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WO2018229426A1 - Élément de structure a précontrainte provisoire - Google Patents

Élément de structure a précontrainte provisoire Download PDF

Info

Publication number
WO2018229426A1
WO2018229426A1 PCT/FR2018/051380 FR2018051380W WO2018229426A1 WO 2018229426 A1 WO2018229426 A1 WO 2018229426A1 FR 2018051380 W FR2018051380 W FR 2018051380W WO 2018229426 A1 WO2018229426 A1 WO 2018229426A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tensioner
temporary
housing
concrete
cavity
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/051380
Other languages
English (en)
Inventor
Alain SABBAH
Original Assignee
Sabbah Alain
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sabbah Alain filed Critical Sabbah Alain
Publication of WO2018229426A1 publication Critical patent/WO2018229426A1/fr

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/20—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members
    • E04C3/26—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members prestressed
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/122—Anchoring devices the tensile members are anchored by wedge-action

Definitions

  • the present invention generally relates to the manufacture of structural elements, in particular beams, slabs or concrete forms.
  • It relates more particularly to a prefabricated structural element comprising an elongate body, at least one tensioner which longitudinally compresses the elongate body, and a means for deactivating said tensioner which makes it possible to release the compression exerted by the tensioner on the elongated body.
  • the invention can be applied to any type of structure, for example to buildings, bridges, dams ...
  • a well-known problem of concrete is that, although it resists compressive forces, it cracks quickly when subjected to tensile forces, even at low intensities.
  • prestressed concrete that is to say concrete crossed by a metal frame that compresses the concrete.
  • the idea is to make sure that the concrete always works in compression and never (or little) in traction. For this, it exerts an initial traction on the metal frame so that at rest, the concrete beam is compressed.
  • the metal reinforcement used is generally formed of cables or bars.
  • the cables are generally arranged in the lower part of the section of the beam.
  • pre-tensioning Two methods of manufacturing prestressed concrete beams are known.
  • pre-tensioning consists in applying a tension to the metal reinforcement before the complete setting of the concrete. The reinforcement is then released, thus putting the concrete in compression by simple adhesion effect.
  • document FR3024480 discloses a beam in which other sheathed cables (called “tensioners”) are arranged in the upper part of the section of the beam.
  • the beam must necessarily be equipped with means for releasing the tensioners once the concrete has dried sufficiently to achieve good resistance on the prefabrication site or once the beam is installed in the structure and that it is progressively loaded (so that the loads compensate for the higher prestressing).
  • the present invention proposes an element of structure as defined in the introduction, which comprises damping means adapted to slow the movement and / or deformation of the tensioner during release of the compression that the tensioner exerts on the elongated body.
  • damping means allow either to slow the tensioner when it is suddenly relaxed, which dampens or eliminates the shock wave caused by the release of the tensioner, or to avoid the appearance of a shock wave (considerably reducing the elongation of the tensioner to release).
  • the damping means thus make it possible to secure the operation of releasing the tension of the tensioner (s), which reduces the risks of rupture of the elongate body as well as the risks for the operators in the vicinity of the structural element.
  • the damping means comprises a fluid or a granular cluster confined in a cavity
  • At least part of the tensioner is threaded into a sheath so as to delimit with said sheath said cavity;
  • the sheath comprises at least one orifice for ejecting a portion of the fluid or granular mass out of the cavity;
  • the damping means comprise a housing and at least one piston which is connected to one end of the tensioner, which is slidably mounted in the housing, and which delimits with said housing said cavity, and the deactivation means comprises at least one valve adapted to allow ejection or discharge of a portion of the fluid or granular mass out of the cavity;
  • the housing is fixed to the elongate body or connected to the elongate body by another tensioner;
  • the housing houses two pistons, one of which is connected to one end of said tensioner and the other of which is connected to one end of another tensioner;
  • the damping means comprise a film with several thicknesses which is wound on the tensioner and which is sandwiched between the tensioner and the elongated body;
  • the damping means comprise at least one other tensioner which has a global section at least twice greater than that of said tensioner and which is connected to one end of said tensioner; the elongated body is made of concrete;
  • the damping means are made in a different material from that of the body of the beam.
  • FIG. 1A is a schematic side view of a structural element according to a first embodiment of the invention.
  • FIGS. 1B and 1C are detailed views of two alternative embodiments of the area I of Figure 1A;
  • FIG. 2A is a schematic side view of a structural element according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 2B is a sectional view along the plane A-A of Figure 2A;
  • FIG. 3A is a schematic side view of a structural element according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 3B is a detail view of zone III of FIG. 3A;
  • FIG. 4A is a schematic side view of a structural element according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 4B is a sectional view along the plane B-B of Figure 4A;
  • FIG. 5A is a schematic side view of a structural element according to a fifth embodiment of the invention.
  • - Figure 5B is a sectional view along the plane C-C of Figure 5A;
  • - Figure 5C is a sectional view along the plane D-D of Figure 5A;
  • FIG. 6A is a schematic side view of a structural element according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 6B is a detailed view of zone VI of FIG. 6A.
  • structural element designate any element used in a work to compose and / or rigidify the structure of this work (this work may be of any type: building, bridge, canal ).
  • the structural element may have any type of shape, and have various functions. It may for example be a slab or hourdi. In the remainder of the description, the structural element considered will be a beam 1.
  • This beam 1 will preferably be profiled and it may have any type of cross section (square, I, T, .). It will be considered here that it has a rectangular section.
  • These tensioners are here formed by metal cables but they could have other shapes (metal rods, carbon fiber cables ).
  • the "neutral fiber A1" of the body 10 of the beam 1 will be defined as the geometric line passing through the centers of gravity of the cross sections of the body.
  • the section of the beam is rectangular, so that the geometric centers and the centers of gravity of the sections are merged.
  • the "permanent tensioners” 20 'of the “provisional tensioners” 20 will be distinguished as follows: while the permanent tensioners are intended to remain permanently tensioned and attached to the body 10 of the beam 1 (especially after the beam has been placed permanently in a structure and supports loads), temporary tensioners are designed to be relaxed (especially when the beam is placed permanently in a book and it is loaded).
  • the permanent tensioners 20 will extend parallel to the neutral fiber A1 of the beam, under this neutral fiber, and the Provisional tensioners 20 will extend parallel to the neutral fiber A1 of the beam, above this neutral fiber.
  • the beam 1 is designed to be placed by its ends on supports 100 formed by the rest of the work.
  • this beam 1 Because of its own weight and the weight of the loads it will have to bear, this beam 1 then has a natural tendency to bend downwards, which generates tensile stresses in the lower central zone of the body 10 (at the risk of seeing appear cracks in the concrete).
  • the invention then relates to the means for subsequently relaxing these temporary tensioners 20, when the concrete has reached a good resistance, or when the beam is loaded.
