Brevet FR2006859A1 — publié le 19700102

La présente invention concerne une armature en-faisceau pour béton précontraint. On utilise aujourd'hui comme armatures pour le béton et notamment pour le Déton précontraint, outre les fers individuels, des cordons que l'on fabrique en torsadant plusieurs fers, en général sept .L'utilisation de ces cordons permet d'appliquer sur une petite surface une charge plus grande que èi l'on utilise le même nombre de fers individuels. En outre le travail de tension peut être simplifié dans de nombreux cas. Cependant, les cordons connus présentent divers inconvénients. a) Lorsqu'on torsade les fers pour former les cordons, ces fers sont soumis à une déformation à froid permanente0 Il s'y crée ainsi des contraintes qu'il faut supprimer par un traitement thermique supplémentaire après le torsadageo Le torsadage et ce traitement thermique ultérieur exigent des installations trés onéreuses. b) Dans les cordons les plus utiliségà sept fers, celui du milieu est plus court que les six extérieurs. Lorsqu'on tend un cordon de ce genre, ce fer du milieu risque d'être soumis à une contrainte excessive. c) Les fers extérieurs torsadés sont obliques par rapport à l'axe de traction. Ils ne meuvent par conséquent pes recevoir la même tension qu'un fer rectiligne. d) I1 existe entre le fer intérieur et les fers extérieurs des vides que le béton ou le mortier injecté ne peuvent combler. I1 y existe un risque latent de corrosion qui peut avoir une répercussion lorsque l'âge de l'élémant précontraint augmente; e) Les cordons sont très rigides et il faut par conséquent des dispositifs puissants pour les enrouler et les dérouler. Etant donné qu'ils sont enroulés sous contrainte pour donner des rouleaux facilement transportables de relativement petit diamètre, il existe un plus grand risque d'accident lorsqu'on les déroule. f) Après avoir été déroulés, les cordons ne sont pas rectilignes ce qui complique l'insertion de leurs extrémités dans les dispositifs d'ancrage nécessaires g) Si le cordon doit être ancré à un disque perforé du dispositifs de traction par refoulement de têtes aux extrémités des divers fils, cette opératiojest très pénible, car il faut d'abord écarter wn peu ces fers les uns des autres. Pour remédier à ces inconvénients, l'armature en faisceau selon l'invention est caractérisée par le fait que plusieurs fers individuels sont maintenus assemblés par une-série d'entretoises de façon à être maintenus p-arallèles les uns aux autres sans se toucher. L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce faisceau0 Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on fait passer les fers parallèlement dans un guide, qu'on introduit entre eux à des distances régulières des entretoises comportant sur leur pourtour plusieurs encoches, que l'on insère chacun des fers dans une de ces encoches et qu'on l'y fixe. L'invention concerne aussi en- fin -l'application du faisceau au procédé sans précontrainte " à lit tendu". Le faisceau obtenu conformément à l'invention et que l'on désignera plus brièvement par le terme " cordon parallèle" présente les avantages suivants a) Etant donné que les fers ne sont soumis à aucune déformation à froid par torsadage, il n'y a plus à détendre par un revenu leurstensions internes. Les sujétions techniques de fabrication sont beaucoup moindres qu'avec les cordons torsadés usuels. b) Etant donné que tous les fers ont exactement la meme longueur, il n'existe aucun risque d'en soumettre un à' une contrainte excessive. c) Tous les fers sont orientés suivant l'axe de traction et peuvent entre tendus complètement0 d) Les fers ainsi que les entretoises sont complètement noyés dans le béton ou le mortier d'injectionO e) Un cordon parallèle est moins rigide qu un cordon torsadé de même section. On peut l'enrouler et le dérouler facilement et sans danger. f) Un cordon parallèle est rectiligne- même à ses extrémités, -si bien que l'on peut sans effort introduire ces extrémités dans les dispositifs d'ancrage. g) Les cordons paral-Wèlés conviennent très bien à l'ancrage au moyen de tettes refoulés à leurs extrémités. