Brevet FR2046972A1 — publié le 19710312

- x - 2046972 La présente invention concerne un élément préfabriqué pour construire des ouvrages en béton précontraint par l'assemblage de tels éléments, en particulier des canaux d'écoulement des eaux usées et des tunnels, ouvrages pour les-5 quels de hautes exigences sont posées en ce qui concerne les épreuves d'endurance, la résistance à la flexion et l'étanchéi-té des joints. Jusqu'à ce jour, les éléments ont été précontraints séparément lors de leur fabrication et, sur place, ils 10 ont été assemblés entre eux par dçs mortaises ou des manchons. De tels éléments, disposés de manière flottante dans le sol, sont sensibles aux affaissements de ce dernier ou aux forces extérieures qui agissent sur eux, vue que chaque élément prend appui sur le suivant d'une manière insuffisante. Ce sont les 15 points d'assemblage qui sont les plus sensibles et, sous l'effet des déplacements du terrain.ou de forces inégales, les joints ne sont plus étanches et les zones d'appui se fendent ou se brisent. Dans de telles constructions, les dimensions des élê-.ments et la longueur totale de l'ouvrage sont donc limitées. 20 Par ailleurs, les éléments ne peuvent être utilisés que dans des terrains stables. Dans une autre construction connue, on prévoit, dans ou sur les parois latérales des éléments en béton non encore précontraint, des cavités parallèles au sens d'assemblage. 25 Sur le chantier, on enfile un toron de tension dans les cavités alignées coaxialement et on le précontraint. Les désavantages d'une telle construction consistent en ce que la mise en place est longue et coûteuse. La longieur des éléments qui se suivent est limitée à cause de l'influence du coefficient de dilatation 30 thermique et d'autres facteurs. La présente invention a pour but de fournir un élément préfabriqué qui permette de construire des ouvrages d'une longueur illimitée et présentant des points d'assemblage de grande surface. 35 L'élément préfabriqué conforme à l'invention est caractérisé par le fait que chaque élément présente, pour 70 22794 - 2 - 2046972 son assemblage à l'élément suivant, au moins un dispositif d'ancrage d'un toron de tension et un toron de tension. De préférence, le toron de tension, enrobé généralement.dans la paroi de l'élément, traverse le dispositif d'ancrage qui s' S étend transversalement dans une rigole et qui est enrobé dans les parois de la rigole, et présente une extrémité libre qui sort de la rigole et qui passe par dessus les points d'assemblage de deux éléments qui se suivent. De préférence aussi, l'extrémité libre est pré-10 contrainte avant l'ancrage pour que les fentes et les joints d'assemblage soient pressés comme par une fermeture à tendeur réglable. Grâce à cette disposition, on obtient une étanchéité durable et les éléments reposent les uns sur les autres de la manière la plus appropriée, de sorte que de grandes sections 15 d'écoulement et de grandes longueurs peuvent être obtenues, la longueur de chaque élément n'étant pratiquement soumise à aucune limite. La portion principale du toron de tension est précontrainte selon des procédés connus, soit lors de la fabri-2 0 cation, soit sur le chantier. Cette précontrainte peut se faire en même temps que la précontrainte de l'extrémité libre du toron, c'est-à-dire lors de la pose des éléments, ce qui supprime une des deux opérations de précontrainte. Le processus d'assemblage compound peut également être appliqué aux extrémités 25 libres lors de la précontrainte et effectué en même temps que celui de la portion principale du toron, ce qui supprime une des opérations de coulée du ciment. Vu que le toron de tension ne dépasse la traversée que sur une petite distance, on n'a aucune difficulté pour l'enfiler et le lier, sa tension ne deman-30 dant pas de moyens .additionnels spéciaux. La résistance au point d'assemblage n'est pas augmentée en choisissant de plus grands diamètres et un plus grand nombre de torons, mais simplement du fait que, dans une forme de réalisation préférée, les deux extrémités libres des 35 torons qui sortent des éléments sont situées en face l'une de l'autre. Ces extrémités peuvent se croiser et être fixées, après 70 22794 - 3 - 2046972 l'ancrage, par du ciment au mortier, de sorte qu'elles sont protégées et reliées aux parois des éléments voisins. Rien n'empêche ce pendant d'ancrer l'autre extrémité du toron sur le même élément. 