à peu près parallèlement à l'axe du fût qu'ils compriment. Ces câbles 85 peuvent évidemment être intérieurs comme il est montré sur la figure ou extérieurs, fixes ou bien amovibles en cas d'accident.
D'autres câbles tels que 84 peuvent être ancrés sur le tronçon 80, ils traversent le tronçon 82 puis sont tendus par des organes d'ancrage 85 fortement reliés au
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sol à une certaine distance de la base 76, D'autres câbles fixés sur le tronçon 82 peuvent être tendes directement par les organes d'ancrage au sol, ces organes d'ancrage seront avantageusement du type décrit en regard des figures 25 à 29.
On peut bien entendu utiliser ces deux espèces de câbles ou bien l'une ou l'autre séparément.
La résistance propre à la flexion du fût est due à sa compression par les câbles 83 qui sont tendus au voi- sinage de leur limite élastique. Les câbles 84 assurent la résistance au renversement de l'ensemble, mais ils contribuent également à la compression du fût. Toutefois leur efficacité ce,point de vue est limitée :
1 ) par la résistance avant toute déformation des ancrages dans le terrain ;
2 ) du fait que leur tension préalable ne peut dépasser la moitié de leur taux de rupture afin que, lorsque le support reçoit sa charge de rupture, les haubans situés à l'opposé des haubans tendus puissent se décharger suffisamment pour cesser de créer un effort sur ces haubans tendus.
Si les haubans du pylône doivent être fixés sur la virole 82 on utilisera avantageusement pour cette dernière la disposition montrée par la figure 17. Cette dispo- sition n'est d'ailleurs pas la seule qui puisse être envisa- gée; ainsi on peut, par exemple, faire embrasser cette virole dans son ensemble par les haubans 84 supposés flexibles, la faire traverser par des tubes de facon à atteindre des surfa- ces susceptibles de reoevoir des cones d'ancrage ou encore utiliser des organes intermédiaires entre cette pièce et les haubans. Ces derniers organes pourront être par exemple bou-. lônnés ou fixés eux-mêmes par des cônes d'ancrage. On pourra également utiliser la disposition décrite en regard des figu- res 18 et 19 qui offre l'avantage d'une réduction considéra- ble des parties métalliques directement exposées à la oorro- sion.
De toutes façons on procédera à la mise en tension des haubans, de préférence par leur extrémité inférieu- re ce qui permet de prévoir un ancrage à poste fixe sur la virole 82.
L'érection du pylône et la fixation des hau- bans définitifs seront facilitées par l'utilisation d'oeils ou de chapes telles que 26 sur la fig. 17 auxquels on pourra fixer des câbles provisoires. L'armement des pylônes décrits en regard des figures 30 et 31 sera avantageusement réalisé par des potences, du genre de celles qui sont représentées par les figures 20 à 23, On peut également envisager la mise en place d'une charpente métallique voire même d'une charpente en bois pour servir de support aux fils de ligne ou d'antenne, fixés au sommet du pylône.
Les figures 32 à 35 enfin sont relatives à des constructions verticales réticulées qui peuvent également être utilisées aux fins de supports de lignes.
Les f ig. 32 et 33 correspondent à une forme de réalisation particulièrement simple d'un portique de soutène- ment. Des bras comprimés 86 reposent à leur base sur des arti- culations schématisées en 87. Ces bras peuvent être d'une
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seule pièce ou être articulés en tronçons tels que 86a, 86b, 86c, etc. L'extrémité supérieure de chacun des tronçons est fixée par trois cibles formant un trièdre qui lui assure dans l'espace une position définie; l'articulation A par exemple comporte ainsi 3 câbles AB, AC, AD.
Les points C et D, ainsi que leurs homologues qui portent le chiffre de référence 88 sont constitués par des ancrages dans le sol tels que ceux qui sont décrits en regard des figures 25 à 29, Ces câblas sont évidemment tendus et peuvent être réalisés comme il est dit en regard de la figure 6. Les différentes articulations des extrémités terminales des tronçons peuvent être du type décrit en regard des figures 17, 18,19 et 24.
Ces portiques portent à leur partie supérieu- re un système triangulé plan 89 destiné à soutenir la ligne, système qui se trouve contreventé dans la direction perpendi- culaire au plan des figures par la traction des fils de la ligne elle-même.
La fig. 34 représente un portique analogue.
Toutefois sa partie supérieure est couronnée par un système triangulé comportant des barres EG et FH comprimées,- hauban- nées par des ancrages 88a; de leur côté les barres comprimées EJ et FJ sont contreventées par les fils de la ligne.
La fig. 35 enfin est une juxtaposition de deux systèmes du genre de celui qui est montré par la fig.54.
On obtient ainsi au couronnement du portique un quadrilatère KIMN rigide sur lequel il est possible d'accrocher un système réticulé arbitraire susceptible de résister à des efforts ayant une orientation quelconque. Par exemple le système ré- ticulé formé par les barres comprimées ON, OK FN, PK d'une part, QL, OM, RM et RL d'autre part et par une série d'élé- ments tendus correspondants.
