Brevet FR2422783A1 — publié le 19791109

La présente invention concerne un dispositif d'ancrage permettant de ddtendre un cible de précontrainte soit pour le remplacer, soit pour permettre une modification d'une construction. Dans la technique du béton-précontraint, des câbler en acier b haute résistance sont logés dans des conduits réservées dans le béton afin de permettre la mise en tension de ces câbles et leur ancrage aux deux extrémités; en général, après ces opérations, un fluide durcissable, tel du coulis de ciment, est injecté dans l'espace libre existant entre un cible et la paroi du dit conduit. Après durcissement de ce coulis, le capable se trouve ainsi protégé contre la corrosion et rendu solidaire de la construction qutil traverse. Cependant, dans eertains cas; il a dté reconnu souhaitable d'éviter une telle solidarisation du cible avec la structure, spé- cialement afin de pouvoir à tout moment vérifier la tension correcte du cible en lui appliquant un vérin et en notant la pression nécessaire pour déeoller l'ancrage de son appui. Pour des raisons de sécurité, on a voulu, de plus, se réserver la possibilité de retirer un cible de la structure pour le remplacer par un cfibleneuf dans ltéventualité d'une corrosion ou d'une rupture partielle de l'ancien cÂble. De même, la détente des cibles est souhaitable Si, pour une raison quelconque, on doit procéder A la démolition de l'ouvrage ou à sa modification. De tels cibles libres sont, en particulier, utilisés dans la construction d'enceintes en béton précontraint enfermant les réacteurs d'énergie nucléaire, dont on veut, pour raisons évidentes, pouvoir garantir la sécurité à tout moment de leur exploitation. a protection du cible contre la corrosion est alors assurée par l'inJection à l'intérieur du conduit d'une graisse, ou autre substance non adhérente au cible, mais susceptible d'assurer sa protection contre la corrosion. Parmi les dispositifs d'ancrages connus pour câbles de précontrainte multibrin de forte puissance, mis en oeuvre dans les enceintes nucléaires, aucun ne présente toutes les qualités voulues pour permettre à la fois une mise en tension et une détente aisées. Une première sorte d'ancrage comporte un bloc en acier cylindrique à périphérie filetée, appelé tête d t ancrage, dans lequel sont ancrés les brins (fils, barres, ou torons de fils)constituant le cabale. Cette tette est logée au fond d'un alvéole profond ménagé dans le béton à la sortie du conduit; le vérin de mise en tension comporte une tige qui vient se fixer en général par vissage dans la tette d'ancrage afin d'exercer sur celle-ci la traction de mise en tension.Lorsque la tdte apparat hors de l'évidement du béton, une bague, à travers laquelle la traction est exercée, est vissée sur le filetage extérieur de cette tette pour en agrandir le diamè- tre et lui permettre de porter sur la plaque d'appui appliquée contre le béton autour de l'alvéole. Cet ancrage permet une détente facile du cible en opérant en sens inverse de ce qui vient d'être exposé, mais la mise en oeuvre de ce dispositif présente des inconvénients sérieux tels les suivants. Les brins du câble doivent entre coupés d'avance, tous très exactement à la méme lon- gueur, ce qui est une opération coûteuse surtout pour les cibles de grande longueur.De plus, les moyens de fixation des brins à la tête doivent être mis en oeuvre sur le chantier au moins à l'une des extrémités du câble, puisque les tettes d'ancrage sont trop volumineuses pour pouvoir ventre enfilées à travers le conduit contenant le câble. Enfin, la course du filetage sur la tette d'ancrage est limitée et le cible peut être sonmis à un excès ou à un défaut de tension lorsque les allongements obtenus s'avèrent différents des prévisions calculées. Dans une autre sorte d'ancrage connue, les brins traversent un bloc d'ancrage et leurs extrémités sont individuellement fixées sur un vérin pour leur mise en tension. Un tel ancrage a l'avantage de ne pas nécessiter de coupe préalable à longueur rigoureuse des brins. Le cible peut être facilement enfilé à l'intérieur du conduit et les ancrages d'extrémité posés après cet enfilage, Encore plus facilement, le cale peut être constitué en enfilant les brins l'un après l'autre dans le conduit. Par