Brevet FR2466588A1 — publié le 19810410

Une caractéristique des systèmes de précontraite uti- lisant des câbles formés de torons est la nécessité de donner à ces torons une plus grande longueur que la longueur effective du câble. Cette longueur supplémentaire est nécessaire pour que le vérin puisse saisir simultanément les torons par leur extré- mité libre et les mettre ainsi en tension en les tirant. Le blocage des torons sur le vérin et sur la pièce de fixation est obtenu au moyen de coins ou de dispositifs équiva- lents. Ces systèmes de précontrainte présentent les inconvé- nients suivants: Les vérins ont des dimensions et des poids importants. Il est donc nécessaire de prévoir des espaces qui ne sont pas toujours disponibles et des moyens de levage adéquats qui res- tent occupés pendant tout le temps de la mise en tension. En outre, les dimensions extérieures de ces vérins ont une cause de gêne et contribuent à allonger les temps de mise en tension; par exemple, pendant la précontrainte de poutres continues à l'aide de câbles assemblés ou dans des ouvrages construits en encorbel- lement, le temps employé pour la mise en tension finit par dé- terminer la vitesse d'exécution de tout l'ouvrage et donc le coût de celui-ci. Ce supplément de longueur de chaque toron représente un gaspillage de matériel d'autant plus important que le câble est plus court. La détermination de la longueur finale du câble, for- mé par exemple de douze ou trente-et-un torons d'environ 13mm, est toujours incertaine et problématique à cause des différen- tes valeurs des liaisons des coins dans les parties coniques des pièces de fixation chaque fois que le câble est bloqué. Cet- te incertitude est plus sensible encore quand on doit tendre le câble par étapes: dans ce cas, chaque fois qu'on doit bloquer le câble à une valeur intermédiaire, puis le débloquer pour pour- suivre la mise en tension, on manque de certitude à la fois en ce qui concerne la valeur de la liaison des coins et celle de la force de débloquage. En définitive, la valeur de l'allonge- ment final ne peut pas être déterminée avec une précision suffi- sante. Par contre, l'emploi pour les torons d'aciers présentant des tensions de rupture toujours plus élevées et des contrain- tes de tension très proches de celles de la déformation rend toujours plus nécessaire de connaître la valeur exacte des lon- gueurs finales, en particulier lorsque les câbles sont courts, car dans ce cas les erreurs ont, en pourcentage, une inciden- ce assez importante. Quand on doit relâcher entièrement un'câble déja ten- du à la valeur finale, il faut exercer des surtensions sur les torons pour les dégager des coins, et dans ces conditions, sur- tout si le câble est court, la valeur de la surtension peut fa- cilement dépasser les valeurs admissibles. En outre, dans cette phase, il est à déconseiller l'emploi du vérin - lourd et en- combrant - précédemment utilisé pour tendre le câble; il faut desserrer, un à un, les torons avec un petit vérin spécial. L'opération devient ainsi longue et risquée. Les procédés de construction modernes et sophistiqués et l'utilisation de matériaux ayant des caractéristiques de ré- sistance toujours plus élevées exigent des systèmes de précon- trainte bien plus précis, simples, sûrs et rapides. L'appareillagelsuivant l'invention élimine tous les inconvénients indiqués ci-dessus et est particulièrement ra- tionnel et économique, la structure de la pièce de fixation étant par ailleurs particulièrement compacte et d'un encombre- ment réduit. A la différence de tous les autres systèmes utilisant des torons, dans le système objet de l'invention les torons qui forment le câble sont préalablement coupés à la même longueur et fixés de façon définitive sur une pièce mobile filetée exté- rieurement qui sert à mettre simultanément en tension tous les torons et sur laquelle on agit à l'aide d'un vérin; une fois atteinte la longueur prévue, la pièce mobile, au moyen d'un col- lier fileté intérieurement, transmet la force de précontrainte à une plaque de répartition située sur le béton. Le principe consistant à utiliser une pièce mobile pour mettre en tension des fils qui forment un câble n'est pas nouveau. En effet, il existe des systèmes utilisant des câbles constitués non par des torons mais par des fils, par exemple de 7 mm de diamètre, fixés à une des pièces mobiles présentant un orifice axial traversant fileté dans lequel s'engage une tige de tension accouplée à un vérin. Dans ce cas, l'encombrement des pièces mobiles est suffisamment réduit et, par conséquent, la fixation est valable du point de vue technique et du point de vue économique. En théorie, on pourrait remplacer les fers ronds, c'est-à-dire les fils de 7 mm de diamètre, par exemple par une section de surface équivalente formée de torons fixés au moyen de coins logés dans des orifices tronconiques prati- qués dans la pièce mobile, tout en laissant inchangés aussi bien la forme de cette pièce que le système de prise au moyen d'une ti- ge