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une vue en coupe d'un cordon torsadé classique; La figure 2 est une vue en coupe d'un cordon parallèle suivant l'invention; la figure 3 est une vue schématique de la fab-rtca- tion d'un cordon I?arallèls; la figure 4 est une vue en perspective de l'extrémité d'un cordon parallèle ancrée dans une douille de traction; La figure 5 est une vue en coupe longitudinale de la douille de la figure 4; La figure 6 est une vue schématique de l'extrémité d'un cordon parallèle ancré par des têtes refoulées; La figure 7 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une entretoise, faite par la ligne VII-VII de la figure 2; et La figure 8 est une vue en coupe d'un cordon paral ièle à sept fers. Sur la figure 1, on voit en coupe un cordon usuel à sept fers 1 torsadés; on voit qu'il existe entre eux les vides 2 mentionnés dans le préambule, dans lesquels aucun béton ne pénètre au cours de la fabrication sous précontrainte à lit tendu, c'est-à-dire, lorsque le cordon est tendu avant le bétonnage. Si le cordon était utilisé dans un cabale servant à contraindre ultérieurement le * béton déjà pris, c'est-à-dire dans le procédé dit " au ciblez le mortier injecté après la tension de ce cable ne pénétrerait pas dans ces vides 2. Sur la figure 2, on voit en coupe un cordon parallèle composé de six fers 3 d'un diamètre de par exemple 4mm et comportant des entretoises 4 disposées à des distances régulières de par exemple 50-60 cm. Ces entretoises sont des pièces en fer ou en matière synthétique, longues par exemple d'environ 30 mm, façonnées en partant d'une entretoise 4' représentée en traits mixtes qui comporte sur son pourtour six encoches 5 destinées à recevoir chacune un fer 30 Lorsque ces derniers ont été introduits dans ces encoches, on refoule latéralement sur eux les parties saillantes 6 situées entre elles. Ces entretoises 4 assurent que les fers 3 restent toujours parallèles lorsque la tension du cordon est supprimée. Sur la figure 3, on a représenté schématiOuement la fabrication d'un cordon parallèle. On fait passer six fers 3 venant de six bobines 7 dans une plaque 9-percée de six trous de guidage 8 répartis sur la circonference d'un cercle. L'écartement mutuel de ces trous 8 est avantageusement un peu plus grand que l'écartement mutuel définitif des fers 3 dans le cordon, pour que l'on puisse commodément placer une entretoise 4' derrière la plaque 9, ce que l'on peut faire à la main ou au moyen d'un dispositif åutomatiqueO Puis l'on fait passer les fers en les tirant dans un dispositif refouleur 10 où les parties saillantes 6 sont reroulées sur eux, ainsi qu'on l'a décrit en liaison avec la figure 2.Ce refoulement est effectué avantageusement par compression, et de préférence à chaud contre les entretoises 4'. Le cordon parallèle ll ainsiobtenu, représenté schématiquement par un seul trait gras, est enroulé sur un tambour 12. Le dispositif 10 peut eAtre fixe, auquel cas l'enroulement cordon 11 et le déroulement des fers 3 sont interrompus pendant le refoulement. Mais il peut aussi titre monté sur un chariot à mouvement de vaet-vient et suivre pendant le refoulement le déplacement continu des fers 3, puis entre ramené rapidement vers le dispositif de guidage 9 à partir d'une distance sensiblement égale à l'espacement des entretoises 4. Les figures 4 et 5 représentent un dispositif d'ancrage d'une extrémité du cordon parallèle 11. Ce dispositif comporte une douille 14 à alésage conique 15. Dans cet alésage se trouvent les mâchoires de serrage 16 dont la surface extérieure 17 est conique et la surface intérieure 18 cylindrique et qui couvrent un arc d'environ 1200. Contraîrement-aux dispositifs d'ancrage de ce genre classique pour les cordons torsadés, les plans 19 de séparation des mach-oires 16 adjacentes ne passent pas par l'axe 20 du dispositif, mais sont inclinés sur lui d'un angle d'environ 80. Les bords intérieurs opposés de ces machoires sont à peu près des arcs d'ellipses planes qui forment approximativement une hélice à pente de 900. Puisque le cordon parallèle n'a pas le fer central des cordons torsadés, on insère à son extrémité à ancrer un fer 21 de faible longueur entre es extrémités des fers 3 et on l'y fait de préférence