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PROCEDE ET DISPOSITIF-POUR LA MISE SOUS TENSION PREALABLE ET L'ANCRAGE D=
ARMATURES DE CONSTRUCTIONS PORTANTES*
La présente invention se rapporte à un procédé et à un disposi- tif pour la mise sous tension et l'ancrage d'armature de constructions por- tantes.
De telles armatures mises sous tension en fils d'aciers de haute qualité sont employées surtout pour la fabrication de constructions précon- traintes en béton,
On connaît aujourd'hui principalement deux procédés et dispositifs correspondants pour la préparation d'armatures à mise sous tension avec-ancra- ge final. Dans le premier procédé, les divers fils ou brins de l'armature (câble) suivent aux extrémités les bords d'une ouverture (conique) de la cons- truction précontrainte. Au moyen d'un dispositif spécial, au pourtour duquel les fils doivent être fixés, au moyen de coins,les fils sont tendus, après quoi on force dans la dite ouverture au moins un corps (par exemple un cône) de telle sorte qu'il se produise un frottement suffisant pour empêcher un glis- sement des fils.
Un inconvénient de ce procédé consiste en ce qu'on n'est pas sur qu'après ancrage tous les fils seront tendus au même degré, c'est-à-dire qu'on peut se demander si l'ancrage simultané de plus de deux fils (en règle géné- rale on a de 8 à 20 fils et davantage) au moyen d'un effet de coins mérite confiance ou si l'un ou l'autre fil ne glissera pas, ce qu'on,-peut imaginer sans plus. Un autre inconvénient du procédé décrit est qu'il n'est pratique- ment pas possible de contrôler l'ancrage et la tension réelle des fils. En outre., le dispositif de mise sous tension est relativement lourd et compliqué.
Dans le deuxième procédé, les divers fils de l'armature (une uni- té d'armature consiste dans ce cas en plusieurs fils qui s'étendent parallè- "lement l'un à l'autre à une certaine distance l'un de l'autre, suivant un agen-
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cement rectangulaire par exemple à 4 x 8 = 32 fils) traversent à leurs extré- mités par paires,les ouvertures rectangulaires d'un dispositif d'ancrage en acier. Au moyen d'un dispositif spécial les fils sont tendus par paire l'un après l'autre et sont ancrés par paires dans la section d'un coin rectangulai- re en acier, par effet de coingage.
Les inconvénients de ce procédé sont surtout d'ordre économique, du fait que l'ancrage en bout employé est relativement cher. En outre, la mise sous tension par paire des fils nécessite un grand emploi de temps. Il est connu aussi de pourvoir des fils isolés ou des torons isolés d'une enve- loppe ou douille qui est par enfilage réunie au fil ou au toron d'une maniè- re qui résiste à la traction. Cette douille de traction est reliée à un dis- positif de mise sous tension et les fils sont de cette façon mis sous tension.
L'inconvénient de cette méthode consiste toutefois d'abord dans le prix élevé des douilles de traction, ensuite on ne peut fixer aux douilles que de petit s torons de sorte que la force maxima par câble s'élève au plus à 30-40 t.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention évite les dé- fauts techniques et économiques évoqués et se caractérise en ce que les fils à mettre sous tension sont ancrés à leur extrémité chaque fois à un corps d'an- crage commun. Un fil isolé ou plusieurs des fils à ancrer sont amenés à pas- ser par le trou d'un corps d'ancrage cylindrique et sont ancrés à ce corps d'ancrage par refoulement d'une tête. A l'aide d'un dispositif de traction qui saisit le corps d'ancrage,les fils sont mis sous tension, après quoi le corps d'ancrage est amené à prendre appui sur la construction portante.
Ce mode d'ancrage est, relativement à tous les autres, genres connus, plus économique,car on peut le réaliser avec des moyens simples.
Les corps d'ancrage cylindriques peuvent être fabriqués à bon compte sur des torons automatiques ou par coulée, éventuellement par pressage, tandis que le refoulement des têtes d'ancrage peut se faire de manière simple.au moyen d'un dispositif développé par les inventeurs.
Un autre avantage économique est l'emploi de câbles qui consis- tent en câbles constitués de faisceaux parallèles, que l'on peut fabriquer de manière simple.