  • the beam 1 is equipped for this purpose, not only a deactivation means 30 which allows to release the compression exerted by each temporary tensioner 20 on the elongated body 10, but also adapted damping means 50 to slow the movement and / or deformation of each temporary tensioner 20 when the latter is released.
  • the deactivation and damping means 50 may be in very different forms.
  • FIGS. 1A to 1C, 2A and 2B, 3A and 3B, 4A and 4B, 5A to 5C, 6A and 6B respectively show six embodiments of the invention. Referring to these figures, we will describe each time only one of the temporary tensioners 20 fitted to the beam 1 (it will be considered that any other temporary tensioners have identical shapes).
  • the damping means 50 will comprise a volume of incompressible fluid (preferably a liquid, for example water, oil) or a dry granular mass (sand, powder ...), confined in a cavity to slow the deformation and the movement of the temporary tensioner 20 when its tension is suddenly released.
  • incompressible fluid preferably a liquid, for example water, oil
  • dry granular mass sand, powder
  • damping means 50 will be in different forms.
  • the temporary tensioner 20 extends over a major part of the length of the beam 1. It is fixed by one of its ends 20A to the body 10 of the beam 1 and the other of its ends 20B to a piston 53.
  • Its first end 20A is more precisely here embedded in the concrete of the body 10 of the beam 1 (during the pouring operation of the concrete forming the body 10).
  • the central portion 20C of the temporary tensioner 20 is sheathed, so that it can slide freely relative to the body 10 of the beam 1 (without adhering to the concrete).
  • the second end 20B of the temporary tensioner 20 is connected to the body 10 of the beam 1 via a system of "sandbox".
  • the damping means 50 are in the form of a kind of cylinder that can be called "sandbox".
  • This jack comprises a housing 51 and a piston 53 to which is connected the end 20B of the temporary tensioner 20 and which is slidably mounted in the housing 51.
  • This housing 51 here comprises a tubular side wall, closed on one side by an end wall 56 and on the other by a plug 55.
  • the housing 51 delimits a profiled chamber along an axis parallel to the average fiber A1 of the beam, so as to allow the piston 53 to slide.
  • the section of this chamber may be circular, oblong or more generally of any shape.
  • the end 20B of the temporary tensioner 20 enters this cavity 59 through an opening made in the center of the end wall 56 of the housing 51.
  • this end 20B of the temporary tensioner 20 passes through an opening formed in the center of the piston 53 and is encapsulated in a stop 57 which rests on the piston 53.
  • the sheath 21 in which is threaded the central portion 20C of the temporary tensioner 20 extends to the end wall 53 of the housing 51.
  • the housing 51 is fixed, directly or indirectly, to the body of the beam 1.
  • the plug 55 of the housing 51 is connected to the body 10 of the beam 1 via a second tensioner 22.
  • This second tensioner 22 is for this purpose fixed on one side to the plug 55 and is embedded in the other in the concrete of the body 10 of the beam 1.
  • the housing 51 outside the body 10 of the beam 1, against one end thereof.
  • the housing would be more easily accessible to the user. It could also be reusable.
  • the deactivating means 30, which is recalled that it allows to release the tension of the temporary tensioner 20 (when the beam 1 is installed in any structure), comprises at least one valve.
  • valves 31, 32 which are in the form of screws. These screws are here screwed into threaded bores which are formed in the housing 51 and in the piston 53, and which open, on one side, into the cavity 59, and, on the other, outwards or towards a chamber arranged inside the housing 51.
  • valves 31, 32 are thus provided to allow the ejection of at least a portion of the sand 52 out of the cavity 59.
  • valves are called "in the open state", and the sand 52 is free to escape from the cavity 59.
  • the temporary tensioner 20 is then stretched, it tends to bring the piston 53 to the end wall 56 of the housing, which forces the ejection of the sand through the valves 31, 32.
  • the temporary tensioner 20 relaxes- he gradually.
  • the progressivity of this expansion is chosen by dimensioning the valve or valves 31, 32 accordingly. It is thus observed that in this embodiment, the valves 31, 32 form an integral part of the damping means 50, which thus partially merge with the release means 30.
  • the length of the housing 51 is designed such that when the piston 53 bears against the end wall 56 of the housing 51, the temporary tensioner 20 is completely relaxed.
  • FIG. 1C shows a variant of this first embodiment, in which the housing 51 houses not one but two pistons 53, 54.
  • the housing 51 here has a tube shape closed at both ends by end walls 56. This housing 51 is preferably located at the mid-length of the body 10 of the beam 1.
  • the chamber defined by the housing 51 here has an oblong section.
  • the two pistons 53, 54 have corresponding shapes. They are initially each located close to each other, in the middle of the housing 51. They thus delimit each, with the corresponding end wall 56, a cavity 59, 59 'filled here with sand 52.
  • the temporary tensioner 20 passes through a first one of the end walls 56 and is attached to the piston 53 located on the side of this end wall 56. It passes through an opening made in the piston 53, a small distance from the center. of this piston 53.
  • a second temporary tensioner 23 which passes through the other of the end walls 56 and is attached to the second piston 54. It passes through an opening made in the second piston 54, a small distance from the center of this piston 54.
  • the lengths of the two cavities 59 and 59 ' are designed so that when the two pistons are at the ends of the housing 51, the two provisional tensioners 20, 23 are completely relaxed.
  • the opposite end of this second temporary tensioner 23 is in turn embedded in the concrete.
  • valves 33, 34 are provided per cavity 59, 59 ', in the form of screws screwed into the housing 51 or into the pistons.
  • the temporary tensioner 20 extends over the entire length of the body 10 of the beam 1.
  • the central portion 20C of the temporary tensioner 20 (that which is not embedded in the concrete) is for its part slipped into a sheath 61 so as to slide in it without adhering to the concrete.
  • the deactivation means 30 is simply formed by a recess 35 which is recessed in the upper face of the body 10 of the beam 1 and which provides access to a portion of the central portion 20C of the tensioner provisional 20.
  • This niche 35 allows an operator to cut with a tool (shear, blowtorch %) or a product (acid %) the temporary tensioner 20 so as to release the compressive stress that it exerts on the body 10 of the beam 1.
  • the recess 35 is here placed mid-length of the body 10 of the beam 1. In a variant, it could be placed, otherwise, provided that it gives access to a section of the central portion 20C of the temporary tensioner 20.
  • the sheath 61 has an inside diameter substantially greater than the outer diameter of the temporary tensioner 20, so that it defines therewith a cavity 69 filled with a volume of fluid or a granular cluster.
  • This cavity 69 is here filled with sand 62.
  • This sheath 61 preferably comprises at least one orifice for ejecting the sand 62 out of the cavity 69 after the temporary tensioner 20 has been broken.
  • the temporary tensioner 20 and its sheath 61 are designed to be cut through the niche 35, so that this sand ejection orifice naturally forms when the sheath 61 is cut.
