Brevet FR2170811A1 — publié le 19730921

La présente invention a pour objet un procédé de précontrainte d'ouvrages en béton ainsi que les dispositifs de précontrainte réalisés selon ce procédé et les ouvrages ainsi précontraints. Dans la technique de la précontrainte d'ouvrages en béton, à l'aide de barres de précontrainte, on maintient la précontrainte de la masse de béton en ancrant la barre à ses deux extrémités par des éléments d'ancrage comprenant des écrous vissés sur la barre. Ceci est généralement réalisé selon deux techniques connues différentes. La première consiste à prévoir des barres filetées à leurs deux extrémités, de façon à permettre la fixation des ancrages maintenant la barre sous tension. Dans cette technique, il est nécessaire de prévoir 9 l'avance la longueur exacte des barres et la longueur du filetage correspondant à l'allongement à obtenir. Il en résulte, dans la pratique, qu'il est nécessaire de commander à l'avance aux fabricants de barres, les barres de longueur voulue, filetées sur une distance désirée, et il arrive souvent que les barres ne soient pas disponibles à temps, en raison des délais importants nécessités pour ces fabrications. De plus, la grande diversité des longueurs requises dans la construction rallonge encore les délais de fabrication et augmente le prix de revient de ces barres. L'autre technique consiste à utiliser des barres filetées sur toute leur longueur. De cette façon, il est possible, sur le chantier, d'adapter des barres à la longueur désirée et de fixer les ancrages en n'importe quel point d'une barre. Toutefois, cette technique présente l'inconvénient d'utiliser des barres filetées sur toute leur longueur dont le prix de revient est sensiblement plus important que le prix des barres non filetées. La présente invention se propose de remédier à ces différents inconvénients en fournissant un procédé de précontrainte par barres qui permette de réaliser, à volonté sur le chantier, des barres de longueurs quelconques,tout en n'utilisant que des éléments susceptibles d'être facilement standardisés et d'un prix de revient économique. L'invention a pour objet un procédé de précontrainte d'ouvrages, utilisant des barres possédant des extrémités filetées, caractérisé par le fait que l'on fixe, à l'extrémité de la barre, et dans son prolongement, une tige filetée sur toute sa longueur au moyen d'un manchon se vissant simultanément sur l'extrémité de ladite barre et sur l'extrémité adjacente de ladite tige, que l'on effectue la mise en tension de la barre, et que l'on fixe ensuite sur ladite tige un ancrage comprenant une plaque de répartition et un écrou. Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, dans lequel l'ancrage mobile est mis en place avant le bétonnage, on peut avantageusement entourer le manchon de raccordement de l'extrémité de la tige avec l'extrémité adjacente de la barre à l'aide d'une douille ou trompette d'un diamètre sensiblement égal au diamètre du manchon et qui est de préférence solidaire de la plaque de répartition de l'ancrage, en se raccordant à une gaine qui entoure la barre, la périphérie du manchon étant pourvue de méplats ou de rainures permettant le passage du coulis qui sera injecté après mise en tension. La mise en tension s'effectue au moyen d'un vérin de traction prenant appui sur la plaque de répartition et l'allongement est maintenu au moyen d'un écrou prenant appui sur la plaque. Dans un autre mode de mise en oeuvre, dans lequel l'ancrage mobile est placé après bétonnage, on prévoit avantageusement de noyer dans le béton une telle douille ou trompette pour permettre l'introduction du manchon de raccordement, la plaque de répartition pouvant alors avantageusement être munie d'un élément de centrage lui permettant de prendre une position centrée par rapport à ladite trompette de façon à parfaire le centrage de la barre. L'invention a également pour objet les dispositifs de précontrainte pour la mise en oeuvre selon le procédé précité, ces dispositifs étant notamment caractérisés par le fait qu'ils présentent du côté de l'ancrage mobile disposé à l'extrémité d'une barre, une tige filetée sur toute sa longueur, et raccordée dans le prolongement de la barre par un manchon vissé à la fois sur