Le procédé permet en outre d'arriver à une capacité d'adaptation maxima à de petites et à de grandes fqrces de tension. Par l'assemblage d'un- nombre quelconque de fils dans une tête d'ancrage on peut aller jusqu'aux plus grandes forces de mise sous tension, c'est-à-dire jusqu'à plusieurs milliers de tonnes.
En outre on a la possibilité d'un réglage graduel de la tension ainsi que d'un contrôle à tout instant de la force de tension, par un nouveau raccordement'du vérin dans les têtes d'ancrage. On a aussi la possibilité de mettre sous tension en même temps la totalité du câble jusqu'aux plus gran- des forces de tension, et aussi de dépasser les forces de tension admissibles et ainsi de mettre à l'épreuve la résistance du câble.
Suivant ce procédé, on peut obtenir un ancrage techniquement sur, du fait qu'il ne repose pas sur des forces de frottement ou de serrage.
Dans les deux procédés comme évoqués au début les fils sont d'a- bord ancrés par rapport au dispositif de mise sous tension et après la mise sous tension, on fait un second ancrage qui prend appui sur le béton. Si ce deuxième ancrage cédé partiellement, il est difficile d'y remédier. Dans le procédé suivant l'invention on n'emploie au contraire qu'un seul ancrage et le mode de travail de cet ancrage peut être contrôlé exactement au cours de la mise sous tension. Par une tension au delà de la normale on peut é- ventuellement éprouver la sécurité de l'ancrage.
En raison de la possibilité de mettre sous tension le câble dans son entièreté, et par les deux bouts, et aussi de dépasser la force de tension prévue, on peut exclure complètement ou réduire considérablement, par une mi- se sous tension simultanée ou alternée, la perte de tension par suite de frot- tement.
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Les manipulations sur chantier sont très simples, et réduites à un minimum.
Il n'y a pas de fils qui dépassent, de sorte qu'il y a moins de chutes de fils. Tous les fils sont tendus uniformément. Ceci donne un tra- vail de mise sous tension sûr.
Les instrumentde mise sous tension sont en outre simples et lé- gers. Le dispositif formant également objet de l'invention, pour la réalisa- tion du dit procédé consiste en un vérin avec ouverture axiale le traversant de bout en bout que traverse une tige de traction-qui est fixée à une extré- mité à un corps d'ancrage à conformation cylindrique et qui s'appuie à l'au- tre extrémité à la tête du vérin.
Plusieurs exemples de forme d'exécution d'un dispositif suivant l'invention pour l'exécution du procédé suivant l'invention sont montrés aux dessins ci-annexés dans lesquels : - Figure 1 montre l'armature et le dispositif de mise sous ten- sion en coupe longitudinale.
- Figures 2 et 3 sont des coupes suivant les lignes II-II et III- III de la figure 1.
- Figure 4 montre à plus grande échelle une coupe longitudinale dans le corps d'ancrage, la tige de traction, l'écrou d'appui et la construc- tion d'appui..
- Figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4.
- Figure 6 est une coupe longitudinale dans l'armature mise sous- tension et anqrée à la,construction au moyen du corps 'd'ancrage et de l'écrou d'appui.
- Figure 7 est une coupe longitudinale dans l'armature tendue, sans emploi d'un écrou d'appui.
- Figure 8 montre la forme de l'exécution la plus simple du pro- cédé suivant l'invention.
- figures 9 à 12 montrent d'autres exemples pour des modes d'exé- cution de la tête d'ancrage suivant les' idées de l'invention..
Suivant le mode d'exécution représenté à la figure 1, le disposi- tif de mise sous tension comprend un vérin 1 à piston hydraulique 2, pompe 3 et manomètre 4. Le piston possède une ouverture axiale 6 le traversant de bout ;en bout, dans lequel passe une tige de traction 6. La tige de traction est, à la gauche de la figure, fixée à un corps d'ancrage 7 cylindrique pour- vu d'un filet extérieur et appuyé à l'extrémité de droite sur le vérin, au moyen de l'écrou 8. Au pied du vérin 1 est intercalée la construction d'ap- pui 9, qui s'appuie sur une plaque de base 10.