adhérer,- par- exemple au moyen d'une résine époxyde-. Quand la douille 14 est saisie par un dispositif de traction de genre connu et que le cordon 11 est-tenduj- l'alésage conique 15 applique énergiquement les mâchoires 16 en les bloquant sur les fers 3 qui s'appuient à l'intérieur sur le fer 21. L'expérience a montré que lorsque les lignes de séparation entre mâchoires passent par l'axe, c'est-à-dire lorsque f est égal à environ 80. La figure 6 représente un disque perforé 22, dans les trous 23 à écartement correspondant à celui des fers 3 du cordon ll duquel les extrémités de Cas fers sont insérées, ce qui ne présente aucune difficulté et est fabriqué de préférence déjà au dispositif en cordon. Ces extrémités sont refoulées en forme de tettes 24 dont le diamètre est supérieur à celui des trous0 On peut le faire au moyen d'un dispositif de refoulement unique, non représenté. Le disque 22 peut comporter par exemple sur sa périphérie un filetage non représenté, afin d'exercer une traction sur le cordon ll par rotation d'un écrou d'un dispositif tendeur. Lorsqu'on utilise le cordon parallèle dans le procédé sous précontrainte" à lit tendu", on coupe comme d'habitude ses extrémité3 ancrées une disque le béton a pris, si bien que les dispositifs d'ancrage 13- ou 22 peuvent entre réutilisés0 La figure 7 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une entretoise 4a qui se compose d'un noyau identique ou analogue à l'entretoise 41 de la figure 2 et d'un manchon 25, de préférence en matière synthétique. Celui-ci comprend initialement deux demi-coquilles que l'on fait adhérer à l'entretoise et aux fers 3 au moyen de résine époxyde ou d'un produit analogue, au lieu de refouler sur ces fers les parties 6 de cette entretoise.En coupe longitudinale, le manchon 25 s'amincit pratiquement en conte des deux catés ce qui l'empesche de rester accroché à d'autres armatures ou obstacles analogues lorsqu'on pose le cordon parallèle à son emplacement0 Son diamètre maximum D est supérieur d'environ 3 cm à celui du cordon. Lorsque celui-ci est placé sur un coffrage, le manchon 25 sert non seulement à maintenir les fers 3, mais en mesme temps à les maintenir écartés de ce coffrage, le cordon ne pouvant s 'approcher de ce dernier de plus de 1,5cm et étant par conséquent noyé dans le béton.Bien entendu, on peut encore prévoir autres entretoises, notamment meAme en une seule pièce, comportant des parties qui font saillie du contour du cordon et qui servent à le maintenir à une certaine distance du coffrage. Les entretoises peuvent éventuellement comporter un trou central. On peut par exemple utiliser comme entretoise un tube profilé comportant des encoches périphériques et y coller les fers au moyen d'une bande adhésive, en utilisant de préférence comme adhésif une résine époxyde. L'entretoise 4b d'un cordon à sept fers représentée sur la figure 8 est en matière synthétique et comporte encore six encoches périphériques équidistantes 5o Mais l'une de ces encoches communique en outre par une saignée radiale 26 avec un trou central 27. Sept fers 1 sont maintenus dans ces encoches 5 et dans ce trou 27. La matière synthétique est assez élastique et la saignée 26 assez large pour que l'on puisse introduire le fer-central dans ce trou en élargissant latéralement cette saignée.A la fabrication du cordon décrite en relation avec la figure 3, on utilise sept bobines 7 et on introduit d'abord un fer dans le trou 27 avant de repousser les six autres fers dans les encoches périphériques dans lesquelles ils sont de mEme maintenus élastiquementa Mais avec une entretoise en matière synthétique, il est aussi facilement possible de fixer les fers en chauffant cette matière et en la déformant plastiquement. Un cordon à sept fers du genre représenté convient particulièrement pour fabriquer des chablas. Afin de faciliter l'injection usuelle de mortier dans ce câble lorsqu'il a été posé, on décale de préférence les entretoises des divers cordons parallèles qui le composent; On-remarquera encore que l'on peut utiliser non seulement des fers ronds à surface lisse, mais aussi des fers profilés qui assurent une adhérence particulièrement bonne du béton. il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutif-s sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIOtTS 1 - Armature en faisceau pour béton et notamment pour béton précontraint, caractérisée par plusieurs fers individuels maintenus parallèles sans se toucher par une série d'entretoises. 