  • the sand 62 then makes it possible to slow the withdrawal movement of this temporary tensioner 20. It thus prevents the temporary tensioner 20 from damaging the body 10 of the beam 1.
  • the sheath 61 has more orifices, which may for example be regularly distributed along the central portion 20C of the temporary tensioner 20.
  • This third embodiment of the beam 1 differs from the second mode in that:
  • the sheath 62 stops at the niche 35 (so that the ends of the sheath which open into the recess 35 form two orifices 63) and
  • the sheath 61 is cut at the level of the walls through which it emerges in the recess 35.
  • the plugs 37, 38 are here in the form of double keys engaged on the temporary tensioner 20. These dual key systems more precisely comprise an inner key which is engaged on the temporary tensioner 20 and which is fitted in an outer key.
  • the outer diameter of this outer key is chosen to allow the cap 37, 38 corresponding to slide in the sheath 62 (for example, it may be chosen less than the inside diameter of the sheath).
  • any other type of plug could be used: rubber sleeves, glue ...
  • the two orifices 63 may be used to fill the cavity 69 with sand after the temporary tensioner 20 has been stretched.
  • the temporary tensioner 20 extends over the entire length of the body 10 of the beam 1. As shown in FIG. 4B, it is here formed of a six-stranded strand (the strands can be wound in a spiral or extend longitudinally).
  • the temporary tensioner 20 is fixed by its ends 20A, 20B to the ends of the body 10 of the beam 1.
  • its two ends 20A, 20B are more precisely embedded in the concrete of the body 10 of the beam 1.
  • the deactivation means 30 is here again simply formed by a recess (not visible in the figure) which is provided recessed in the upper face of the body 10 of the beam 1 and which provides access to a section of the central portion 20C of the temporary tensioner 20 (the central portion 20C being defined as that which is not embedded in the concrete).
  • the damping means 50 are however very different from those described in the first three embodiments of the invention.
  • a film 70 with several thicknesses 71, 72, 73 which is wound on the tensioner 20 and which is sandwiched between the tensioner 20 and the body 10 of the beam 1.
  • This film 70 comprises at least two thicknesses and is embedded in the concrete of the body 10 of the beam 1.
  • multi-layer film is meant a multilayer film, or several separate layers reported on each other.
  • the film extends over the entire central portion 20C of the temporary tensioner 20.
  • the beam 1 differs from that described with reference to FIGS. 4A and 4B in that:
  • the film 80 is formed of several sections 81, 82, 83, 84, 85, 86 distributed along the central portion 20C of the temporary tensioner 20, and in that
  • the central portion 20C of the temporary tensioner 20 is sheathed in the areas not covered by the film 80.
  • the film 80 comprises several sections 81, 82, 83, 84, 85, 86 with two thicknesses (85A, 85B in FIG. 5C), wound on the tensioner 20 and embedded in the concrete of the body 10 of the beam 1 .
  • the temporary tensioner 20 extends over only a portion of the length of the body 10 of the beam 1 and is connected to a second tensioner 25 by a coupling means 91, which second tensioner 25 has an overall section at least twice that of the temporary tensioner 20.
  • the temporary tensioner 20 is fixed by one of its ends 20A to the body 10 of the beam 1 (this end 20A is here embedded in the concrete of the body 10 of the beam 1). It has a central portion 20C sheathed and its second end 20B is fixed to the coupling means 91.
  • the second tensioner 25 also has a sheathed central portion, a first end embedded in the concrete of the body 10 of the beam 1 and a second end fixed to the coupling means 91.
  • the coupling means 91 are here formed of two coaxial sleeves 92, 93, of different diameters, respectively molded on the second ends of the two tensioners 20, 25.
  • the coupling means 91 is here fusible, in that it is intended to release the second ends of the two tensioners 20, 25 when it is heated or when an ad hoc product is poured on it (acid ). It thus forms a means of deactivation which makes it possible to release the tension of the two tensioners 20, 25.
  • the second tensioner 25 forms a damping means in the sense that its large section allows it to lie at a distance less than the temporary tensioner 20 when these two tensioners 20, 25 are tensioned.
  • the energy released after the deactivation of the coupling means 91 is substantially less than that which would be released if the two tensioners had only one strand.
  • the temporary tensioner 20 a cable type T15 and a metal bar (or fiberglass) 50 mm in diameter for the second tensioner 25.
  • These tensioners can be installed in the body of a beam 32 meters in length.
  • the first end of each of these tensioners can be sealed (that is, embedded) in the concrete over a length of 7 meters.
  • the unsealed length of the temporary tensioner 20 is here designed to be reduced so as to minimize the energy released at the time of release of the two tensioners.
  • the structure of the beam is best preserved when the tensioners are released.
  • the deactivation means used may also be in forms different from those shown in the figures. Thus, in all of the embodiments, it will be possible to use a niche (as in FIG. 2A) as well as a fuse element (accessible from outside the body of the beam or embedded under a sufficiently thick concrete). small to be heated easily), a fuse paste coating a portion of the tensioner.
  • the sand is provided to be pushed out of the cavity through a small space between the sheath and the piston.
  • At least one other tensioner which has a global section at least twice greater than that of said temporary tensioner and which is connected to one end of this temporary tensioner 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

L'invention concerne un élément de structure (1) comportant : un corps allongé (10), au moins un tendeur (20) qui comprime longitudinalement le corps allongé, et un moyen de désactivation (30) dudit tendeur, qui permet de relâcher la compression exercée par le tendeur sur le corps allongé. Selon l'invention, il est prévu des moyens d'amortissement (50) adaptés à freiner le mouvement et/ou la déformation du tendeur lors de la relâche de la compression.

Description

ÉLÉMENT DE STRUCTURE A PRECONTRAINTE PROVISOIRE
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la fabrication d'éléments de structure, notamment de poutres, de dalles ou d'ourdis en béton.
Elle concerne plus particulièrement un élément de structure préfabriqué comportant un corps allongé, au moins un tendeur qui comprime longitudinalement le corps allongé, et un moyen de désactivation dudit tendeur qui permet de relâcher la compression exercée par le tendeur sur le corps allongé.
L'invention peut s'appliquer à tout type d'ouvrage, par exemple aux bâtiments, aux ponts, aux barrages...
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Il est courant, lors de la construction d'un bâtiment, d'un ouvrage routier ou de tout type d'infrastructure, d'utiliser des poutres en béton.
Un problème bien connu du béton est que, s'il résiste bien aux efforts de compression, il se fissure vite lorsqu'il est soumis à des efforts de traction, même de faibles intensités.
Il est alors connu de renforcer le béton par des armatures métalliques. On parle de béton armé.
Toutefois, si le béton armé présente certains avantages, son utilisation devient contreproductive lorsque les contraintes exercées sur les poutres deviennent importantes, du fait de l'alourdissement de la section de béton armé.
La solution alors envisagée est d'utiliser du béton dit précontraint, c'est- à-dire du béton traversé par une armature métallique qui comprime le béton.