l'extrémité de la barre et sur l'extrémité correspondante de la tige, ladite tige s'appuyant sur la plaque de répartition au moyen d'un écrou vissé sur la tige. Le filetage d'extrémité de la barre peut avantageusement avoir une longueur sensiblement moitié de celle du filetage du manchon, ce qui permet un positionnement exact du manchon sans autre vérification. Dans une forme de réalisation avantageuse, le manchon de raccordement comporte, à sa périphérie, des méplats ou des rainures facilitant le passage du coulis notamment dans le cas où, selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la tige est entourée au niveau du manchon d'une douille ou trompette raccordée à la gaine de la barre. De préférence, dans le cas où l'ancrage mobile est placé avant bétonnage, cette douille ou trompette est soudée perpendiculairement à la plaque de répartition contre laquelle vient prendre appui l'écrou. Par contre, dans le cas où l'ancrage mobile est placé après bétonnage, la plaque de répartition est solidaire d'un élément de centrage, par exemple une bague soudée sur la plaque, pour se mettre en place de façon centrée, à l'extrémité de ladite douille ou trompette déjà noyée. Dans une forme de réalisation avantageuse, l'écrou servant au maintien de la tension de la barre et prenant appui sur la plaque de l'ancrage présente une partie de forme sphérique coopérant, soit avec l'arête de l'orifice de la plaque de répartition à travers lequel passe la tige, soit avec une partie chanfreinée de cette plaque disposée autour dudit orifice. Des canaux sont avantageusement pratiqués, au niveau de cette partie sphérique de l'écrou pour permettre le passage du coulis d'injection, le diamètre de l'orifice de la plaque étant supérieur au diamètre de la tige pour laisser entre la plaque et la tige un espace vide annulaire. L'ancrage fixe disposé à l'autre extrémité de la barre peut être d'un type quelconque, déjà connu. Néanmoins, conformément à l'invention, il peut être avantageux, dans le cas où l'ancrage fixe est placé avant bétonnage, de prévoir un conduit traversant la plaque d'appui de l'ancrage fixe, pour aboutir à l'intérieur de la gaine de façon à permettre l'injection du coulis. Dans le cas où l'ancrage fixe est destiné à être mis en place après bétonnage, la plaque d'ancrage fixe peut comporter une douille de centrage pour venir se mettre en place dans la gaine de façon centrée, l'écrou qui se visse à l'extrémité de la tige étant alors de préférence pourvu, comme l'écrou de l'ancrage mobile, d'une partie sphérique afin de pouvoir se centrer par rapport à la plaque d'appui. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, ainsi que du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un ancrage mobile selon l'invention, destiné à être mis en place avant bétonnage, - la figure 2 représente une vue partielle d'une variante de l'ancrage de la figure 1, - les figures 3 et 4 représentent deux variantes du manchon de raccordement vu de profil, - la figure 5 représente une vue en coupe axiale de l'ancrage fixe placé avant bétonnage, - la figure 6 représente une vue en coupe axiale de l'ancrage mobile selon l'invention placé après bétonnage, - la figure 7 représente une vue d'un ancrage fixe placé après bétonnage, - la figure 8 représente une vue en coupe axiale d'un raccordement de deux barres mises bout à bout. On se réfère aux figures 1 à 4. Dans la figure 1 qui représente un ancrage mobile de précontrainte destiné à être mis en place avant bétonnage, on voit une barre 1 dont l'extrémité 2 présente un filetage. De façon en soi connue, la barre 1 est entourée d'une gaine 3 dont le diamètre interne est suffisamment supérieur au diamètre externe de la barrel pour permettre le passage d'un coulis d'injection qui sera injecté après mise en précontrainte. Conformément à l'invention, on prolonge l'extrémité filetée de la barre 1 à l'aide d'une tige 4 filetée sur toute sa longueur, la tige 4 et la barre 1 étant raccordée à l'aide d'un manchon de raccordement 5, vu de profil sur la figure 3. De préférence, la longueur du filetage de l'extrémité 2 est sensiblement égale à la moitié de la longueur du manchon 5 de façon à assurer sans difficulté le positionnement exact du manchon 5 sur la barre 1, l'autre moitié du manchon recevant l'extrémité de la tige 4. Autour de la tige 4, on dispose ensuite une plaque de répartition d'ancrage 6 munie d'un orifice 7 dont le diamètre est suffisamment supérieur au diamètre externe de la tige 4 pour permettre le passage ultérieur du coulis d'injection. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, une douille ou trompette 8 est soudée perpendiculairement à la plaque 6, de façon à être axialement alignée avec l'orifice 7, cette trompette 8 étant raccordée à la gaine 3 au moyen d'un manchon conique 9. Le diamètre interne de la trompette 8 n'est que légèrement supérieur au diamètre externe du manchon 5, ce qui permet de rendre la plaque 6 perpendiculaire à la barre. L'autre extrémité de la barre 1 supporte un ancrage fixe qui sera décrit ultérieurement. Une fois que le bétonnage a été réalisé autour de la barre ainsi constituée, on assure la mise en précontrainte du béton par traction de la tige 4. On visse sur la tige 4 un écrou hexagonal 10 dont la face antérieure présente une partie sphérique 11 qui vient prendre appui sur une portée chanfreinée 12 de la plaque 6. Après mise en tension au moyen d'un vérin fixé sur la tige 4 et s'appuyant sur la plaque 6, le vissage de l'écrou 10 assure à la fois le maintien de la tension de la barre 1 et le centrage de la tige par rapport à la plaque 6. En variante, la partie sphérique 11 de l'écrou pourra venir se disposer contre l'arête vive de l'orifice 7, comme représenté sur la figure 2, une telle disposition permettant également d'assurer un bon centrage relatif. Pour permettre l'injection du coulis on peut avantageusement fixer à l'extrémité dépassante de la tige 4 un capot 13 d'un orifice 14 pour le raccordement à un conduit d'injection. Le capot 13 peut venir prendre appui contre la face externe de la plaque 6 par l'intermédiaire d'un joint annulaire 15. De façon avantageuse, également, la surface interne 16 du capot peut être striée ou dentelée afin d'assurer un accrochage convenable du capot sur le coulis injecté. Les stries ou dentures auront une définition hélicoidale du même pas que le filetage de la tige 4 de façon à être conservées,après durcissement du coulis, par simple dévissage du capot 13.Afin de permettre le passage du coulis, l'écrou 10 possède au niveau de sa partie sphérique 11, plusieurs entailles radiales 17 qui assurent la communication entre le volume intérieur du capot 14 et la partie interne de la trompette 8. De même, le manchon 5 est pourvu, à sa périphérie, d'entailles ou de rainures 18, qui assureront le passage du coulis entre l'écrou et la surface interne de la trompette 8 contre laquelle repose la périphérie 19 du manchon. En variante, comme représenté sur la figure 4, le manchon 5 peut être muni de méplats 20 permettant le passage du coulis. On se réfère à la figure 5. L'autre extrémité 21 de la tige 1 est également filetée et reçoit une plaque de répartition 22 d'ancrage fixe, maintenue à l'aide d'un écrou 23 qui est soudé à la plaque 22. On peut avantageusement prévoir une douille 24 se raccordant à la gaine 3, un conduit recourbé 25 aboutissant à cette douille 24. Le conduit 25 traverse la plaque 22 par un orifice 26 et aboutit sur l'extrémité libre afin de permettre l'injection. Au lieu d'une plaque de répartition 22, on peut également fixer sur la barre 1 une pièce de répartition matricée ou moulée, d'un type en soi déjà connu. On comprend aisément que1 grâce à l'invention, il est maintenant possible d'utiliser des barres 1 de longueurs standar disées, et munies de filetage de faible longueur uniquement à leurs deux extrémités. Le nombre de longueurs différentes de barres dont il faut disposer, est réduit, du fait que toutes les longueurs intermédiaires entre deux longueurs standardisées consécutives peuvent être réalisées grâce à la tige 4 fixée à l'extrémité de traction de la barre. En cas de besoin, il est également possible de fixer une telle tige pour prolonger l'extrémité de la barre du côté de l'ancrage fixe par exemple si l'on ne dispose que de barres de longueur insuffisante. On se réfère à la figure 6. Sur cette figure, qui représente l'ancrage mobile destiné à être mis en place après bétonnage, on n'a représenté qu'une portion de la- tige 