Brevet FR2417592A1 — publié le 19790914

l'invention a pour objet un dispositif pour le raccordement bout à bout d'éléments allongés en béton. les éléments sont de préférence des piles ou pieux en béton,destinés au renforcement des sols et à des applications similaires, lesdits éléments étant pourvus de tiges de renforcement s'étendant longitudinalement dans l'élément, et qui sont reliées à leurs extrémités au moyen d'éléments de raccordement. L'invention se rattache aux secteurs techniques de la fondation et du terrassement. Par exemple, un domaine technique dans lequel des raccordements bout à bout sont en application, concerne des piles ou pieux qu'on enfonce dans le sol afin d'améliorer la capacité portante du terrain. Selon des techniques connues antérieurement, on a utilisé des types variés d'éléments de raccordement, chacun de ces éléments s'engageant simultanément avec deux pieux et sabots positionnés en rapport d'arc-boutement ou reliant d'une autre façon ces deux pieux et sabots, lesquels sont pourvus à cet effet de crans, de gorges ou de moyens d'accrochage de type quelconque, d'une forme correspondant à celle de l'élément de raccordement. les tiges de renforcement longitudinales du pieu en béton sont usuellement soudées ou vissées sur les sabots d'extrémité. Après le raccordement bout à bout de deux pieux pour les fixer l'un à l'autre, les forces de tension se manifestant dans les pieux se propagent depuis les tiges de renforcement d'un pieu, par l'intermédiaire du sabot d'extrémité de celui-ci, de l'élément de raccordement entre ce pieu et l'autre, et du sabot d'extrémité adjacent de l'autre pieu opposé, et se transmettent finalement, par l'intermédiaire du sabot d'extrémité mentionné en dernier, aux tiges de renforcement du deuxième pieu. Indépendamment du genre d'élément de raccordement qui est utilisé dans ce type de raccordement bout à bout, ce dernier présente des inconvénients majeurs, en raison de la longueur du chemin par lequel les forces sont transférées d'un élément en béton à l'élément suivant lorsque des contraintes de flexion se présentent dans le raccord, ce oui aboutit à des moments très désavantageux avec des risques importants de rupture du raccord. Il a été constaté que la soudure des sabots d'extrémité aux tiges de renforcement dans les pieux en béton, rend le renforcement non flexible. Lorsque des pieux relies subissent le choc lors de leur enfoncement dans le sol, les couches en béton les plus proches des sabots d'extrémité sont usuellement réduites en poudre. Il en résulte qu'à la fin d'une série de coups appliqués par la sonnette, les sabots d'extrémité ont tendance à se déplacer plus ou moins dans la direction longitudinale des pieux par rapport aux tringles de renforcement. Dans le cas où des mouvements relatifs de ce genre ne sont pas possibles du fait que les tiges de renforcement et les sabots d'extrémité sont fixés bloqués les uns aux autres, un raccord non flexible de cette nature, a fréquemment pour résultat le cintrage des tiges de renforcement immédiatement et intérieurement par rapport à un ou plusieurs des sabots d'extrémité, et dans de nombreux cas le pieu en béton présente des fissures ouvertes sur un coté. Ceci n'est donc pas satisfaisant. La présente invention assure la réalisation d'un dispositif au moyen duquel le raccordement bout à bout d'éléments allongés en béton, de préférence des piles ou pieux, se trouve consid- rablement simplifié et perfectionné, tout en permettant en même temps de supprimer les inconvénients exposés ci-avant. T'invention est essentiellement caractérisée par le fait que les tiges de renforcement sont pourvues à chaque extrémité d' un élément d'accouplement, et que chaque élément de raccordement est prévu de façon à relier les éléments d'accouplement de deux tiges de renforcement disposées en alignement, avec leurs faces d'extrémité se trouvant face à face, le raccordement étant réalisé de manière à ce que toutes les forces de tension, qui se manifestent dans les éléments en béton, soient transférées directement de la tige de renforcement dans un élément en béton, à la tige de renforcement de l'élément en béton opposé, ceci tout en permettant un déplacement relatif des tiges de renforcement par rapport aux éléments,lorsqu'une contrainte