Il va de soi que les constructions décrites n'ont été proposées qu'à titre d'exemples et qu'il est possi- ble d'envisager des systèmes réticulés ou articulés beaucoup plus complexes faisant intervenir les éléments de base décrits dans le présent mémoire et qu'on outre dans les éléments de base eux-mêmes et leurs assemblages, il est possible de subs- tituer des équivalents techniques jouant des rôles identiques sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
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Constructions in the form of articulated or reticulated systems, possibly guyed, and the particular case of pylons.
It is known from the previous studies and patents of the Applicant that the use of permanent stresses, judiciously distributed in the materials, in concrete for example or other aggregates of this kind, increases the resistance of constructions and gives them a ability to withstand stresses that the materials used without prior constraints are unable to withstand. Until now, monolithic elements or elements assembled by the effect of stresses but intended in both cases to withstand practically defined forces have been produced above all.
The object of the present invention is the production of constructions which, by virtue of their dimensions are called upon to undergo significant accidental forces, often alternating, moreover, the size of which is not well known, forces due for example to the action of the wind, This is particularly the case with pylons or farms with very large spans. We know that these constructions are usually given the form of articulated or reticulated systems, generally isostatic, and that the dimensions of each of the elements and those of their assemblies are chosen so that they can withstand maximum efforts that we suppose to have to act on the construction.
The invention therefore relates to obtaining, with materials subjected to prior stresses, elements entering into the production of these systems as well as the assembly of these various elements, preferably by articulations or semi-articulations also relating to of the technique of prestressed materials. In
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besides it also relates to the production of elements which can constitute parts of these systems, subjected to complex forces, for example to simultaneous compressive and bending forces. Finally, it provides a solution to the problem of the connection with the ground of tensioned elements, these elements being able or not to be an integral part of the aforementioned constructions.
Among these, pylons or similar elevation structures offer, by virtue of their overall dimensions or those of their constituent parts, particular difficulties. The Applicant has endeavored to resolve these difficulties and will extend more particularly in the description which we follow on the application in the case of pylons.
It is however understood that the means described apply to any articulated or reticulated system and more generally to any construction comprising together or separately the following elements: - compressed elements - compressed and flexed elements - tensioned elements - connecting elements - anchors to the ground or to a foundation.
The former do not in themselves present any particular difficulties in making, but it will be good, at least as a complementary safety measure, to treat them as elements which are simultaneously compressed and flexed.
The compressed elements as well as the compressed and flexed elements will advantageously be made of prestressed materials. They will preferably be in the form of a hollow body and, if their length is important, they can be produced in successive assembled sections.
They may also include either metallic lattice parts or cast iron or steel parts making it possible to obtain locally high strengths or a small bulk. If the pre-stressed material is concrete, it will be possible, by carefully making it, to dispense with incorporating reinforcements. An advantageous embodiment consists in constituting these elements in the form of circular rings assembled end to end and advantageously hooped.
The Applicant has described in particular in French patents n 764,505 of February 10, 1933 and n 860,164 of June 14, 1959 as well as in his French patent application dated June 29, 1943 for: "Processes and devices for tension of hoops particularly applicable to the production of tanks and other hollow bodies in concrete and products thus obtained "das rubbing means which allow the production of hollow bodies hooped without theoretical limit of diameter.
The circular rings thus obtained, the joints of which can moreover be of any shape and orientation whatsoever, will advantageously be assembled, either on a horizontal assembly bench, if their dimensions allow it, or on site by superposition, for example if these are vertical elements. For the realization of the joints, it is possible to form the interior recesses using elastic or removable elements, for example sleeves inflated with air. The solidification of the juxtaposed elements thus obtained will result from their compression.
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The tensioned elements could obviously be constituted by systems of chains, twisted cables or cables with parallel wires, etc., these known embodiments however have a certain number of drawbacks.
First of all, they are difficult to protect against corrosion indefinitely; moreover, they are easy to destroy, either with silk, torch or chisel or, in the case of power line pylons, by starting an arc.
In addition, chains or bars make poor use of metal and their breakage, which almost always takes place at singular points (threads, change of shape, attachment point, etc.) occurs at low elongations. that is to say practically with little mechanical work This consideration is of particular importance when constructions are exposed to significant accidental impacts, for example, for a pylon, the impact due to a break in the line during a hurricane. These shocks do not determine a form of limited magnitude which can be expressed in kilograms, but a destructive work W which can be quantified in kilogram-meters. The elements resist this work by a certain deformation ¯L and the average force which intervenes is worth then: W.
¯l
It is therefore appropriate to attach as much importance to the number of kilogram-meters necessary to break tensile organs by impact as to the magnitude of the static force which causes them to break.
With regard to stranded cables, the distribution of stresses is irregular and poorly understood; it changes very widely over time under the effect of variations in their longitudinal force as well as of continual vibrations, a double destructive action to which the wind perpetually subjects line pylons and similar structures. therefore very sensitive to fatigue by repeated forces and ruptures are recorded under loads less than half the sum of the breaking forces of the wires which compose them
Their elastic elongations are very important and often annoying by the great deformations of the structures which they allow,
but their plastic elongations are almost zero because these cables almost always break well before the entire cable has reached the elastic limit. As a result, the number of kilogrammeters necessary to cause the breakage of a cable is reduced despite its great possibilities of elastic elongation, the latter always being small compared to the theoretically possible plastic elongations.