Le procédé pour la mise sous tension et l'ancrage de l'armature est le suivait (voir figure 1); les fils 13 qui passent dans une enveloppe 11, 12 sont ancrés à leur extrémité de la manière déjà décrite, à un-corps d'ancrage commun 70
L'armature terminée (câble) comprenant un certain nombre de fils 13, la douille 11, 12, le corps d'ancrage 7 (aux deux bouts) est noyée dans la'construction portante (par exemple un pont en béton).
Pour mettre l'ar- mature sous tension, on fixe d'abord au corps d'ancrage 7 la tige de trac- tion 6, (par exemple par vissage) ensuite on met en place par exemple un écrou d'appui 16, la construction d'appui 9 et le vérin 1 (à ouverture axiale). En= fin on adapte encore l'écrou 8 à la tige de traction 6 et on le déplace jus- qu'à l'extrémité de piston 2' du vérin.
On peut alors faire.commencer le travailde mise sous tension; on met en service la pompe 3 du vérin-1. au moyen du bras 15, ce qui fait que le piston 2 tire vers l'extérieur la tige de traction 6 et le corps d'an- crage 7 (voir figure 1, à droite). De ce fait, les fils 13 sont tendus,
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Pour ancrer l'armature;, on déplace l'écrou d'appui 16 qui est vis- sé sur le filet extérieur du corps d'ancrage 7, jusque-contre la plaque de' base 10. La rotation et le déplacement de l'écrou se font alors par la fe- ngtre 9' de la construction d'appui 9.
A présent, la tige de traction;, le vérin et la construction d'ap- pui peuvent être enlevés, comme montré à la figure 6, et l'armature est ten- due définitivemento On procède 'encore au bourrage de mortier de ciment ou d'un autre produit dans l'espace creux 17 entre l'enveloppe 11, 12 et les fils
13.
Dans l'ancrage des fils avec de petites têtes 14 dans le corps d'ancrage 7, ce dernier est fait relativement court et alors - pour un grand déplacement pendant la mise sous tension - l'écrou d'appui,, comme on peut le voir sur la figure 4, n'est vissé sur le corps d'ancrage que lorsque celui- ci dépasse de la construction portante.
On notera encore la possibilité d'ancrer l'armature dans la cons- truction sans employer d'écrou d'appui 16 (voir figure 7).
Ceci se fait en ce que le corps d'ancrage 7' qui n'a pas de filet extérieur est maintenu provisoirement dans sa position finale (par exemple par ancrage en deux parties de la tige de traction) jusqu'à ce que le mortier bourré dans l'espace creux 17 ait durci.
Le nombre des fils d'ancrage peut être quelconque par exemple ' on peut n'avoir qu'un fil. Un fil d'acier 13 est enfoncé dans un corps d'ancra- ge cylindrique pourvu d'un alésage et est pourvu d'une tête refoulée 14. Lors- que le fil d'acier est assez tendu, la tête d'ancrage se trouve à la distance d.de l'extrémité de l'objet 18 à mettre sous tensiono En serrant la vis 16 de la figure 9 ou par l'introduction d'un plateau de soutien 19 (figure-10) '. il est maintenu à la distance convenable. Si l'on emploie plusieurs fils, on fait usage de l'agencement montré par exemple à la figure 1, dans lequel l'armature et le dispositif de mise sous tension sont représentés en coupe longitudinale et en élévation.
On peut mettre sous tension simultanément par les deux bouts ce qui est très important pour diminuer les pertes par frottement. Le présent procédé et le dispositif pour la fabrication d'armatures tendues se earaeté- rise par les autres avantages importants suivants -. l'armature peut être li- vrée sur le chantier ,comme un élément fini, comprenant les filsl'enveloppe flexible et les corps d'ancrage, le tout pouvant être éprouvé dans l'ouvrage .
Il est toujours parfaitement possible de vérifier ou de modifier la tension.
(à supposer bien entendu, qu'on n'a pas encore bourré de mortier dans l'enve- loppe de l'armature).
REVENDICATIONS.
EMI4.1
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1. -Procédé de mise sous tension et d'ancrage d'armatures de constructions portantes, caractérisé en ce que le fil à mettre sous tension est amené à passer par une ouverture d'un corps d'ancrage cylindrique et'est ancré relativement à celui-ci par refoulement d'une tête, après quoi le corps d'ancrage est à son tour saisi par un dispositif de traction et est appuyé sur la construction portante après que la mise sous tension soit terminée.