L'idée est alors de s'assurer que le béton travaille toujours en compression et jamais (ou peu) en traction. Pour cela, on exerce une traction initiale sur l'armature métallique de telle sorte qu'au repos, la poutre en béton soit comprimée.
De cette manière, lorsque le béton subit des efforts de traction, il se décomprime mais ne travaille jamais en traction, ce qui évite l'apparition de fissures.
L'armature métallique utilisée est généralement formée de câbles ou de barres. Lorsque la poutre est destinée à être installée horizontalement sur un ouvrage, les câbles sont généralement disposés dans la partie inférieure de la section de la poutre.
On connaît deux procédés de fabrication de poutres en béton précontraint. L'un de ces procédés, dit de pré-tension, consiste à appliquer une tension à l'armature métallique avant la prise complète du béton. L'armature est ensuite libérée, mettant ainsi le béton en compression par simple effet d'adhérence.
L'inconvénient de cette solution est que lorsque les câbles sont mis en tension et que la poutre n'est pas encore mise en charge, les câbles ont tendance à faire fléchir la poutre vers le haut (on parle de « contre-flèche ») et donc à générer des efforts de traction dans la poutre (notamment au centre de sa face supérieure).
Par conséquent, il n'est pas possible de tendre ces câbles au-delà d'un certain seuil.
Pour remédier à cet inconvénient, on connaît du document FR3024480 une poutre dans laquelle d'autres câbles gainés (appelés « tendeurs ») sont disposés dans la partie supérieure de la section de la poutre.
L'ensemble des câbles et des tendeurs sont alors mis en tension simultanément, ce qui diminue l'effet des câbles inférieurs et évite l'apparition d'une grosse contre-flèche dans la poutre. Cette solution permet donc de tendre les câbles davantage que dans la solution précitée.
Dans cette solution, la poutre doit cependant nécessairement être équipée de moyens permettant de relâcher les tendeurs une fois que le béton a suffisamment séché pour atteindre une bonne résistance sur le site de préfabrication ou une fois que la poutre est installée dans l'ouvrage et qu'elle est progressivement mise en charge (de façon à ce que les charges compensent la précontrainte supérieure ).
OBJET DE L'INVENTION
Le demandeur a anticipé un inconvénient que cette solution pourrait présenter et qui est que les moyens permettant de relâcher la tension des tendeurs sont tels que cette tension est relâchée brutalement. Chaque tendeur risque alors de se détendre brutalement dans sa gaine, à la manière d'un fouet, ce qui peut générer une onde de choc potentiellement destructrice pour la poutre et potentiellement dangereuse pour le personnel se trouvant à proximité.
Afin de prévenir ce risque, la présente invention propose un élément de structure tel que défini dans l'introduction, qui comporte des moyens d'amortissement adaptés à freiner le mouvement et/ou la déformation du tendeur lors de la relâche de la compression que le tendeur exerce sur le corps allongé.
Ainsi, ces moyens d'amortissement permettent soit de ralentir le tendeur lorsqu'il est brutalement détendu, ce qui amortit ou supprime l'onde de choc provoquée par le relâchement du tendeur, soit d'éviter l'apparition d'une onde de choc (en réduisant considérablement l'allongement du tendeur à relâcher).
Les moyens d'amortissement permettent ainsi de sécuriser l'opération consistant à relâcher la tension du ou des tendeurs, ce qui réduit les risques de rupture du corps allongé ainsi que les risques pour les opérateurs se trouvant à proximité de l'élément de structure.
D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'élément de structure conforme à l'invention sont les suivantes :
- les moyens d'amortissement comporte un fluide ou un amas granulaire confiné dans une cavité ;
- une partie au moins du tendeur est enfilée dans une gaine de façon à délimiter avec cette gaine ladite cavité ;
- la gaine comporte au moins un orifice d'éjection d'une partie du fluide ou de l'amas granulaire hors de la cavité ;
- les moyens d'amortissement comportent un boîtier et au moins un piston qui est raccordé à une extrémité du tendeur, qui est monté coulissant dans le boîtier, et qui délimite avec le boîtier ladite cavité, et le moyen de désactivation comprend au moins une vanne adaptée à permettre l'éjection ou le refoulement d'une partie du fluide ou de l'amas granulaire hors de la cavité ;
- le boîtier est fixé au corps allongé ou raccordée au corps allongé par un autre tendeur ;
- le boîtier loge deux pistons, dont l'un est raccordée à une extrémité dudit tendeur et dont l'autre est raccordé à une extrémité d'un autre tendeur ;
- les moyens d'amortissement comprennent un film à plusieurs épaisseurs qui est enroulé sur le tendeur et qui est pris en sandwich entre le tendeur et le corps allongé ;
- les moyens d'amortissement comprennent au moins un autre tendeur qui présente une section globale au moins deux fois supérieure à celle dudit tendeur et qui est raccordé à une extrémité dudit tendeur ; - le corps allongé est réalisé en béton ;
- les moyens d'amortissement sont réalisés dans une matière différente de celle du corps de la poutre.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 A est une vue schématique de côté d'un élément de structure conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 1 B et 1 C sont des vues de détail de deux variantes de réalisation de la zone I de la figure 1 A ;
- la figure 2A est une vue schématique de côté d'un élément de structure conforme à un second mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2B est une vue en coupe selon le plan A-A de la figure 2A ;
- la figure 3A est une vue schématique de côté d'un élément de structure conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3B est une vue de détail de la zone III de la figure 3A ;
- la figure 4A est une vue schématique de côté d'un élément de structure conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4B est une vue en coupe selon le plan B-B de la figure 4A ;
- la figure 5A est une vue schématique de côté d'un élément de structure conforme à un cinquième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5B est une vue en coupe selon le plan C-C de la figure 5A ; - la figure 5C est une vue en coupe selon le plan D-D de la figure 5A ;
- la figure 6A est une vue schématique de côté d'un élément de structure conforme à un sixième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 6B est une vue de détail de la zone VI de la figure 6A.
En préliminaire on notera que les éléments identiques ou similaires des différentes variantes et des différents modes de réalisation de l'invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
On notera également que l'expression « élément de structure » pourra désigner tout élément utilisé dans un ouvrage pour composer et/ou rigidifier la structure de cet ouvrage (cet ouvrage pouvant être de tout type : bâtiment, pont, canal...).
L'élément de structure pourra présenter tout type de forme, et avoir des fonctions diverses. Il pourra par exemple s'agir d'une dalle ou d'un hourdi. Dans la suite de la description, l'élément de structure considéré sera une poutre 1.
Cette poutre 1 sera préférentiellement profilée et elle pourra présenter tout type de section transversale (carrée, en I, en T, ....). On considérera ici qu'elle présente une section rectangulaire.