se manifeste en conséquence d'une pression ou d'un choc. Un raccordement à articulation de ce genre fait disparaitre le moment désavantageux, signalé ci-avant, susceptible de survenir lorsque des forces de tension se manifestent. Etant donné que le raccordement à articulation selon l'invention permet en outre un mouvement relatif des tiges de renforcement entre elt8sUtes ondes de coc se propageant dans les articulations de renforcement, lorsque lton enfonce dans le sol les piles ou pieux en béton, sont pratiquement absorbées exclusivement par le béton. Par conséquent, le nouveau principe de join toiement réduit au minimum le risque de cintrage des tiges de renforcement durant l'opération d'enfoncement des piles ou pieux. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. Pour bien fixer l'objet de I'invention, sans toutefois le limiter dans les figures des dessins annexés : La figure 1 illustre en une vue en perspective, deux piles ou pieux en béton, avec leurs faces d'extrémité se trouvant face à face ; La figure 2 illustre une coupe verticale dans un raccordement, selon une première mise en oeuvre de l'invention ; la figure 3 illustre en une vue en plan et à grande échelle un angle d'un pieu équipé de ce raccordement de jointure ; La figure 4 illustre une coupe verticale dans un raccordement de jointure, selon une deuxième mise en oeuvre ; La figure 5 illustre une coupe verticale dans un raccordement de jointure, selon une troisième mise en oeuvre La figure 6 illustre des parties individuelles d'un éld- ment de raccordement prévu dans cette troisième mise en oeuvre ;; Les figures 7 et 8 illustrent cet élément de raccordement vu de dessus, selon différentes positions ; La figure 9 est une coupe verticale dans un raccordement de jointure, selon une quatrième mise en oeuvre ; La figure. 10 est une vue en plan du raccordement de jointure de la figure 9. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation illustrés par les figures des dessins. la figure 1 illustre en une vue en perspective, les extrémités de face, de deux piles ou pieux 1 disposés en opposition et pourvus de sabots d'extrémité 2 en forme de plaque. Tes piles ou pieux 1 sont moulés à partir de béton, et comportent chacun, noyée dans leur intérieur, une structure de renforcement 3 comprenant quatre tiges de renforcement,s'étendant longitudinalement, 4. Le raccordement de jointure selon une première mise en oeuvre de la présente invention, inclut un élément d'accouplement en forme de manchon à talon 2, figure 2, comprenant une section de manchon 6 pourvue d'un filet femelle 7. L'extrémité libre de chaque tige de renforcement 4, est pourvue d'une section filetée 8 coopérant par vissage, avec la section de manchon 6 du manchon à talon. Le manchon à talon 5 comprend en outre une section de talon 9. Selon la figure 2, cette section de talon 9 supporte une tête de boulon 10 munie d'une fente 11 pour tournevis, afin de faciliter le vissage du manchon à talon 5 sur la tige de renforcement 4. Par ailleurs, le raccordement de jointure comprend un élément de jonction qui, selon la mise en oeuvre illustrée figure 2, se présente comme un élément en forme de U 12, ayant deux branches 13 parallèles. Cet élément en forme de U 12 est prévu pour engager ses deux branches 13 derrière les têtes de boulon 10 de deux manchons à talon 5 opposés, constituant ainsi l'élément de raccordement proprement dit, entre deux piles ou pieux. Les branches mi de l'élément an forme de U, sont pourvues d'une gorge centrale 14, figure 3, autorisant l'engagement des deux sections de branche 73a, 13b, de part et d'autre de cette gorge, derrière une tête de boulon 10, en embrassant latéralement la section de talon q. Pour assurer le raccordement bout à bout de deux pieux alignés et opposés, l'on introduit les branches 13 de l'élément de raccordement en forme de U 12, derrière les têtes de boulon 10 de deux manchons à talon 5 se faisant face réciproquement. De préférence, les branches mi divergent légèrement en direction de leurs extrémités libres, en donnant ainsi un certain degré de pré-contrainte aux manchons à talon, ce qui améliore la résistance de liaison du raccordement. Une fois l'élément en forme de U fixé, on forme un rebord de bridage 15 dans le haut et dans le bas du