contre, l'inconvénient de ce dispositif d'ancrage est que, si l'on désire procéder soit à une pesée de la tension au moyen d'un vérin, soit à la détente du cabale, les extrémités de chacun des brins dépassant le bloc d'ancrage ne doivent pas titre coupées afin de pouvoir y refixer le vérin. Ces brins en saillie sont en comburants et doivent en outre être protégés par exemple au moyen de tubes en t8le remplis de graisse* Le dispositif selon l'invention associe les avantages de ces ancrages, tout en en éliminant leurs inconvénients. Le dispositif d'ancrage pour un cible de précontrainte multi- brin , actif dans une structure en béton, auquel s'applique l'in- vention, comprend: un bloc, circulaire en plan, traversé d'ouver tures permettant une mise en tension et un ancrage des brins du cabale; dans le béton, un conduit pour le passage du cible élargi à son extrémité jusqu 'à un diamètre supérieur à celui du dit bloc, sur une longueur correspondant à l'allongement du câble lors de la mise en tension; enfin, une plaque encastrée dans le béton, comportant une ouverture coaxiale au bloc, bordant l'orifice du conduit élargi et supportant au moins un organe amovible d'appui du dit bloc contre le béton par l'intermédiaire de la plaque.Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé par le fait que lesdits organes sont des secteurs de couronne contre lesquels le dit bloc est appuyé et qui sont appliqués contre le bord de l'ouverture par des surfaces dont une partie au moins est tournée vers 1' axe com nrun du bloc et de l'ouverture. Ainsi, en service, en raison de l'orientation de ces surfaces d'appui, la tension du câble développe vers la plaque des poussées obliques centrifuges auxquelles cette plaque résiste grftce à sa forme circulaire fermée. De façon imagée, les efforts que la tension du cible exerce dans sa direction sur le bloc sont transmis à la plaque d'appui par une sorte d'effet de volte ou de dame, c'est-à- dire transformés en efforts rayonnants obliques aisément supportés par le bord interne de la plaque d'appuis Pour favoriser cet effet, le bloc est avantageusement eonformé lui-même en dbme et comporte un bord d'appui tronconique pour les secteurs de couronne.De son côté, l'ouverture de la plaque comporte avantageusement une surface d'ap pni tronconique évasée pour les secteurs de couronne. Contrairement aux voates usuelles, cependant, étant donné, d'une part, que l'orientation du câble peut outre quelconque dans l'espace, d'autre part, que le poids des secteurs en couronne est négligeable par rapport à la force de tension du cabale, les surfaces d'appui réciproque du bloc, des secteurs et de la plaque sont de préférence sensiblement parallèles au lieu de converger vers un centre de volte ou plus précisément vers un point de l'axe du dôme. Lorsque le bloc d'ancrage, traversé par les brins individuels du cabale, est en place, appuyé contre la plaque par l'intermédiaire des secteurs de couronne, il est aisé de mettre les brins en tension de manière connue avec un vérin approprié et de les ancrer dans les trous de passage comportant, par exemple, à cette fin un élargissement tronconique de sortie, au moyen de clavettes également bien connues. Après coupure des brins au droit de leur ancrage, le cible est en service avec une tension totale égale à la somme de celle des brins. Pour "peser" la tension du cible, il suffit donc de saisir le bloc d'ancrage pour le décoller légerement des secteurs de couronne et mesurer l'effort nécessaire à cette opération. Pour détendre le câble, on procède de mdme en exerçant une traction suffisante sur le bloc pour permettre d'enlever indivi duellement les secteurs de couronne, après quoi le moyen de traction, en pratique un vérin, qui a permis cette action est progressivement relâche pour permettre au bloc de rentrer jusqu'au fond de la portion élargie de conduit. Le cible a alors perdu toute tension et peut titre démonté sans danger. Pour saisir le bloc et exercer sur celui-ci une traction, on peut, comice pour les têtes d'ancrage connues, y prévoir un forage axial fileté permettant d' engager une tige de traction. Cette réalisation a l'inconvénient pour un cable d'un nombre donné de brins d'accrottre le diamètre du bloc. De préférence, ce bloc est aménagé pour être