2 - Armature en faisceau selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque entretoise comporte sur son pour; tour six encoches qui maintiennent chacune unfer et qui sont disposées régulièrement sur un cercle. 3 - Armature en faisceau selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'entretoise comporte un trou central qui contient également un fer. 4 - Armature en faisceau selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'entretoise est en matière synthétique et qu'une saignée radiale relie le trou central à l'une des encoches. s - Armature en faisceau selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'entretoise comporte au moins une pièce qui fait saillie au-delà du diamètre du faisceau et qui sert à maintenir ce dernier à distance du coffrage. 6 - Armature en faisceau selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la pièce précitée de l'entretoise est un manchon qui en coupe longitudinale se rétrécit en conte des deux cotés et qui adhère à un noyau comportant les encoches. 7 - Armature en faisceau selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'entretoise est un tube comportant des encoches périphériques dans lesquelles les fers sonbEaintenus par un ruban adhésif. 8 - Procédé de fabrication de l'armature en faisceau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : faire passer parallèlement les fers en les tirant dans un guide, introduire entre eux à des distances régulières des entretoises comportanttes encoches sur leur périphérie, et insèrer dans chacune de ces encoches un fer en faisant en sorte qu'il y soit maintenu. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le+ fait que l'on utilise une entretoise comportant entre ses encoches des parties saillantes que l'on refoule latéralement sur les fers. 10 - Procédé selon la revendication 8 > caractérisé par le fait que l'on utilise une entretoise comportant un trou cen tral dans lequel on introduit un fer par une saignée radiale en élargissant élastiquement cette dernière, avant de placer les fers dans les encoches périphériques. ll - Procédé selon la revendication 8,-caractérisé par le fait que l'on utilise une entretoise dans les encoches de laquelle les fers sont maintenus élastiquement. 12 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on fait adhérer à l'entretoise et aux fers un manchon en plusieurs parties 13 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on fixe les fers dans les encoches de l'entretoise au moyen d'un dispositif qui pendant la fixation se déplace dans le sens des fers avec la vitesse à laquelle ces derniers sont tirés continuellement à travers le guide. 14 - Application de l'armature en faisceau selon la revendication 1 à la fabrication dè béton précontraint par le procédé sous précontrainte"à lit tendu". 15 - Application selon la revendication 14, dans laquelle une extrémité au moins du faisceau est ancrée au-m & en d'un dispositif comportant une douille à alésagiconique dans lequel sont montées des mâchoires complémentaires, coniques à l'extérieur et cylindriques à l'intérieur, caractérisée par le fait que ces mâchoires sont séparées par des surfaces au moins sensiblement planes et inclinées sur l'axe du dispositif, et qu'entre les extrémités des fers il est prévu un fer central sur lesquel ces extrémités s'appuient quand les fers sont tendus. 16 - Application selon la revendication 15, caractérisée par le fait que l'inclinaison des surfaces précitées sur l'axe est d'environ 80. 17 - Application selon la revendication 15, caractérisée par le fait que le fer adhère aux extrémités des autres fers. 18 - ApplicatIon selon la revendication 14, caractérisée par le fait qu'une extrémité au moins du faisceau, est ancrée au moyen d'un disque perforé, les extrémités des fers passent par les trous de ce disque et une teste de diamètre supérieur à celui desdits trous y étant refoulée.