II s'agira d'une poutre précontrainte en ce sens qu'elle comporte un corps 10 allongé, réalisé de préférence en béton, ainsi que des tendeurs permanents 20' (visibles sur la figure 1 uniquement) et des tendeurs provisoires 20 destinés à comprimer le corps 10. Ces tendeurs sont ici formés par des câbles métalliques mais ils pourraient présenter d'autres formes (tiges métalliques, câbles en fibres de carbone...).
On définira la « fibre neutre A1 » du corps 10 de la poutre 1 comme la ligne géométrique passant par les centres de gravité des sections transversales du corps. Ici, la section de la poutre est rectangulaire, si bien que les centres géométriques et les centres de gravité des sections sont confondus.
On distinguera les « tendeurs permanents » 20' des « tendeurs provisoires » 20 de la façon suivante : alors que les tendeurs permanents sont prévus pour rester définitivement tendus et attachés au corps 10 de la poutre 1 (notamment après que la poutre a été placée de façon définitive dans un ouvrage et qu'elle supporte des charges), les tendeurs provisoires sont conçus pour pouvoir être détendus (notamment au moment où la poutre est placée de façon définitive dans un ouvrage et qu'elle est mise en charge).
On utilisera par ailleurs les termes « inférieur » et « supérieur » par rapport à la poutre, en considérant la poutre telle qu'elle sera positionnée dans un ouvrage (ici on considérera que la poutre sera placée horizontalement, en appui par ses deux extrémités sur un bâti). La partie inférieure d'un élément désignera alors la partie de cet élément qui est tournée du côté du sol et la partie supérieure désignera la partie de cet élément qui est tournée vers le ciel.
Dans cette configuration, les tendeurs permanents 20' s'étendront parallèlement à la fibre neutre A1 de la poutre, sous cette fibre neutre, et les tendeurs provisoires 20 s'étendront parallèlement à la fibre neutre A1 de la poutre, au-dessus de cette fibre neutre.
Comme cela apparaît sur les différentes figures, on considérera que la poutre 1 est prévue pour être posée par ses extrémités sur des appuis 100 formés par le reste de l'ouvrage.
Du fait de son poids propre et du poids des charges qu'elle devra supporter, cette poutre 1 a alors naturellement tendance à fléchir vers le bas, ce qui génère des contraintes de traction dans la zone centrale inférieure du corps 10 (au risque de voir apparaître des fissures dans le béton).
Pour éviter l'apparition de fissures, il est prévu de précontraindre le corps
10 de la poutre 1 à l'aide des tendeurs permanents 20'. Ces tendeurs permanents 20' peuvent à cet effet être noyés dans le béton du corps 10 de la poutre, dans un état étiré.
Du fait de la position des tendeurs permanents 20' dans la partie inférieure de la poutre, cette dernière a alors tendance à fléchir dans le sens inverse, vers le haut (on parle de « contre-flèche »), ce qui lui permet de supporter de plus grosses charges.
On comprend qu'au moment de la construction de la poutre (lorsque la poutre n'est pas encore chargée), il n'est pas possible de tendre exagérément les tendeurs permanents 20', sauf à risquer de voir apparaître des fissures dans la partie centrale supérieure de la poutre. C'est la raison pour laquelle il est prévu de tendre provisoirement (tant que la poutre 1 n'est pas chargée) les tendeurs provisoires 20, de façon à réduire la contre-flèche.
L'invention porte alors sur les moyens permettant de détendre ensuite ces tendeurs provisoires 20, lorsque le béton a atteint une bonne résistance, ou lorsque la poutre est mise en charge.
Selon l'invention, la poutre 1 est équipée à cet effet, non seulement d'un moyen de désactivation 30 qui permet de relâcher la compression exercée par chaque tendeur provisoire 20 sur le corps allongé 10, mais aussi de moyens d'amortissement 50 adaptés à freiner le mouvement et/ou la déformation de chaque tendeur provisoire 20 lorsque ce dernier est relâché.
Dans l'énoncé du paragraphe ci-dessus, on distingue les moyens de désactivation 30 (qui permettent de relâcher la tension des tendeurs provisoires 20) des moyens d'amortissement 50 (qui permettent d'amortir le choc provoqué par le relâchement brutal des tendeurs provisoires 20), mais ces différents moyens pourront se confondre partiellement ou complètement. Ceci sera bien expliqué dans la suite de cet exposé.
Les moyens de désactivation 30 et d'amortissement 50 peuvent se présenter sous des formes très diverses.
Pour bien comprendre l'invention, on a respectivement représenté sur les figures 1A à 1 C, 2A et 2B, 3A et 3B, 4A et 4B, 5A à 5C, 6A et 6B, six modes de réalisation de l'invention. En référence à ces figures, on ne décrira à chaque fois qu'un seul des tendeurs provisoires 20 équipant la poutre 1 (on considérera que les éventuels autres tendeurs provisoires présentent des formes identiques).
Comme cela apparaîtra bien dans la suite de cet exposé, dans les trois premiers modes de réalisation, les moyens d'amortissement 50 comporteront un volume de fluide incompressible (de préférence un liquide, par exemple de l'eau, de l'huile) ou un amas granulaire sec (sable, poudre...), confiné dans une cavité afin de ralentir la déformation et le mouvement du tendeur provisoire 20 lorsque sa tension est brutalement relâchée.
Dans les trois autres modes de réalisation, ces moyens d'amortissement 50 se présenteront sous des formes différentes.
Plus précisément, dans le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1A et 1 B, le tendeur provisoire 20 s'étend sur une majeure partie de la longueur de la poutre 1. Il est fixé par l'une de ses extrémités 20A au corps 10 de la poutre 1 et par l'autre de ses extrémités 20B à un piston 53.
Sa première extrémité 20A est plus précisément ici noyée dans le béton du corps 10 de la poutre 1 (lors de l'opération de coulage du béton formant le corps 10).
La partie centrale 20C du tendeur provisoire 20 est gainée, de façon à ce qu'elle puisse coulisser librement par rapport au corps 10 de la poutre 1 (sans adhérer au béton).
La seconde extrémité 20B du tendeur provisoire 20 est quant à elle connectée au corps 10 de la poutre 1 via un système de « boîte à sable ».
Plus précisément, dans ce premier mode de réalisation, les moyens d'amortissement 50 se présentent sous la forme d'une sorte de vérin qu'on peut appeler « boîte à sable ». Ce vérin comprend un boîtier 51 et un piston 53 auquel est raccordée l'extrémité 20B du tendeur provisoire 20 et qui est monté coulissant dans le boîtier 51.
Ce boîtier 51 comporte ici une paroi latérale tubulaire, fermée d'un côté par une paroi d'extrémité 56 et de l'autre par un bouchon 55.
Le boîtier 51 délimite une chambre profilée selon un axe parallèle à la fibre moyenne A1 de la poutre, de façon à permettre le coulissement du piston 53. La section de cette chambre peut être circulaire, oblongue ou plus généralement de forme quelconque.