bord extérieur de la plaque 2, ce qui interdit ainsi à l'élément 12 de se dégager par glissement. la figure 4 illustre une deuxième variante de mise en oeuvre du raccordement de jointure, selon l'invention. Le manchon à talon 5 est pourvu d'une section de talon 9' sur laquelle est réalisé un alésage transversal 16. L'élément en forme de U 12', dans cette mise en oeuvre, consiste en une tige d'acier dont les extrémités sont courbées de façon à former deux branches 13', de préférence légèrement divergentes. las branches 13' de cet élément 12' sont introduites dans les alésages 16, l'élément 12' formant ainsi un élément de raccordement entre deux manchons à talon a. Afin de retenir l'élément 12' à demeure, dans sa position de verrouillage des deux manchons à talon, l'on prévoit de rapporter une pièce 17 sur le haut de l'élément 12', les rebords de bridage 15' étant rabattus vers l'intérieur en direction de la pièce rapportée d'une façon similaire à la mise en oeuvre décrite précédemment. Les figures 5, 6, 7 et 8 des dessins illustrent une troisième mise en oeuvre. Selon celle-ci, l'élément de raccordement consiste en un manchon expansible 18 lequel comprend quatre segments de manchon 19, figure 7, qui, lorsqu'ils sont disposés ensemble, forment un manchon présentant intérieurement une ouverture centrale dans le sens longitudinal dudit manchon. A cet effet, chaque segment de manchon 19 est pourvu en son intérieur, d'une creusure 20 qui conjointement avec les creusures profilées de forme correspondante réalisées sur les autres segments de manchon, définit un emplacement servant à la réception des têtes de boulon 10' disposées en opposition et solidaires de deux manchons à talon 5 se faisant face.De plus, ces segments de manchon 19 sont pourvus sur leur côté extérieur, de gorges 21 servant à recevoir un moyen élastique 22 s'étendant autour du manchon, lesdites gorges étant formées dans les parties supérieure et inférieure du manchon. Pour obtenir le raccordement bout à bout de deux pieux au moyen d'un manchon expansible 18 de ce genre, l'on effectue les opérations suivantes : le manchon est tout d'abord poussé sur la tête de boulon 10" du manchon à talon 5 du premier pieu, les dif gérants segments constituant le manchon, s'écartant d'une position illustrée figure 7 jusqutà celle illustrée figure 8. Dès que la tête de boulon 10" est logée à l'intérieur des creusures 20, les segments de manchon se rapprochent élastiquement pour enserrer la tête de boulon.Ensuite, le raccordement s'effectue en position nant la tête de boulon 10" sur le manchon à talon 5 du deuxième pieu devant être raccordé bout à bout au premier pieu, en alignement à l'avant du manchon 18, après quoi l'on fait effectuer un déplacement au deuxième pieu en béton, pour le mettre en rapport d'engagement avec le premier. Durant ce mouvement, la tête de boulon 10" du deuxième pieu pénètre d'elle-même dans le manchon 18 jusqu'à ce qu'elle atteigne l'emplacement foré par les quatre creusures 20.Dans cette position, le manchon se reserre de nouveau autour des deux têtes de boulon 10" Avantageusement les bords 23 des creusures convergent intérieurement, légèrement an direction de l'ouverture, les faces arrière 24 des têtes de boulon 10" étant de forme complementaira présentant un évidement. Lorsque des forces de tension se manifestent dans le raccordement, les têtes de boulon 10, du fait de ce profil, maintiennent ensemble à demeure les segments de manchon 19, assurant ainsi une retenue très satisfaisante. les figures 9 et 10 illustrent une quatrième variante de réalisation, où l'élément d'accouplement consiste en un manchon à talon 25 ayant une tête conique 26 s'élargissant; selon une forme tronconique, en direction de-la tige de renforcement 4 à laquelle l'élément d'accouplement est raccordé. la tête conique 26 est engagée dans un siège 27 de forme conique correspondante, et réalisé dans un élément de raccordement 28 de configuration en forme de U. lorsqu'il est appliqué en position dans le jointoiement, cet élément de raccordement 28 s'engage avec les deux têtes 26 de deux éléments d'accouplement 25 positionnés en opposition.En repoussant des bourrelets 29 formés dans les sabots d'extrémité 2 au-dessus et au-dessous de l'élément de raccordement 28, ce dernier