These various drawbacks have led the Applicant to use pre-stressed concrete members for the tensioned elements, although at first sight it does not seem advisable to use such members because of the overload of the concrete and, moreover, the difficulty of transporting elements of great length, for example the stay cables of the pylons, since it is impossible to roll in bundles of pre-stressed concrete members.
Weight and necessity of the assemblies seem likely to cause the abandonment of this solution. However
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The Applicant recommends, with a view to weight reduction, the use of high quality concretes and extremely high stress rates. These concretes are free from cracks thanks to the precompression constituting a perfect and indefinite chemical protection and an excellent electrical insulation.
The Applicant's tests have shown that by stretching, close to their elastic limit, high quality steel wires or rods (in practice: drawn or cold rolled steel for which E <130 and R> 165, less expensive than the steels used for cable wires) separated by intervals of the order of their diameter and by coating these wires with mortar of optimum composition from all points of view and vibrated in place under pressure, we could obtain prestressed elements in which the permanent compression supported by the concrete can reach 700 kgs, 800 kgs and even 1000 kg / cm2.
The breaking strength, found in tests, of these kinds of cables is remarkably high and always exceeds a little the sum of the breaking limits of each of the wires which form them. We will be able to improve the resistance of these cables. cables to accidental impacts by a slight hooping that it would be advantageous to provide in stainless steel or perfectly protected against oxidation.
By accepting for such cables a total weight quadruple that of the longitudinal steels they contain, which corresponds to a concrete section equal to approximately 10 times that of the steels, it is possible to obtain a permanent tension of the steels of the order of 80 kg / mm2, i.e. half of their breaking limit, before the installation of the cables under tension,
When these cables are laid under tension, no cracking is observed until the tension exceeds about one-half of the breaking limit of the cable.
Such a cable is less deformable, more resistant to breaking by rhythmic stresses and requires to be broken by impact a higher mechanical power than a normal stranded steel cable 100 - 130 kgs of the same total weight and which consequently contains 4 times more metal and has substantially the outer diameter marl, From the point of view of resistance to the forces applied at one time, such a cable would be less than stranded cables, but less than half.
When such tensioned elements must be of great length, they can be produced in assembled parts, the only condition that the assembly must fulfill being that it is at least as strong as the running portion of the cable.
An advantageous embodiment of these assemblies consists in providing at the end of the cable a solid or recessed thread obtained by molding, which thread allows the screwing of a junction element joining two cables together or the end of the cable to another element of the construction.
The junction thus produced from a tensioned element to another element of the construction is only a particular case of the junctions necessary in constructions and in particular in articulated or reticulated systems, junctions which will most often occur under the form of nodes where the ends of several elements end.
In their simplest form, these knots
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may consist of simple masses of concrete, reinforced as needed and hollowed out for the passage of elements or the fixing of anchoring members. These can be incorporated or simply applied to the mass of concrete.
Thus it is possible to advantageously use, to achieve both the junction and the anchoring of the tensioned elements, the devices described in the patents or previous applications of the Applicant, in particular in the patent application of 26 August 1939 for "Anchor system for cables under tension intended for the realization of constructions in prestressed concrete", in the patent 870.070 of October 28, 1940 and in the application for addition of September 30, 1941 at the request of August 26, 1939, or any other known anchoring method.
It should be noted that the assembly of the compressed elements will be easily solved by the use of suitable support members transmitting the compressive forces to the mass of the assembly.
It will also be possible to make all or part of the junction members with metal and to provide therein the support plates, the ball joints or the necessary yokes as well as the anchoring cells of the reinforcements.
In order to obtain good protection against corrosion also in the vicinity of the junction parts, any visible metal part can also be avoided by producing, in the case of the joints, the yokes, the axis and the junction terminal of the tensioned elements, concrete die-cast and reinforced with stainless steel wire and tubing.
The constructions according to the invention will generally give the best results if their deformations remain elastic and limited. It is therefore preferable that one can count, not only on the resistance, but on the indeformability of the anchors in the ground. A good way to do this is to connect the tensioned elements to elements anchored in advance in the ground having an elastic resistance at least equal to the figure corresponding to the breaking resistance of the tensioned elements which are connected to it.
By exerting on these components a load greater than the figure corresponding to the rupture of the tensioned elements and by injecting at this moment in the ground a cement grout to fill all the voids which could have occurred, one will necessarily obtain this result and one will be able to count absolutely on the value of the anchors.
The description which will follow with regard to the appended drawings given by way of non-limiting examples, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawings and from the text forming, of course, part of said invention.
Figs. 1 and 2 representing an assembly site for sections of compressed elements.
Figs. 3, 4 and 5 relate to the formwork of the joints of these sections.
Fig. 6 shows the current section of a cable made up of stretched wires coated with prestressed concrete.