Une partie de la chambre, située entre la paroi d'extrémité 56 et le piston 53, forme une cavité 59 qui est remplie d'un fluide incompressible ou de granulats secs. On considérera ici que la cavité 59 est remplie de sable 52 sec.
L'extrémité 20B du tendeur provisoire 20 pénètre dans cette cavité 59 au travers d'une ouverture pratiquée au centre de la paroi d'extrémité 56 du boîtier 51. Pour se rattacher au piston 53, cette extrémité 20B du tendeur provisoire 20 traverse une ouverture pratiquée au centre du piston 53 et est encapsulée dans une butée 57 qui s'appuie sur le piston 53.
Ici, la gaine 21 dans laquelle est enfilée la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20 se prolonge jusqu'à la paroi d'extrémité 53 du boîtier 51.
Le boîtier 51 est quant à lui fixé, directement ou indirectement, au corps de la poutre 1.
On peut ainsi envisager de noyer le boîtier 51 dans le béton du corps 10 de la poutre 1.
Toutefois, ici, comme le montre la figure 1 B, le bouchon 55 du boîtier 51 est raccordé au corps 10 de la poutre 1 via un second tendeur 22. Ce second tendeur 22 est à cet effet fixé d'un côté au bouchon 55 et est noyé de l'autre dans le béton du corps 10 de la poutre 1.
Selon une autre variante, on pourrait prévoir de placer le boîtier 51 à l'extérieur du corps 10 de la poutre 1 , contre une extrémité de celui-ci. Ainsi le boîtier serait-il plus facilement accessible à l'usager. Il pourrait en outre être réutilisable.
Quoi qu'il en soit, lorsque le tendeur provisoire 20 est tendu en usine, il s'allonge d'environ 1 centimètre par mètre (sa section se réduit en conséquence) en glissant dans la gaine 21 , ce qui a pour effet de comprimer le corps 10 de la poutre 1. Lors de cette opération de mise en tension, le piston 53 reste immobile par rapport au boîtier 51 grâce au caractère incompressible du sable 52 utilisé. Le moyen de désactivation 30, dont on rappelle qu'il permet de relâcher la tension du tendeur provisoire 20 (lorsque la poutre 1 est installée dans un ouvrage quelconque), comporte au moins une vanne.
Il comporte plus précisément ici deux vannes 31 , 32 qui se présentent sous la forme de vis. Ces vis sont ici vissées dans des alésages taraudés qui sont pratiqués dans le boîtier 51 et dans le piston 53, et qui débouchent, d'un côté, dans la cavité 59, et, de l'autre, vers l'extérieur ou vers une chambre ménagée à l'intérieur du boîtier 51.
Ces deux vannes 31 , 32 sont ainsi prévues pour permettre l'éjection d'une partie au moins du sable 52 hors de la cavité 59.
Lorsque les vis sont vissées, les vannes sont dites « à l'état fermé », et la tension du tendeur provisoire 20 ne varie pas.
En revanche, lorsque l'une au moins des vis est retirée, les vannes sont dites « à l'état ouvert », et le sable 52 est libre de s'échapper hors de la cavité 59.
Le tendeur provisoire 20 étant alors tendu, il a tendance à ramener le piston 53 vers la paroi d'extrémité 56 du boîtier, ce qui force l'éjection du sable au travers des vannes 31 , 32. Ainsi le tendeur provisoire 20 se détend-t-il progressivement.
La progressivité de cette détente est choisie en dimensionnant en conséquence la ou les vannes 31 , 32. On observe donc que dans ce mode de réalisation, les vannes 31 , 32 font partie intégrante des moyens d'amortissement 50, lesquels se confondent donc partiellement avec les moyens de relâchement 30.
Ici, la longueur du boîtier 51 est conçue de telle sorte que lorsque le piston 53 s'appuie contre la paroi d'extrémité 56 du boîtier 51 , le tendeur provisoire 20 est complètement détendu.
Sur la figure 1 C, on a représenté une variante de ce premier mode de réalisation, dans laquelle le boîtier 51 loge non plus un mais deux pistons 53, 54.
Le boîtier 51 présente ici une forme de tube fermé à ses deux extrémités par des parois d'extrémité 56. Ce boîtier 51 est de préférence situé à mi-longueur du corps 10 de la poutre 1.
La chambre délimitée par le boîtier 51 présente ici une section de forme oblongue.
Les deux pistons 53, 54 présentent des formes correspondantes. Ils sont initialement chacun situés à proximité l'un de l'autre, au milieu du boîtier 51. Ils délimitent ainsi chacun, avec la paroi d'extrémité 56 correspondante, une cavité 59, 59' remplie ici de sable 52.
Le tendeur provisoire 20 traverse l'une première des parois d'extrémité 56 et se rattache au piston 53 situé du côté de cette paroi d'extrémité 56. Il traverse pour cela une ouverture pratiquée dans ce piston 53, à une petite distance du centre de ce piston 53.
Il est ici en outre prévu un second tendeur provisoire 23 qui traverse l'autre des parois d'extrémité 56 et se rattache au second piston 54. Il traverse pour cela une ouverture pratiquée dans ce second piston 54, à une petite distance du centre de ce piston 54.
Les longueurs des deux cavités 59 et 59' sont conçues de façon que lorsque les deux pistons se trouvent aux extrémités du boitier 51 , les deux tendeurs provisoires 20, 23 sont complètement détendus.
Une partie centrale du second tendeur provisoire 23, qui débouche hors du boîtier 51 , est placée dans une gaine 23' de façon à ne pas adhérer au béton. L'extrémité opposée de ce second tendeur provisoire 23 est quant à elle noyée dans le béton.
Ici encore, il est prévu deux vannes 33, 34 par cavité 59, 59', se présentant sous la forme de vis vissées dans le boîtier 51 ou dans les pistons.
Dans cette variante, lorsque les vis sont dévissées et que le sable 52 situé entre les deux pistons 53, 54 s'évacue hors des cavités 59, 59', les deux pistons s'éloignent l'un de l'autre si bien que les deux tendeurs provisoires 20, 23 se détendent progressivement.
Sur les figures 2A et 2B, on a représenté un second mode de réalisation de l'invention.
Dans ce mode de réalisation, le tendeur provisoire 20 s'étend sur toute la longueur du corps 10 de la poutre 1.
Il est fixé par ses extrémités 20A, 20B aux abouts du corps 10 de la poutre 1. Ici, ces deux extrémités 20 A, 20B sont plus précisément noyées dans le béton du corps 10 de la poutre 1.
La partie centrale 20C du tendeur provisoire 20 (celle qui n'est pas noyée dans le béton) est pour sa part enfilée dans une gaine 61 de façon à pouvoir coulisser dans celle-ci sans adhérer au béton. Dans ce mode de réalisation, le moyen de désactivation 30 est simplement formé par une niche 35 qui est prévue en creux dans la face supérieure du corps 10 de la poutre 1 et qui permet d'accéder à un tronçon de la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20.