est retenu à demeure en position, autour des éléments d'accouplement 25. Selon cette dernière mise en oeuvre, l'élément d'accouplement 25 est conçu pour être fabriqué dans un acier ayant une résistance à la traction de 700 à 900 W/mm2, ce matériau étant beaucoup plus dur que celui utilisé pour les tiges de renforcement 4. Il a été constaté dans la pratique que le simple fait d'appliquer à force, ou de refouler la partie de manchon 30 de l'élément d'accouplement 52 sur la tige de renforcement 4, permet d'obtenir entre ces éléments un raccordement d'une solidité à toute épreuve, qui est en mesure de résister aux forces de tension considérables susceptibles de se manifester dans le jointoiement des pieux. Il est préférable cependant de réaliser la partie de manchon ffO avec des gorges transversales intérieures A espacées les unes des autres, d'une distance inférieure à celle de deux arêtes de came 32 successives, normalement prévues sur les tiges de renforcement 4. Lorsqu'unie partie de manchon 30 d'un élément d'accouplement 52 est appliquée à force sur une tige de renforcement 4, quelques unes au moins des arêtes de came 32 sont engagées dans leurs gorges respectives 31, augmentant ainsi la résistance à la traction de rupture de l'élément d'accouplement et de la tige de renforcement. Toutes les mises an oeuvre décrites ci-avant présentent l'avantage important que le raccordement est effectué directement à partir du renforcement d'une pile ou pieu en béton, jusqu'au renforcement de la pile ou pieu en béton opposé, sans aucun accouplement par l'intermédiaire des sabots d'extrémité 2. Ceci accroît l'aptitude du raccordement à absorber les forces de traction en comparaison des jointoiements de la technique antérieure. En outre, le raccordement devient très rigide. D'autre part, en raison de la possibilité de mouvements relatifs entre des éléments d'accouplement positionnés en opposition, les forces produites par les chocs se propagent dans l'ensemble, d'une pile ou d'un pieu à l'autre, directement à travers le béton, en soulageant ainsi les tiges de renforcement, qui n'ont par conséquent, pas tendance à se cintrer. Un effet avantageux secondaire, est obtenu par la disposition selon la présente invention, et réside dans le fait que les sabots d'extrémité 2 prévus généralement sur des piles ou pieux en béton, ne doivent pas être de grandes dimensions, car ils ne servent plus comme moyens de fixation. Au contraire, ils peuvent être très minces, et dans certaines conditIons, être complètement éliminés si on le désire. Il apparait de façon évidente que l'on obtient des économies de matériau considérables. T"invention n'est pas limitée aux mises en oeuvre illustrées et décrites, et peut être modifiée de diverses manières, tout en restant dans le cadre de l'idée inventive. C'est ainsi par exemple que l'élément d'accouplement ainsi que l'élément de raccordement, peuvent être construits de façon différente. L'invention n'est pas non plus limitée en aucune façon à l'application à des piles ou pieux, et l'élément de raccordement selon l'invention est également applicable à d'autres éléments en béton tels que des poutres, des colonnes, des pylônes et des éléments similaires. A titre d'exemple pour des utilisations de ce genre, l'on peut mentionner les fermes de combles à réaliser dans des constructions neuves. lorsque les bâtiments sont de dimensions importantes, le travail pour transporter les fermes de combles sur le chantier, et pour les monter, devient une tâche très laborieuse. Grâce à la disposition réalisée par la présente invention, il devient possible de transporter sur le chantier des éléments en béton séparés et d'assembler sur le chantier môme, ces éléments en fermes de combles, à l'aide des éléments de raccordement selon la présente invention. L'on peut également tirer parti dans d'autres domaines de l'avantage de ne. pas avoir à transporter de très longues-unités, par exemple en ce qui concerne les pylônes de lignes éICctriques à haute tension, et des objets similaires de grande longueur. ;'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICAIC IONS -1- Dispositif pour le raccordement bout à bout d'éléments allongés en béton, de préférence des piles ou pieux en béton destinés au renforcement des sols et à des