Figs. 7 and 8 show an embodiment of the end part of such a cable.
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Fig. 9 shows schematically a traction claw on the reinforcements of the cables represented by the preceding figures.
Fig. 10 is an example of a cut-out t8le screw provided at its end with an eye.
Figs. 11, 12 show an embodiment of the junction of two tensioned elements.
The f ig. 13 and 14 show concrete screws or lag bolts.
Figs, 15 and 16 show the seals formed between the compressed elements.
Fig. 17 is a particular case of a connection of tensioned elements to a compressed element.
Figs. 18 and 19 are an example of a concrete joint.
The f ig. 20 to 23 show schematically examples of the fitting out of pylons.
Fig. 24 shows a complex example of the junction point of several elements, both tensioned and compressed.
Figs. 25 to 29 relate to embodiments of anchoring in the ground.
Figs. 30 and 31 represent examples of simple pylons produced with the elements described by the present invention.
Finally, FIGS. 32 to 35 represent complex guyed constructions.
The mounting bano of the sections of the compressed elements shown in FIGS. 1 and 2 have two horizontal rules 1 and 2 supported by a foundation 3, which ensures them a rigorous alignment and as perfect stability as possible. Proper shoring and bracing furthermore prevents their over-spacing.
On these rules are juxtaposed sections 4 of the compressed elements to join. In order to obtain a correct assembly, it is understood that these elements must have very precise shapes and strictly respect the dimensions of the drawings. To do this, they will be produced in precise and solid molds and, as far as possible, by vibration under compression using the best dosages of cement and water as well as the most appropriate granulometry to obtain healthy and compact concretes. of high resistance. The location of the joints can advantageously be arranged by interruptions in the current part of the rules.
Figs. 2 and 4 show a method of making the joints of these elements. In fig. 3, the elements 4 and 4 'are joined by the seal 6 which is boxed, inside the hollow part of these elements, by an air chamber 7 mounted on a rim 8. 9 allows air to be blown in and this chamber under pressure.
The longitudinal channels reserved in the mass of the elements 4 and 4 'can also be provided by means of a similar process. The use of this process is schematically
EMI6.1
¯¯ Î ÉÉÎaÎÉ 10 simply cylindrical
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is threaded into channel 11 and pressurized. It thus provides in the joint 6 the desired continuity between the recesses 11 and 11 ',
Fig. 5 shows a particular case of sections of elements 4 in which channels such as 11 have been formed in the corners.
It is obvious, moreover, that this particular case is given only by way of example and that the sections 4, which advantageously have the shape of a hollow body, can affect any suitable section, polygonal or circular and include any number channels 11 reserved for example for the passage of the tensioned reinforcements.
The mortar of the joints 6 thus produced is of course prepared with an optimum dosage from all points of view: it will advantageously be subjected before its installation to a first vibration. In addition, it will preferably still be vibrated after the execution of the joint itself.
One could also to achieve the joints use a dry matte mortar to refusal.
The joints thus formed between the sections of compressed elements can also be longitudinal, this will be the case for example if the size of the diameter of the compressed elements requires the provision of radial joints.
Figs. 15 and 16 show an example of an embodiment of this kind. In fig, 15 the longitudinal joints between the elements 4a, 4b, 4'a, 4'b, 4'o are cut out from the transverse joint 6. In fig, 16, on the other hand, the longitudinal joints 12 are in the continuation of one another and a strip iron plate 13 has been placed in the transverse joint 6 so as to ensure a better distribution of the forces in the compression on the successive sections.
The strip iron plate 13 may naturally be continuous, cover the entire section of the transverse joint 6 or possibly even, in the case where this joint is arranged in a helix, be disposed continuously in this helix and be produced. either by successive welded elements, or by elements that partially overlap each other.
The current section of a tensioned element is represented by FIG. 6, the bundle of wires 14 is encased in concrete in such a way that the distances between the wires are of the order of magnitude of their diameter. The entire bundle is surrounded by a continuous hoop 15 preferably stainless or made such by a suitable covering.
The wires 14 are subjected to a preliminary tension which subjects the cover concrete to very high compressive stresses. This tensioning will preferably be preserved by simple adhesion since, in these tensioned elements, the concrete essentially plays a protective role and has little or no effect on the strength of the assembly.
The tensioned elements will be made as long as possible taking into account the ease of handling or transport. For this, lengths of 10 to 20 meters can be considered, if in certain cases these lengths are insufficient it is advisable to provide for the pos- possibility of connecting two tensioned elements together. In addition, assemblies are necessary to unite the tensioned element or cable thus produced with other elements of the structure. It is obvious that in order to preserve the
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impact resistance of the cable thus obtained it is essential that the assemblies be at least as strong as the running part.
Figs. 7, 8, 9, 11, 12, 13 and 14 relate to possible shapes of these assemblies. But first of all it should be noted that for such cables it is possible to use the anchoring systems described in patent 870.070 and the applications of August 26, 1939 and September 30, 1941 mentioned above. These applications or patents describe in particular cone-shaped anchors; it is these anchors that should be understood when we will discuss "anchor cones" in the following.