Cette niche 35 permet à un opérateur de découper avec un outil (cisaille, chalumeau...) ou un produit (acide...) le tendeur provisoire 20 de façon à relâcher la contrainte en compression qu'il exerce sur le corps 10 de la poutre 1.
La niche 35 est ici placée à mi-longueur du corps 10 de la poutre 1. En variante, elle pourrait être placée, autrement, pour autant qu'elle donne accès à un tronçon de la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20.
Ici, la gaine 61 présente un diamètre intérieur sensiblement plus grand que le diamètre extérieur du tendeur provisoire 20, de façon à ce qu'elle délimite avec celui-ci une cavité 69 remplie d'un volume de fluide ou d'un amas granulaire. Cette cavité 69 est ici remplie de sable 62.
Cette gaine 61 comporte préférentiel lement au moins un orifice permettant l'éjection du sable 62 hors de la cavité 69 après que le tendeur provisoire 20 a été rompu. Ici, le tendeur provisoire 20 et sa gaine 61 sont conçus pour être découpés via la niche 35, si bien que cet orifice d'éjection du sable se forme naturellement lorsque la gaine 61 est découpée.
Le tendeur provisoire 20, lorsqu'il est découpé au niveau de la niche 35, a naturellement tendance à reprendre sa forme initiale en se retirant dans les deux parties de la gaine 61 situées de part et d'autre de la niche 35.
Le sable 62 permet alors de ralentir le mouvement de retrait de ce tendeur provisoire 20. Il évite ainsi que le tendeur provisoire 20 n'endommage le corps 10 de la poutre 1.
En variante, afin d'assurer une bonne évacuation du sable hors de la cavité 69, on pourra prévoir que la gaine 61 présente davantage d'orifices, qui pourront par exemple être régulièrement répartis le long de la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20.
Sur les figures 3A et 3B, on a représenté un troisième mode de réalisation de l'invention.
Ce troisième mode de réalisation de la poutre 1 se distingue du second mode en ce que :
- la gaine 62 s'interrompt au niveau de la niche 35 (de sorte que les extrémités de la gaine qui débouchent dans la niche 35 forment deux orifices 63) et
- en ce que ces deux orifices 63 sont obturés par des bouchons 37, 38 enfilés sur le tendeur provisoire 20.
Plus précisément ici, comme le montre la figure 3B, la gaine 61 est découpée au niveau des parois par lesquelles elle émerge dans la niche 35.
Les bouchons 37, 38 se présentent ici sous la forme de doubles clavettes engagés sur le tendeur provisoire 20. Ces systèmes de doubles clavettes comportent plus précisément une clavette intérieure qui est engagée sur le tendeur provisoire 20 et qui est emmanchée dans une clavette extérieure. Le diamètre externe de cette clavette extérieure est choisi de façon à permettre au bouchon 37, 38 correspondant de coulisser dans la gaine 62 (à titre d'exemple, il peut être choisi inférieur au diamètre intérieur de la gaine).
En variante, tout autre type de bouchon pourrait être utilisé : manchons en caoutchouc, colle...
Dans ce troisième mode de réalisation, on pourra observer que les deux orifices 63 pourront être utilisés afin de remplir la cavité 69 de sable après que le tendeur provisoire 20 a été tendu.
Sur les figures 4A et 4B, on a représenté un quatrième mode de réalisation de l'invention.
Dans ce quatrième mode, le tendeur provisoire 20 s'étend sur toute la longueur du corps 10 de la poutre 1. Comme le montre la figure 4B, il est ici formé d'un toron à six brins (les brins pouvant être enroulés en spirale ou s'étendre longitudinalement).
Comme le montre la figure 4A, le tendeur provisoire 20 est fixé par ses extrémités 20A, 20B aux abouts du corps 10 de la poutre 1. Ici, ses deux extrémités 20A, 20B sont plus précisément noyées dans le béton du corps 10 de la poutre 1.
Dans ce mode de réalisation, le moyen de désactivation 30 est ici encore simplement formé par une niche (non visible sur la figure) qui est prévue en creux dans la face supérieure du corps 10 de la poutre 1 et qui permet d'accéder à un tronçon de la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20 (la partie centrale 20C étant définie comme celle qui n'est pas noyée dans le béton).
Les moyens d'amortissement 50 sont en revanche très différents de ceux décrits dans les trois premiers modes de réalisation de l'invention.
Ils comprennent en l'espèce un film 70 à plusieurs épaisseurs 71 , 72, 73 qui est enroulé sur le tendeur 20 et qui est pris en sandwich entre le tendeur 20 et le corps 10 de la poutre 1.
Ce film 70 comporte au moins deux épaisseurs et est noyé dans le béton du corps 10 de la poutre 1. Par film à plusieurs épaisseurs, on entend un film multicouches, ou plusieurs couches distinctes rapportées les unes sur les autres.
Sur la figure 4B, il est représenté comme comportant trois épaisseurs 71 , 72, 73. En variante, il pourrait en comporter davantage.
Grâce à ce film 70, lorsque le tendeur provisoire 20 est découpé en deux parties au niveau de la niche, chacune de ses deux parties se retire progressivement vers l'about correspondant du corps 10 de la poutre 1.
Cette progressivité est assurée par les différentes épaisseurs 71 , 72, 73 du film 70 qui glissent les unes contre les autres pour accompagner le mouvement des deux parties du tendeur provisoire 20. En effet, ces différentes épaisseurs 71 , 72, 73 du film 70 se déforment, se déchirent et s'échauffent, ce qui leur permet de reprendre une partie de l'énergie du choc provoquée par la rupture du tendeur provisoire 20. Ainsi la structure du corps 10 de la poutre 1 est-elle préservée.
Dans ce mode de réalisation, le film s'étend sur toute la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 5A à 5C, la poutre 1 se distingue de celle décrite en référence aux figures 4A et 4B en ce que :
- le film 80 est formé de plusieurs tronçons 81 , 82, 83, 84, 85, 86 répartis le long de la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20, et en ce que
- la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20 est gainée dans les zones non recouvertes par le film 80.
Plus précisément, le film 80 comprend plusieurs tronçons 81 , 82, 83, 84, 85, 86 à deux épaisseurs (85A, 85B sur la figure 5C), enroulés sur le tendeur 20 et noyés dans le béton du corps 10 de la poutre 1.
Ces tronçons sont régulièrement répartis sur la longueur de la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20, à distance les uns des autres. Leur nombre et leurs longueurs sont choisis de façon à ce qu'ils exécutent efficacement leur fonction d'amortissement du choc provoqué par la rupture du tendeur provisoire 20. Comme le montre la figure 5B, les zones de la partie centrale 20C du tendeur provisoire 20 qui ne sont pas recouvertes par le film 80 sont en revanche engagées dans des tronçons de gaine 89, ce qui leur assure une mobilité de coulissement par rapport au corps 10 de la poutre 1.