5 Les dessins annexés illustrent, à titre d'exem ple non limitatifs, quelques formes de réalisation conformes à l'invention. La fig. 1 est une vue en perspective d'un élément préfabriqué en béton conforme à l'invention; 10 la fig. 2 est une coupe partielle horizontale passant par le point d'assemblage de deux éléments; la fig. 3 est une coupe, suivant la ligne III-III de la fig. 2, passant par la rigole; là fig.. 4 est une coupe, suivant la ligne IV- 15 IV de la fig. 2, passant par une des plaques d'ancrage; la fig. 5 est une coupe longitudinale d'une rangée d'élément tels que ceux représentés dans, les fig. 1 à 4, coupe passant par les points d'assemblage qui sont disposés en croix; 20 la fig. 6 est une coupe longitudinale d'une série d'éléments tels que ceux représentés dans les fig. 1 à 4, coupe passant par les points d'assemblage qui sont, alternativement, disposés en croix et reliés par des agrafes; et la fig. 7 est une coupe longitudinale d'une 25 suite d'éléments tels que ceux représentés dans les fig. 1 à 4, coupe passant par les points d'assemblage qui sont effectués simplement. L'élément préfabriqué représenté dans la fig. 1 est destiné à former un canal d'évacuation des eaux usées 30 et se présente sous forme d'un triangle isocèle tourné sur sa pointe et surmonté'd'un rectangle. A l'usine, cet élément est coulé comme représenté dans la fig^ 1, c'est-à-dire avec sa pointe tournée vers le bas, pour obtenir une semelle exempte de pores et lisse, et est précontraint à partir du centre dans 35 un lit de tension. Les zones d'extrémité de l'élément 1 présentent plusieurs rigoles superposées 3, ouvertes vers le haut 70 22794 - 4 - 2046972 et s'étendant vers l'extérieur. La partie inférieure de la rigole 3 est en retrait dans la paroi latérale de l'élément, de sorte que la section transversale de ladite rigole augmente vers le bas. Un tor,on de tension 2 est disposé entre deux ri-5 goles coaxiales qui se suivent et est enrobe dans la paroi laté raie de l'élément 1, ledit toron servant d'organe de tension longitudinal. Le toron 2 sort de la paroi latérale dans les parties inférieures des deux rigoles 3, s'étend dans ces dernières sur toute leur longueur et sort des rigoles sous forme 10 d'une extrémité libre 7. Dans la fig. 1, on a représenté uniquement un seul toron de tension 2 pour des raisons de clarté. Dans la fig. 2, l'élément 1 est assemblé à un élément 101, la liaison étant obtenue par un joint à mortaise étanche 8. 15 La rigole 3 de l'élément 1 se prolonge par une rigole 103 de l'élément 101, de sorte qu'au point d'assemblage on obtient un canal ininterrompu. La rigole 3 située à une des extrémités de la paroi latérale est fermée par une plaque d'ancrage 4 présentant 2o des perçages 5,6 servant d'ancrage aux torons de tension. Chaque toron 2 est enrobé dans la paroi de l'élément pratiquement jusqu 'à ce qu'il traverse la plaque d'ancrage 4. Après avoir traversé le perçage 5 de la plaque d'ancrage 4, le toron 2 sort dans la partie en retrait de la rigole 3, s'étend sur toute la 25 longueur de cette dernière et en sort par son extrémité libre 7. Cette extrémité libre passe par dessus le point d'assemblage et traverse le perçage 106 de la plaque d'ancrage 104 fermant la rigole 103 de l'élément 101 pour être ancrée, après précontrain te, au moyen d'une tête d'ancrage 109. Vu que la tension initi-30 aie peut être réglée, il est possible de tenir compte de la forme et des caractéristiques de la rçortaise 8. Le toron 102 est enrobé de la même manière dans la paroi de l'élément 101 jusqu'à ce qu'il traverse la plaque d'ancrage 104. Une fois ■qu'il a traversé le perçage 105 de la plaque d'ancrage 104, il 35 occupe le fond de la rigole 103, s'étend sur toute la longueur de cette dernière et en sort avec son extrémité libre 107.Cette 70 22794 - 5 - 2046972 extrémité libre s'étend au-dessus du point d'assemblage, traverse le perçage 6 de la plaque d'ancrage 4 logée dans la rigole 3 de l'élément 1 et est munie d'une tête d'ancrage 9 montée après la précontrainte. Les perçages 6 et 106 prévus dans les plaques 5 d'ancrage 4 et 104 pour recevoir les têtes 9, 109 sont situés à l'extérieur, tandis que les perçages 5"et 105 qui ne servent qu'aux traversées des torons 