applications similaires, les dits éléments en béton étant pourvus de tiges de renforcement s' étendant dans le sens de la longueur dans l'élément, et qui sont jointés ensemble à leurs extrémités au moyen d'éléments de raccordement, le dispositif étant caractérisé par le fait que les tiges de renforcement sont pourvues à chaque extrémité d'un élément d' accouplement, et par le fait que chaque élément de raccordement est prévu pour joindre ensemble les éléments d'accouplement de deux tiges de renforcement qui sont disposées en alignement avec leurs faces d'extrémité disposées face à face, le raccordement étant réalisé de façon à ce que toutes forces de tension se manifestant dans les éléments en béton soient transférées directement de la tige de renforcement dans un élément en béton, à la tige de renforcement de l'élément en béton opposé, tout en permettant un déplacement relatif des tiges de renforcement lorsque se manifestent des contraintes résultant d'une pression ou d'un impact ; -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisd par le fait que l'élément d'accouplement se présente sous forme d'un manchon à talon comprenant une partie de manchon reliée à l'extré- mité d'une tige de renforcement, et une section de talon reliée à l'élément de raccordement ;; -3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie de manchon du manchon à talon se visse sur l'extrémité de la tige de renforcement associée pour fixer le manchon à la tige de renforcement ; -4- Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le manchon à talon est fabriqué à partir d'un matériau qui est plus dur que celui de la tige de renforcement, de préférence à partir d'acier, le dispositif étant caractérisé par le fait que la partie de manchon du manchon à talon est pressée sur la tige de renforcement, de façon à fixer le manchon à talon sur cette tige ;; -5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le manchon à talon est pourvu de gorges transversales intérieures dans lesquelles des arêtes de came transversales for mées sur la tige de renforcement, sont prévues pour s'engager -6- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie de talon du manchon à talon, est pourvue d'une tette de boulon, et par le fait que l'élément de raccordement se présente sous forme d'élément en U dont les deux branches s'étendent dans la meme direction, lesdites branches étant disposées de façon à s'engager derrière les tetes de boulon de deux manchons à talon disposés en rapport face à face -7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les branches de l'élément en forme de U, sont pourvues d'une gorge centrale, et par le fait que les deux sections de branche de chaque côté de cette gorge, sont prévues pour s'engager derrière une tête de boulon, de façon à embrasser latéralement la partie de talon -8- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que des alésages sont prévus dans les parties de talon de deux manchons à talon disposés opposés, les branches de l'élément en forme de U étant prévues pour être insérées dans lesdits alésages ; -9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que les branches de l'élément en forme de U sont légèrement divergentes en direction de leurs extrémités libres ;; -10- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément de raccordement consiste en un manchon expansible qui est formé par une pluralité de segments de manchon maintenus ensemble au moyen d'éléments élastiquement résistants, de façon à constituer un manchon, et par le fait que ces segments de manchon, lorsqu'ils sont disposés ensemble en forme de manchon, délimitent entre eux un passage longitudinal qui à la partie centrale du manchon s'élargit en un emplacement servant à la réception, dans cet emplacement, des têtes de boulon se faisant face ou d'éléments similaires de deux manchons à talon disposes opposés ; ; -11- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le manchon à talon est formé avec une tête conique s' élargissant selon une forme tronconique, en direction de la tige de renforcement avec laquelle le manchon à talon est relié, ladite tete étant supportée librement dans un siège de forme conique correspondante, réalisé dans un élément de raccordement jointant ensemble deux manchons à talon disposés opposés.