It is therefore possible either to anchor these cables under tension in accordance with said patents or to carry out the anchorages first, the tension having to be given subsequently.
Figs. 5 and 6 relate to a first possible form of assembly. Anchor members such as nodules 14a are formed towards the end of each wire 14 at well-defined positions obtained by heating the wire on a resistance welder and pushing it back when it has become plastic enough to. support this treatment. Moreover, these nodes 14a can be replaced by bouoles or hooks, accepting larger dimensions.
The ends of these wires provided with stops such as 14a will be distributed, in accordance with FIG. 5, around a lag screw 16 serving as a core and the whole will be surrounded by a frame comprising one or better more concentric steel hoops 17, preferably high strength; the outermost of these frets will preferably be of stainless metal or made such by a suitable coating. We then pour the whole, along the length of the lag screw, in cement mortar, with all the precautionary measures and we obtain, by unscrewing after setting, the central mandrel, a nut in which we can screw a screw similar to the model.
The Applicant's tests have shown that by giving this gold a depth of about
5 times the largest diameter of an ordinary steel lag bolt having a breaking strength a little higher than that of the cable, we obtain on such a screw an assembly having the same strength as the cable itself; with a nut on the right and a nut on the left, it is therefore possible to assemble two cables using a single screw.
The tightening of the nuts can be improved by heating them slightly before blocking the screw and, if the machining of the screw leaves something to be desired, it can be remedied by a lining, made either with a synthetic resin or with the pure cement paste, Having thus prepared the two heads of a stretched element, the mortar coating of the running part between the heads will be carried out, the reinforcements 14 will be put under tension by acting on the heads with jacks, thanks to two screws 16 of appropriate shape. If the length of the lag bolt and the force of the hooping are sufficient, breakage always occurs outside the assembly, the resistance of which is greater than that of the cable in normal section.
Since steel screws are expensive, they can be replaced by reinforced concrete screws, such as those shown in figures 13 and 14, obtained by grouping together high-resistance steel wires, provided with groups.
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nodules 14a and 20a at their ends. This assembly will be wrapped by turns such as 19 or any other means, then it will be cast in concrete in a mold having the interior shape of a lag screw. We can thus achieve a double lag bolt which will allow to join two cables; care will be taken to give these lag screws a strength markedly greater than that of the cables. It is also possible (fig. 14) to end in a lag thus formed the end of a cable.
It is also possible to end the cables with shaped thimbles by taking the wires in half, preferably provided with nodules at their end, and by bending them in the shape of a thimble in a little more than a semicircle, half on the right, half on the left for example, o is the case of the terminal produced in FIG. 18. The end of the wires is then wrapped and the whole is cast over the entire height of the folded wires. This will give a system in the form of an eye bar that is stronger than the cable itself. The terminal shown in FIG. 13 can also be attached to the end of a cable provided with a nut.
Instead of starting with the formation of the heads, we can do the reverse and start with the concrete of the running part, reserving that of the heads. In this case, the ends of the bars 14 will be grasped either by nodules 14a with claws 18, such as that of FIG.
..9, which can be constructed to grab all the wires of the same oable at once, either with jaws, and stretch them with a jack or a group of jacks. The entire cable is concreted, leaving a free length of a few decimeters at each end. The tension is released after the mortar has hardened.
In the case where. the stopping members, for example the nodules 14a of FIG. 11 have been provided, a junction of resistance equal to that of the cable will be obtained, by oroising the ends opposite two elements over a length equal to 30 or 40 times the diameter of the wires; the nodules are interposed between the bars of the opposite group if necessary thanks to a slight elastic deformation of the threads; the whole is covered with a hooping 19, preferably in several layers, the last of which is very close to the outer surface, will be stainless or perfectly protected against oorrosion, and the whole is coated in mortar of the best possible quality. and fully vibrated, preferably under slight pressure.
The above examples are not limiting.
One could consider for example the use of hooping formed by tubes in which one would come to weld assembly elements, for example pins and drilled plates, assembled or not in advance, to another element, in sheet metal by for example, by electric welding or else elements provided with threads, etc. The given examples combined with known means make it possible to create an almost unlimited number of joint combinations.
A cable can have any of the possible assemblies at each of its ends.
The assemblies comprising the use of concrete cast before tension will first be carried out, then the cables will be stretched as described above by stressing the ends not provided with cast assemblies, for example with a claw such as 18.
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It is possible to use the forms of assembly which have just been described, to connect a tensioned element to an anchoring point or to a node of the construction.
It is then convenient to use a terminal nut such as that which is shown in FIG. 7 and to screw therein a rod terminated by a fixing means adapted to the problem to be solved, for example: an ordinary screw with a nut, plate clevis, eye, T-shaped head, buckle, etc. an example of these means is illustrated by FIG. 10 which represents a cut sheet, the hatched part of which can be embedded in the concrete of the end of a cable.