2, "102 sont situés à l'intérieur pour que lesdits torons se croisent aux points d'assemblage des éléments. L'angle que fait le toron 2 par rapport au per-10 çage 5 peut être négligé lorsque la longueur de la rigole 3 est détérminée correctement et que toute la longueur dudit toron est prise en considération lors de la précontrainte et non seulement son extrémité libre 7. Le croisement.est visible dans les fig. 3 et 4, 15 l'un au moment où. les torons traversent la plaque d'ancrage 4 et l'autre à une distance déterminée de cette dernière. Grâce à la disposition décrite ci-dessus, la précontrainte et la tension sont doublées dans la zone des points d'assemblage les .plus sensibles au point de vue mécanique. Si cela est nécessaire, 20 on peut obtenir une variation de la différence de tension, pour que la tension donnée aux extrémités libres 7 et 107 des torons 2 et 102 soit différente de la tension initiale donnée aux-dits torons précontraints séparément. La résistance à la corrosion et la stabilité de l'assemblage augmentent encore sensible-25 ment lors du coulage compound ultérieur. La double rigole constituée par les rigoles 3 et 103 est remplie de mortier au ciment (non représenté dans les figures), de sorte que les deux plaques d'ancrage 4, 104 servent de parois d'extrémité. De préférence, le coulage compound se fait lorsque la rangée d'é-30 léments est posée et les têtes d'ancrage 9, 109 sont enlevées, une fois que le mortier a pris, pour être réutilisées dans un nouvel ouvrage. Dans ce cas, on a un assemblage purement adhésif de l'extrémité libre 7 du toron, comme d'ailleurs de sa portion principale précontrainte. 35 La fig. 5 représente une suite d'éléments dans lesquels chaque point d'assemblage présente deux croisements. 70 22794 - 6 - 2046972 Dans la fig. 6, les éléments sont assemblés par des croisements et par des agrafes qui alternent réciproquement. Les agrafes doivent être assurées contre tout glissement et tendues en conséquence avant que les extrémités des torons ne soient précontraintes. D'autres combinaisons et d'autres moyens d'assemblage ou de liaison peuvent être utilisés. La fig. 7 montre des éléments reliés, de chaque côté de la coupe, par de simples liaisons. Cette construction se distingue de celle de la fig. 5 du fait que la seconde extrémité de chaque toron est ancrée sur son propre élément. Bien que, dans ce cas, une double précontrainte agit dans la zone d'assemblage des éléments, on obtient une excellente étanchéi-té des joints en donnant, à l'extrémité libre du toron, une plus grande tension qu'à sa portion principale. 70 22794 - 7 - 2046972 Revendications 1. Elément préfabriqué pour construire des ouvrages en béton précontraint, en particulier des canaux et des tunnels, caractérise par le fait que chaque élément présente, pour son assemblage à l'élément suivant, au moins un dispositif d'ancrage d'un toron de tension et un toron de tension. 2. Elément suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'ancrage est placé dans une rigole. 3. Elément suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'ancrage s'étend transversalement par.rapport à la rigole et est enrobé, par ses bords, dans la paroi de la rigole. 4.Elément suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le toron de tension traverse le dispositif d'ancrage et présente une extrémité libre qui sort de la rigole. 5. Elément suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le toron de tension est enrobé pratiquement jusqu'au point où il traverse le dispositif d'ancrage enrobé dans la paroi de l'élément. 6. Elément suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que deux rigoles sont prévues dans la zone d'extrémité de chaque élément et portent, chacune, un dispositif d'ancrage. 7. Elément suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le perçage servant de siège au toron dans le dispositif d'ancrage est décalé vers l'extérieur par rapport au point où ledit toron débouche dans la rigole. 8. Elément suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs torons disposés suivant sa périphérie. 70 22794 - 8 - 2046972 9. Elément suivant la revendication 8, carac térisé par le fait qu'au moins une tête d'ancrage est prévue l'extrémité libre du toron, cette tête pouvant être récupérée après la prise de l'assemblage compound.