saisi à sa périphérie, ce qui est facilité par sa forme en dôme; en effet, des crans de préhension ou un filetage peuvent être organisés sur le bloc du cttd opposé à la plaque d'appui et en retrait de son bord appuyé contre les secteurs de couronne de façon que les organes de préhension, en place sur le bloc, n'aient pas, en diamètre, un en comblement supérieur au diamètre maximal du dit bloc, ce qui leur permet d'entrer avec celui-ci dans la partie élargie du conduit lors de la détente du cible. Le dessin annexé montre comment l'invention peut être mise en oeuvre. Sur ce dessin s - La figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif d'ancrage selon l'invention; et - la figure 2 en est la coupe suivant II de la fig. 1. Dans la masse t du béton de la structure est ménagé, au moyen d'une gaine 2 (fig. 2), un conduit pour un câble de précontrainte dont, pour la clarté, quelques brins 3 sont seuls représentés. Par une trompette 4 et une plaque annulaire 5, la gaine est raccordée à une partie élargie de conduit, chemisée par le cylindre de tôle 6. L'ouverture de l'élargissement est bordée par l'ouverture de la plaque annulaire 7 présentant un renfort interne 7a et un bord interne tronconique évasé 7kO Sur cette surface tronconique sont appliqués par des surfaces de forme correspondante les secteurs de couronne 8 au nombre de six en l'espèce. Les secteurs 8 supportent le bloc d'ancrage 9 en forme générale de dôme qui repose sur ces secteurs par la sur face tronconique 9a.Les surfaces tronconiques 7b et 9a sont pra tiquement parallèles. Les deux faces des secteurs 8 s'y- appliquent exactement. De plus les segments de génératrices correspondant aux dites surfaces sont en regard l'un de l'autre, c'est-à-dire sensiblement égaux avec leurs médiatrices proches l'une de l'autre ou confondues. Pour empêcher, lors de la traction initiale exercée sur le bloc (afin de libérer les secteurs de couronne et permettre la dé tente du caAble),la chute de ces secteurs dans la partie élargie du conduit lorsque ce conduit est vertical, les secteurs sont pourvus de rebords 8a appuyés contre la périphérie du bloc 9. A cette fin, on peut également utiliser un fort fil d'acier 14 conformé en cer- cle avec un diamètre supérieur à celui de la partie de conduit élargie, cercle contre l'élasticité duquel viennent presser les gorges 15 ménagées sur la face interne des secteurs. Pour permettre de retirer ce fil lorsque les secteurs ont été enlevés, les extrémités 14a et 14b de ce fil sortent à l'extérieur entre deux secteurs.Pour éviter au montage un déplacement vers l'extérieur des secteurs sous la poussée centrifuge du fil 14, un cerclage ou une ceinture extérieure 16 peut titre prévue autour des secteurs en place Jusqu'd ce que la pression du bloc 9 sur les dits secteurs empoche leur déplacement. Enfin, des tiges filetées munies do poi gnées peuvent être engagées dans les forages filetés 13 pour la manipulation des secteurs 8 tant au montage qu'au démontage. Pour le montage, chacun des brins 3 traverse un trou cylin- drique 10 du bloc 9, trou qui s1 évase vers l'extérieur en un tronc de cône 11. Ainsi de manière bien connue, un vérin attelé à la partie dépas- vante du brin 3 et appuyé sur le bloc 9 ou sur la plaque 7 permet de endre ce valeur désirée, /brin à la valeur désirée, après quoi des clavettes 12 forcées dans l'évasement 11 immobilisent chaque brin tendu qui est ensuite cou pé, comme montré sur la figure d, juste au-delà des clavettes 12. Les forces de tension des brins dont la résultante est orien tée suivait l'axe du conduit développent, en raison de l'obliquité des surfaces d'appui du bloc 9, des forces w perpendiculaires aux surfaces d'appui qui se transmettent directement à travers les sec teurs à la partie annulaire renforcée 7a de la plaque 7. Grâce à l'obliquité des sections radiales des secteurs, le diamètre maximal du bloc 9 est plus petit que le diamètre maximal de la partie élargie du conduit. De plus' la forme en dôme de ce bloc permet de ménager vers le sommet de ce dôme une partie de diamètre encore plus réduit 17 qui peut être extérieurement filetée comme représenté ou munie de crans pour un accrochage a baSonnette. Sur la partie 17 peut ainsi titre fIxée l'extrémité tubulaire 18 de diamètre également