This connection can also be achieved by the improved adhesion of the bars 14, preferably by the creation of nodules or hooks, and these bars can be incorporated into a mass of concrete, preferably hooped, integral with the assembly point. It may then be advantageous to use this fixing to act in tension on the reinforcements and then to produce the concrete for embedding the tensioned elements.
Simple examples of such articulation joints are illustrated in Figures 17, 18 and 19.
On the first of these, a section 21 of compressed element is hooped internally and externally by two sheet cylinders 22 and 23; unechape 24, formed of two cut plates, connected by a transverse plate 25, is embedded and welded in the cylinders 22, 23, Between the two cylinders is poured mortar with the precautions provided above with respect to the compressed parts. The cap 24 can then receive an eye carried by a rod such as that shown in FIG. 10. The visible metal parts of this section will of course be stainless or made such by any suitable treatment.
The section 21 can also be made entirely of cast iron or cast steel. It should be noted that the yoke 24 also carries an eye 26 which allows the use of a temporary tension member to allow the assembly or replacement of the final tension element.
Figs. 18 and 19 show an example of an articulated junction, produced so as to leave only a minimum of visible metal, with a view to protection against corrosion. The tensioned element 27 is provided, as has been said above, with a terminal eye 29 hooped at 28. A sheet metal cossen 30 advantageously surrounds the inside of this eye. The latter is crossed by a pin 31 bearing in the two parts 32 of a concrete screed integral with the mooring point.
The parts 32 are armed with round irons 33 embedded and anchored in the mooring point while the axis 31 is constituted by a stainless steel tube 34 preferably filled with die-cast mortar and armed with numerous fine wires 35, of preferably also of stainless steel and provided with nodes 35a ..
Another example of assemblies of building elements is represented by FIGS. 20, 21, 22 and 23. It is applicable to the arming arms of power line pylons.
Figs, 20 and 21 show, in transverse and horizontal section, an arm 36 fixed on a section 37 of compressed element. One or more reinforcements 38 cross the
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arm 36, which can moreover be hollowed out in its central part, and they surround the section 37. Preliminary tensioned, they are anchored in anchoring members 39, for example metal plates.
Figs. 22 and 23 show clevis joints 40 embedded in the sections 41. In these clevis joints are either horizontal arms 42 or the ends of the tie rods 43.
Fig. 24 corresponds to an example of a complex assembly forming a node of a reticulated construction. This node is produced by a suitably shaped metal part 45 which comprises a bearing surface in the form of a spherical cap, for the compressed element 44 and articulation yokes for the tensioned elements 46, 47 and 48; these can advantageously be formed as has been said above and terminated by lag screws provided with suitable eyes. It should be noted that the metal part 45 may also include the anchors of the reinforcements 49 and 50 advantageously placed in prior tension; for this, these reinforcements pass through the part 44 in tubes arranged in the concrete, by coating with thin tubes, rubber mandrels or in any other way.
In addition, as previously, additional eyes such as 51 can be provided for the maneuvering and erection of the construction.
This example shows that it is still possible to produce, at least using a metal part, the junction knot of several elements, both stretched and compressed.
When the construction is to include tensioned elements directly anchored to the ground, for example guy wires, it is advantageous to proceed as shown in Figures 25 to 29 inclusive.
We will build in advance the tension members or tie rods 52 prestressed with large sections of concrete and this with a threefold aim: to obtain low deformations, to raise the elastic deformation limit of these members and to ensure the best protection. possible with steels intended to remain buried in the ground. The reinforcements 53 will be given a section sufficient to support them without cracking a tension corresponding to the breaking load of the stay cable 54 which extends them; an additional safety margin will thus be obtained, in particular from the point of view of resistance to oxidation.
Towards the bottom, the wires 53 will be allowed to protrude widely, which will be provided with anchoring means widely provided for example loops or hooks 53a and which will open out so that the concrete of the anorage itself penetrates well. between them. A longitudinal channel 55 can be provided there along the axis intended for the pressurized injection of the block; this channel will be extended downwards by a light metal tube such as 56 in FIGS. 27, 28 for example.
After having established the traction member in the exact direction of the force to be supported, which must always be well determined, the chisel of the reinforcements 53 will be soiled according to the terrain, oréed at its base. It will be good to take care to limit the quantity of mortar or sealing concrete so that a short length of the concrete part of the tie rod 52 is covered.
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The various figures show a number of possibilities for adapting these seals to the ground. One can proceed as shown in fig. 25 and
26 by making concrete blocks 57 established in excavations such as 57a in FIG. 25 in which AB is the generally horizontal surface of the ground, excavations as narrow as possible, widened only at their base to form a hook and then filled with the cuttings as perfectly as possible and preferably by vibrating the fill like concrete .
It is also possible to seal the hair of loops 53a in masses of concrete 58 cast in pockets obtained by repelling the ground with an explosive charge as shown in FIGS. 27 and 29 or again as shown in fig. 28, use simple large diameter boreholes in the case of hard rocks; in case of fractured rocks, it is recommended to wash the borehole with pressurized water.