Sur les figures 6A et 6B, on a représenté un sixième mode de réalisation de l'invention.
Dans ce sixième mode, le tendeur provisoire 20 s'étend sur une partie seulement de la longueur du corps 10 de la poutre 1 et il est connecté à un second tendeur 25 par un moyen de couplage 91 , lequel second tendeur 25 présente une section globale au moins deux fois supérieure à celle du tendeur provisoire 20.
Plus précisément ici, le tendeur provisoire 20 est fixé par une de ses extrémités 20A au corps 10 de la poutre 1 (cette extrémité 20A est ici noyée dans le béton du corps 10 de la poutre 1 ). Il présente une partie centrale 20C gainée et sa seconde extrémité 20B est fixée au moyen de couplage 91.
Le second tendeur 25 présente également une partie centrale gainée, une première extrémité noyée dans le béton du corps 10 de la poutre 1 et une seconde extrémité fixée au moyen de couplage 91.
Ces deux tendeurs 20, 25 s'étendent ensemble sur toute la longueur de la poutre 1.
Le moyen de couplage 91 est ici formée de deux manchons 92, 93 coaxiaux, de diamètres différents, respectivement moulés sur les secondes extrémités des deux tendeurs 20, 25.
Le moyen de couplage 91 est ici fusible, en ce sens qu'il est prévu pour relâcher les secondes extrémités des deux tendeurs 20, 25 lorsqu'il est chauffé ou lorsqu'un produit ad hoc est versé dessus (acide...). Il forme donc un moyen de désactivation qui permet de relâcher la tension des deux tendeurs 20, 25.
Le second tendeur 25 forme quant à lui un moyen d'amortissement en ce sens que sa section importante lui permet de s'allonger sur une distance moindre que le tendeur provisoire 20 lorsque ces deux tendeurs 20, 25 sont mis en tension. De ce fait, l'énergie libérée après la désactivation du moyen de couplage 91 est sensiblement inférieure à celle qui serait libérée si les deux tendeurs ne comportaient qu'un seul brin.
A titre d'exemple, on peut utiliser pour le tendeur provisoire 20 un câble du type T15 et une barre métallique (ou en fibre de verre) de 50 mm de diamètre pour le second tendeur 25. Ces tendeurs peuvent être installés dans le corps d'une poutre de 32 mètres de longueur. La première extrémité de chacun de ces tendeurs peut être scellée (c'est-à-dire noyée) dans le béton sur une longueur de 7 mètres. La longueur non scellée du tendeur provisoire 20 est ici conçue pour être réduite de façon à limiter au maximum l'énergie libérée au moment du relâchement des deux tendeurs. Ainsi la structure de la poutre est-elle préservée au mieux au moment où les tendeurs sont relâchés.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l'invention.
En particulier, dans chacun des modes de réalisation décrits supra, on pourra prévoir de fixer le tendeur provisoire 20 au corps 10 de la poutre 1 non pas en la noyant dans le béton, mais en utilisant des moyens de fixation d'une autre sorte (boulonnage, doubles clavettes ... ).
Le moyen de désactivation utilisé pourra par ailleurs se présenter sous des formes différentes de celles représentées sur les figures. Ainsi, dans l'ensemble des modes de réalisation, on pourra utiliser aussi bien une niche (comme sur la figure 2A), qu'un élément fusible (accessible depuis l'extérieur du corps de la poutre ou noyé sous une épaisseur de béton suffisamment petite pour pouvoir être chauffée facilement), qu'une pâte fusible enduisant une partie du tendeur.
Selon une autre variante de l'invention utilisant un système de « boîte à sable », on pourrait prévoir que le sable soit prévu pour être refoulé hors de la cavité en passant par un petit espace situé entre la gaine et le piston.
Selon une autre variante de l'invention, on pourrait combiner plusieurs des moyens d'amortissement précités dans un seul et même dispositif, par exemple :
- un fluide ou un amas granulaire confiné dans une cavité (du type boîte à sable), et/ou
- un film à plusieurs épaisseurs, et/ou
- au moins un autre tendeur qui présente une section globale au moins deux fois supérieure à celle dudit tendeur provisoire 20 et qui est raccordé à une extrémité de ce tendeur provisoire 20.

Claims

REVENDICATIONS
1. Élément de structure (1 ) comportant :
- un corps allongé (10),
- au moins un tendeur (20) qui comprime longitudinalement le corps allongé (10), et
un moyen de désactivation (30) dudit tendeur (20), qui permet de relâcher la compression exercée par le tendeur (20) sur le corps allongé (10), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'amortissement (50) adaptés à freiner le mouvement et/ou la déformation du tendeur (20) lors de la relâche de la compression.
2. Elément de structure (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel les moyens d'amortissement (50) comportent un fluide ou un amas granulaire (52, 62) confiné dans une cavité (59, 69).
3. Elément de structure (1 ) selon la revendication 2, dans lequel une partie au moins du tendeur (20) est enfilée dans une gaine (61 ) de façon à délimiter avec cette gaine (61 ) ladite cavité (69).
4. Elément de structure (1 ) selon la revendication 3, dans lequel la gaine (61 ) comporte au moins un orifice (63) d'éjection d'une partie du fluide ou de l'amas granulaire (62) hors de la cavité (69).
5. Elément de structure (1) selon la revendication 2, dans lequel les moyens d'amortissement (50) comportent :
- un boîtier (51 ),
- au moins un piston (53) qui est raccordé à une extrémité du tendeur
(20), qui est monté coulissant dans le boîtier (51 ), et qui délimite avec le boîtier (51 ) ladite cavité (59),
et dans lequel le moyen de désactivation (30) comprend au moins une vanne (31 , 32, 33, 34) adaptée à permettre l'éjection ou le refoulement d'une partie du fluide ou de l'amas granulaire (62) hors de la cavité (59).
6. Elément de structure (1 ) selon la revendication 5, dans lequel le boîtier (51) est fixé au corps allongé (10) ou raccordée au corps allongé (10) par un autre tendeur (22).
7. Elément de structure (1 ) selon la revendication 5, dans lequel le boîtier (51 ) loge deux pistons (53, 54), dont l'un est raccordée à une extrémité dudit tendeur (20) et dont l'autre est raccordé à une extrémité d'un autre tendeur (23).
8. Elément de structure (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'amortissement (50) comprennent un film à plusieurs épaisseurs (71 , 72, 73) qui est enroulé sur le tendeur (20) et qui est pris en sandwich entre le tendeur (20) et le corps allongé (10).
9. Elément de structure (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'amortissement (50) comprennent au moins un autre tendeur (25) qui présente une section globale au moins deux fois supérieure à celle dudit tendeur (20) et qui est raccordé à une extrémité dudit tendeur (20).
10. Elément de structure (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps allongé (10) est réalisé en béton.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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