4, la barre 1 étant raccordée à l'extrémité de gauche de la tige 4 par un manchon 5 d'une façon identique à celle représentée sur la figure 1. De même, la trompette 8 est raccordée à la gaine 3 par un manchon tronconique 9 comme représenté sur la figure 1. Toutefois, la trompette 8 n'est cette fois pas solidaire de la plaque de répartition 27 qui prend appui sur le béton car la trompette 8 est noyée dans le béton avant mise en place de l'appui mobile. D'une façon avantageuse, la plaque 27 possède, dans le prolongement de son orifice 28, un élément de centrage par exemple une bague annulaire 29 qui y est soudée, le diamètre extérieur de cette bague étant légèrement inférieur au diamètre intérieur de la trompette 8. De cette façon, la plaque de répartition 27 peut être mise en place en étant convenablement centrée, par introduction de la bague 29 dans, la trompette 8. L'écrou 10 est ensuite vissé sùr la tige 4 après la mise en précontrainte, le centrage s'effectuant, comme dans le cas de la figure 2, grâce à la partie sphérique de l'écrou. On se réfère à la figure 7. L'appui fixe mis en place après bétonnage peut également comporter une plaque de répartition 30, analogue à la plaque 27, contre laquelle vient s'appuyer un écrou 10 vissé sur l'extrémité 21 de la barre 1. Afin de permettre un bon centrage de la plaque de répartition 30, par rapport à la gaine 3 noyée dans le béton, on peut avantageusement prévoir un tronvon de tube 31 par exemple en matière plastique ou en tôle mince, dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de l'orifice de la plaque 30 et au diamètre de la gaine 3, une collerette 32 étant prévue à l'extrémité du tronçon de tube 31 pour empêcher que le tube 31 ne s'enfonce trop loin à l'intérieur de la gaine 3. La petite collerette 32 est écrasée lors de la mise en tension, et ne gêne en rien l'efficacité de l'ancrage. On se réfère à la figure 8. Dans le cas où l'on ne dispose pas sur le chantier de barres standardisées 1 de longueurs suffisantes, il est également possible de rajouter bout à bout sur le chantier plusieurs barres telles que 1, soit de même longueur, soit de longueurs standardisées différentes les unes des autres, et ce en utilisant des manchons de raccordement 5. Les extrémités filetées de barres 1 adjacentes sont vissées dans le manchon de raccordement 5. Les gaines 3 sont interrompues au niveau de la jonction réalisée grâce au manchon 5 et on dispose autour du manchon une trompette cylindrique 8 raccordée de part et d'autre aux gaines 3 par deux pièces tronconiques 9. Cette réalisation permet d'éviter le transport de barres trop longues tout en permettant de mettre en place sur le chantier en un temps extrêmement réduit des barres composites dont la longueur sera égale à la somme des longueurs des différentes barres mises bout à bout. L'extrémité de traction d'une telle barre composite reçoit également une tige 4 selon l'invention pour la mise en précontrainte. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée, et qu'on peut lui apporter différentes modifications de forme ou de matériaux sans pour cela s'éloigner ni de son cadre nide son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé de précontrainte d'ouvrages en béton, utilisant des barres possédant des extrémités filetées et dans lequel l'ancrage mobile est relié à la barre au moyen d'un écrou, caractérisé par le fait que l'on fixe, à l'extrémité de la barre et dans son prolongement, une tige filetée sur toute sa longueur au moyen d'un manchon se vissant à la fois sur l'extrémité de ladite barre et sur l'extrémité adjacente de ladite tige, que l'on effectue la mise en tension de la barre, et que l'on fixe ensuite sur ladite tige un ancrage comprenant une plaque de répartition et un écrou s'appuyant sur cette plaque. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'ancrage est mis en place avant le bétonnage, caractérisé par le fait que l'on entoure ledit manchon de raccordement à l'aide d'une trompette d'un diamètre sensiblement égal au diamètre du manchon, ladite trompette étant fixée d'une part perpendiculairement à une plaque de répartition de l'ancrage, et raccordée d'autre part à une gaine entourant la barre, à la suite de quoi on effectue le bétonnage puis la mise en tension. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'ancrage est mis en place après le bétonnage, caractérisé par le fait que l'on noie dans le béton, au niveau de l'ancrage, une trompette dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre du manchon, à la suite de quoi l'on introduit dans ladite trompette la partie de la barre portant le manchon, et l'on dispose contre l'extrémité libre de la trompette une plaque de répartition possédant un moyen de centrage pénétrant dans la trompette, à la suite de quoi, on effectue la mise en tension. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, pour réaliser des barres de grande longueur, on relie bout à bout plusieurs barres à l'aide de manchons de raccordement. 5. Dispositif de précontrainte, réalisé par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il présente, du côté de l'ancrage mobile disposé à l'extrémité d'une barre, une tige filetée sur toute sa longueur et raccordée dans le prolongement de la barre par un manchon vissé à la fois sur l'extrémité de la barre et sur l'extrémité adjacente de la tige, ladite tige maintenant l'ancrage formé d'un écrou s'appuyant sur une plaque. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la longueur du filetage du manchon est égale sensiblement au double de la longueur du filetage d'une extrémité de la barre. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'il comporte une trompette cylindrique dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre du manchon et entourant le manchon, ladite trompette aboutissant d'une part à une -plaque de répartition de l'ancrage mobile, d'autre part, par l'intermédiaire d'un organe de raccordement tronconique, à une gaine dans laquelle passe la barre. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le manchon comporte des rainures ou méplats pour faciliter le passage du coulis. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que la trompette est solidaire de la plaque de répartition. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que la plaque de répartition comporte un anneau de guidage pénétrant dans ladite trompette. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé par le fait que l'écrou possède une partie de forme sphérique coopérant avec la plaque de répartition. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la plaque de répartition possède, au niveau de l'orifice traversé par la barre, une partie chanfreinée coopérant avec ladite partie sphérique de l'écrou. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite partie sphérique de l'écrou coopère avec l'arête franche de l'orifice de la plaque de répartition à travers lequel passe la barre. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé par le fait qu'au niveau de ladite partie sphérique, l'écrou possède des rainures radiales pour le passage du coulis. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé par le fait qu'il comporte, vissé sur ladite tige, un capot s'appuyant sur l'ancrage par l'intermédiaire d'un joint, ledit capot présentant une ouverture pour l'introduction d'un coulis sous pression. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la surface interne dudit capot présente des striures ou dentelures pour un accrochage du coulis durci. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 16, caractérisé par le fait que l'extrémité de l'ancrage fixe présente une plaque ou pièce de répartition traversée par un conduit aboutissant à l'intérieur d'une gaine dans laquelle est contenue la barre. 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 17, caractérisé par le fait que l'ancrage fixe comprend une plaque de répartition coopérant avec un écrou possédant une partie sphérique. 19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé par le fait-que l'écrou présente, au niveau de sa partie sphérique, des rainures radiales pour le passage du coulis. 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 18, caractérisé par le fait que la barre est constituée de plusieurs barres mises bout à bout et réunies par des manchons vissés à la fois sur les extrémités voisines de deux barres ad Jacentes. 21. Ouvrages caractérisés par le fait qu'ils sont réalises par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.