In these last two cases, at least, the body of the tie-rod will be left free of mortar. The tie-rod can then be grasped by any attachment means prepared for this purpose, for example a T-shaped head made on the body of this tie-rod, a jack provided with multiple jaws with wedges gripping the frames 53, multiple jaws, such as that shown in FIG. 9, combined with the use of nodules, etc. and, resting on a suitable tripod not shown resting on three support plates, subjecting the tie-rod to a tension preferably greater than that which would correspond to the breaking force of the tie-rod;
then after a sufficient period of time for the compaction to be carried out, inject cement mortar into the cavities which could have been produced, using, for example, as an injection tube the one which has been reserved in the tie itself. An anchorage in the ground will thus be obtained offering absolute guarantees of resistance and undeformability.
In the case of low loads, a tensioned element will be attached to a single tie rod.
Fig. 25 shows an embodiment of the head of the tie rod which allows a stay cable to be tensioned, for example, whatever its arrangement, provided that it is formed or reinforced by wires. The latter pass through a channel 60 formed in the head of the tie rod and are stopped by an anchor rod 61.
In the case of shrouds exerting powerful forces or forces of variable direction, it will be advantageous to use several tie rods which will converge towards a point of the shroud, this is the case in fig. 29. By distributing the forces in this way, the resistance and weight of the terrain will be used at a lower cost.
These tie rods will join for example in a solid
62 hooped or reinforced on demand, in which they will be anchored either by adhesion, or by nodules such as 63 or anchoring cones, in this mass will end the shroud 54 at a point generally quite high above the ground and where it can be fixed either by a single anchoring cone 64, or by multiple cones between which the wires of the stay cable will be distributed to form a certain number of secondary cables which will be tensioned simultaneously, using the jacks correspondents. These anchoring aones and these jacks have been described in patents or earlier applications already mentioned several times.
This way of proceeding is not exclusive, it is obvious for example that it is possible to use a lag bolt extended by a screw, such as the lag bolt 16 of FIG. 7, on which we will act with a nut.
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The following figures illustrate examples of constructions carried out using the various elements which have just been described. They relate to power line pylons which include elements of particularly large dimensions given that it is legitimate to provide for these constructions heights of
100 meters and more. The realization of smaller constructions with these elements will therefore not present any difficulties.
A judicious combination of the different elements makes it possible to realize not only the articulated or reticulated systems which were alluded to at the beginning but also rigid constructions subjected to complex forces or mixed constructions simply comprising a small number of articulations. .
Two examples of these possibilities are shown in figures 30 and 31,
Fig, 30 shows a simple pylon without guy embedded in the ground and intended to support a three-phase line.It consists of a vertical fléohi and compressed barrel formed of a large number of superimposed sections, joined by an oompression parallel to the axis of the barrel, obtained by a series of stays, preferably internal, visitable and removable, when the dimensions of the barrel allow it to be achieved. From the bottom, we find:
1) A foundation concrete 64 capable of transmitting the weight of the system and one of the elements of the overturning torque to the ground.
2) A lower anchoring ring 65 which can be a reinforced concrete shell, comprising internal projections 66 between which cables or groups of wires can be passed, provided with suitable anchoring heads formed, i.e. small clumps of hooped concrete strongly linked to the wires, either by loops or projecting nodules on the wires, or even by a cone of anorage. These means of obtaining an anchoring teat are moreover not exclusive.
These heads are supported on the interior projections of the shell 65; chars can therefore be placed and removed at any time once relaxed.
3) Tapered ferrules 67 can moreover be replaced by concrete executed in place, their role being also limited to that of formwork.
4) A more rigid crown 68 comprising internal cable inflection members capable of transmitting to the ground, by appropriate members 69, the upper component of the overturning torque supported by the drum.
5) A lower ferrule 70 comprising a hole called 71 for inspection.
6) 72 tapered ferrules as light as possible, forming most of the barrel.
7 Ferrules 73 containing or supporting female anchoring cones or any other anchoring member of similar role, extended downwards by tubes allowing the passage of the reinforcements and thanks to which one can tension and anchor the cables 74 or relax them in the event of vpu-, replace a cable that has become defective. These ferrules 73
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are distributed so as to obtain an economical use of the cables. The cables are preferably parallel wires protected by a good anti-rust coating.
8) Shells carrying armament arms in reinforced concrete, prestressed concrete or in a metal frame, or even in wood, fixed in any way. The elements described with reference to the figures will advantageously be used.
20, 21, 22 and 23.
Very large pylons of unrestricted height can thus be built, especially if the fruits and thicknesses are variable. In the case of very large dimensions, all the elements can moreover be subdivided by radial joints as described with reference to Figures 15 and 16.
It is conceivable that the cables, instead of being free in the middle of the construction, borrow channels formed in the thickness of the shells; this is par- ticularly easy in the case of polygonal, triangle, rectangle, rhombus, etc. sections. The integrity of the channels will be reserved by the device illustrated in FIG. 4 and the channels will be injected in mortar after placing in cable tension.
When the pylons have great heights, they must withstand considerable embedding moments and therefore become too heavy and too expensive; the price can be considerably reduced, as well as that of the foundations, by guy lines.