inférieur à celui de la partie élar gie, extrémité solidaire de la tige d'un vérin (non représenté) dont le cylindre repose alors sur la plaque 7 par les pieds t9, en forme de secteurs de cylindre; ces pieds ménagent entre eux les fenttres 20 dont la hauteur est au moins égale à celle d'un secteur 8. Pour le démontage d'un câble, le vérin ayant été placé comme représenté en traits mixtes, une traction décollant le bloc 9 des secteurs 8 est d'abord exercée sur le ciblez Repoussés par l'élasticité du fil 14, puis maintenus écartés par celui-ci, les secteurs peuvent être saisis par les poignées engagées dans les trous 13; ces poignées permettent aussi de faire tourner les secteurs pour les amener en regard des fenêtres 20, et les enlever complètement de l'espace compris sous le bloc; le fil 14 est aussi retiré par traction sur une de ses extrémités; après quoi, le vérin est reltché, de sorte que le bloc 9 descend jusqu'à autre en appui sur la plaque 5, position 9A (en traits mixtes) dans laquel- le les brins 9 sont complètement détendus. Le capable coupé à son autre extrémité (ancrage passif) peut alors titre retiré ainsi que le bloc 9 et éventuellement changez Le bloc 9 traversé par des brins de cible neuf est replacé sur les secteurs 8 et ces brins peuvent titre remis en tension comme déjà indiqué. Un forage 22, ménagé dans le bloc, permet alors un nouveau remplissage du conduit avec de la graisse, ou autre matière visqueuse, non durcissable de protection. L'invention s'applique aux constructions très importantes dont la sécurité doit titre très soigneusement surveillée et, ro tamnient, aux caissons des centrales nucléaires. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'ancrage, dans une structure de béton, pour un cible de précontrainte multibrin, dispositif destiné à permettre la mise en tension et la détente du câble, comprenant - un bloc de révolution, traversé de canaux permettant à travers ce bloc fixe la mise en tension et l'ancrage des brins de ciblez - un conduit élargi à son extrémité jusqu'à un diamètre supérieur à celui du bloc sur une longueur correspondant à l'allongement du cible lors de sa mise en tension, - une plaque annulaire d'appui sur le béton entourant l'orifice élargi du conduit, - et au moins un organe amovible d'appui intermédiaire entre le bord du bloc et le bord interne de la plaque, dispositif caractérisé par le fait que les organes amovibles sont des secteurs de couronne dont les faces opposées d'appui de chacun sont obliques par rapport à l'axe du bloc et orientées dans le même sens pour transmettre la tension du cible obliquement, du bloc vera le bord de la plaque d'appui. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux surfaces d'appui de chaque secteur sont tronconiquels 3.-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les deux surfaces d'appui sont sensiblement parallèles. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les secteurs sont pourvus chacun d1au moins un talon de retenue dans l'espace compris entre le bloc et la plaque. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les secteurs en couronne sont appuyés par leur face interne contre au moins un cercle élastique ouvert. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les secteurs sont maintenus en place à ltencontre de l'effort élastique du cercle par au moins une ceinture. 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les secteurs comportent des forages filetés destinés à recevoir des organes de préhension de ces secteurs. 8.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bloc est en forme générale de dôme supporté à sa périphérie. 9.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par. le fait que vers le sommet du dtme le bloc comporte une partie cylindrique de diamètre réduit comportant des moyens de fixation d'un élément tubulaire enveloppant. 10.- Vérin hydraulique de mise en oeuvre d'un dispositif selon les revendications 7 et 9, comportant des pieds d'appui séparés, caractérisé par le fait qu'il comprend, solidaire de son piston, une portion tubulaire pouvant coopérer avec la dite partie de diamètre réduit du bloc et les pieds d'appui séparés solidaires du cylindre ménageant entre eux des fenOtres permettant le passage des secteurs de couronne.