Fig. 31 shows an example of a cable-stayed pylon,
From the base to the top: 76 is a support member on the ground which can be cast in place or be executed in advance in reinforced or pre-stressed concrete; On this support rests a frame which can be in one piece and rest by a spherical articulation on the support member 76 or, on the contrary, comprise several sections, namely: a) a block 77 comprising an articulation or a semi -articulation 77a and anchorages 78 of pitchers, preferably anchor cones; b) sections 79, the length, number and shape of which can be any, ooiffés by a last section 80 comprising a certain number of anchoring possibilities for longitudinal cables, preferably in the form of cones embedded in this section, or simply resting on it.
This last section is covered by a protective cap 81 for the anchorages against bad weather.
Between the current sections 79 is interposed a particular section 82 which comprises members allowing either the change of direction of some of these cables which are thus transformed into shrouds or the fixing of lateral shrouds.
A certain number of char or group of wires 83 are stretched between the first and the last section approximately parallel to the axis of the barrel which they compress. These cables 85 can obviously be internal as is shown in the figure or external, fixed or else removable in the event of an accident.
Other cables such as 84 can be anchored on the section 80, they pass through the section 82 then are stretched by anchoring members 85 strongly connected to the
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ground at a certain distance from the base 76, Other cables fixed to the section 82 can be tensioned directly by the anchoring members to the ground, these anchoring members will advantageously be of the type described with reference to Figures 25 to 29.
It is of course possible to use these two types of cables or else one or the other separately.
The specific bending resistance of the barrel is due to its compression by the cables 83 which are stretched near their elastic limit. The cables 84 ensure the resistance to overturning of the assembly, but they also contribute to the compression of the barrel. However, their effectiveness from this point of view is limited:
1) by the resistance before any deformation of the anchors in the ground;
2) the fact that their pre-tension cannot exceed half of their breaking rate so that, when the support receives its breaking load, the guys located opposite the tensioned guys can unload enough to stop creating a force on these tensioned shrouds.
If the stay cables of the pylon are to be fixed to the ferrule 82, the arrangement shown in FIG. 17 will advantageously be used for the latter. This arrangement is moreover not the only one which can be envisaged; thus one can, for example, make this ferrule as a whole embrace by the supposedly flexible shrouds 84, make it pass through tubes so as to reach surfaces capable of receiving anchoring cones or even use intermediate members between this part and the shrouds. These latter organs could for example be bou-. lônées or fixed themselves by anchor cones. It is also possible to use the arrangement described with reference to FIGS. 18 and 19, which offers the advantage of a considerable reduction in the metal parts directly exposed to oorro- tion.
In any case, the shrouds will be tensioned, preferably by their lower end, which makes it possible to provide a fixed anchorage on the ferrule 82.
The erection of the pylon and the fixing of the final stays will be facilitated by the use of eyes or clevises such as 26 in fig. 17 to which temporary cables can be attached. The armament of the pylons described with reference to FIGS. 30 and 31 will advantageously be carried out by brackets, of the kind shown in FIGS. 20 to 23, It is also possible to envisage the installation of a metal frame or even of 'a wooden frame to serve as a support for the line or antenna wires, fixed to the top of the pylon.
Figures 32 to 35 finally relate to vertical cross-linked constructions which can also be used for the purposes of line supports.
The f ig. 32 and 33 correspond to a particularly simple embodiment of a supporting gantry. Compressed arms 86 rest at their base on joints shown schematically at 87. These arms may be of a
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single piece or be articulated in sections such as 86a, 86b, 86c, etc. The upper end of each of the sections is fixed by three targets forming a trihedron which gives it a defined position in space; articulation A for example thus comprises 3 cables AB, AC, AD.
Points C and D, as well as their counterparts which bear the reference numeral 88, are constituted by anchors in the ground such as those which are described with reference to figures 25 to 29, These cables are obviously stretched and can be produced as required. is said with reference to FIG. 6. The various articulations of the terminal ends of the sections may be of the type described with regard to FIGS. 17, 18, 19 and 24.
These gantries carry at their upper part a planar triangulated system 89 intended to support the line, a system which is braced in the direction perpendicular to the plane of the figures by the traction of the wires of the line itself.
Fig. 34 shows a similar gantry.
However, its upper part is crowned by a triangulated system comprising compressed EG and FH bars, - guyed by anchors 88a; for their part, the compressed bars EJ and FJ are braced by the wires of the line.
Fig. 35 finally is a juxtaposition of two systems of the kind shown in fig. 54.
A rigid KIMN quadrilateral is thus obtained at the top of the portico on which it is possible to hang an arbitrary reticulated system capable of withstanding forces having any orientation. For example, the cross-linked system formed by the compressed bars ON, OK FN, PK on the one hand, QL, OM, RM and RL on the other hand and by a series of corresponding tension elements.
It goes without saying that the constructions described have been proposed only by way of examples and that it is possible to envisage much more complex crosslinked or articulated systems involving the basic elements described in this specification. and that, in addition to the basic elements themselves and their assemblies, it is possible to substitute technical equivalents playing identical roles without departing from the scope of the present invention.
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