centrale filetée. Cette solution théorique permettrait toujours de fixer un câble formé de torons. Cependant, dans ce cas, les di- mensions des pièces mobiles seraient si importantes que la fixation ne serait avantageuse ni du point de vue technique ni du point de vue économique. En revanche, dans le dispositif suivant l'invention, non seulement les dimensions extérieures de la pièce mobile et par conséquent de tout l'ensemble sont très réduites, et donc avantageuses techniquement et économiquement, mais on élimine tous les inconvénients mentionnés précédemment des autres systè- mes de précontrainte utilisant des torons. En substance, l'appareillage pour la mise en tension d'un câble formé de torons (ou de fils) pour des structures en béton précontraint, comprenant une série de torons (ou de fils) fixé dans des trous taversants d'une pièce mobile de fixation ayant un filetage extérieur pour un collier fileté intérieure- ment et destiné à constituer un appui pour réaction sur une pla- que de répartition, possède une pièce intermédiaire récupérable qui peut être reliée co-axialement à la pièce mobile de fixation et est filetée extérieurement comme elle pour permettre le vis- sage du collier précité de façon à constituer avec dernier un ap- pui pour réaction, réglable pendant les phases successives de la mise en tension; pour l'accouplement, la pièce intermédiaire est percée de trous traversants pour des tiges filetées qui s'engagent sur des filetages des parties extérieures - pour la plupart d'une section plus grande - d'une partie au moins des trous traversants de fixation des torons (ou des fils) dans la pièce mobile de fixa- tion, ces tiges étant munies de têtes qui agissent sur la pièce in- termédiaire. La pièce intermédiaire présente, a côté de l'extrémité qui doit être accouplée à la pièce mobile de fixation, une zone non filetée le long de laquelle le collier après avoir été vissé surpja pièce précitée et dégagé ensuite de son filetage, peut coulisser pour s'engager sur le filetage de la pièce elle-même. On va maintenant décrire un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple et avec référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue latérale avec coupe partielle de la pièce mobile de fixation, de la pièce intermédiaire et du dispositif de blocage des torons, et montre la tige filetée qui agit sur la pièce mobile associée. La figure 2 est une vue latérale de la tige filetée précitée. La figure 3 est une coupe d'une bague filetée qui agit sur le dispositif de blocage des torons sur la pièce de fixation. La figure 4 est une vue à plus grande échelle de la pièce de fixation. La figure 5 est une vue prise de la droite de la figu- re 4. Les figures 6 à 10 montrent les différentes étapes de la fixation des torons. Comme le montrent les dessins, le système suivant l'in- vention prévoit une pièce mobile de fixation 1 constituée par un cylindre métallique ayant une partie extérieure lA filetée et possédant autant de trous traversants 3 -disposés, par exemple, en nids d'abeilles - qu'il y a de torons 5 à fixer, Chaque trot traversant 3 comprend une partie cylindrique 3A de grand diamètre, filetée, et une partie tronconique3A, ainsi que, éventuellement,- une partie 3C de plus petit diamètre. La partie tronconique 3B sert à fixer le toron 5 sur la pièce de fixation 1, par exemple au moyen de coins dentés 7, tandis que la partie cylindrique 3A, filetée intérieurement, coopère avec une tige filetée spéciale 9 dont une extrémité porte une tête 9A de plus grand diamètre; l'ensemble des tiges 9 vissées dans les trous 3 sert à saisir la pièce mobile et à mettre le câble en tension. La fixation de cha- que toron 5 sur la pièce mobile 1 pourrait être également réa- lisée d'une autre manière (sans les coins), par exemple à l'aide de manchons cylindriques extrudés, et en tous cas de façon à per- mettre le montage sur le lieu de fabrication. En effet, selon l'invention, les torons sont fixés de manière stable et défini- tive sur la pièce 1 avant d'être mis en tension. Pour confectionner le câble, tous les torons 5 sont coupés à la même longueur; on les introduit dans les trous res- pectifs 3 de la pièce mobile 1, et on les y fixe; dans le cas décrit et représenté, on met-en place dans les parties 3B des trous 3 les coins de blocage 7, et on les pousse vers la par- tie la plus étroite des trous 3, par exemple au moyen de bagues filetées 10 vissées sur les filetages des parties 3A des trous 3, jusqu'à exercer sur les coins 7 la valeur exacte de la force de blocage qui garantit la fixation immédiate de chaque toron 5 lorsque le câble est mis en tension. Le blocage préventif des coins 7 par les bagues filetées 10, avec réglage au moyen d'une clé dynamométrique, empêche que, pendant le transport et la mise en oeuvre du câble, les coins 7 puissent se débloquer. Les ba- gues penvent être récupérées après la mise en tension pour être utilisées de nouveau, ou bien laissées sur la pièce 1 qui les reçoit. Le blocage définitif peut également être obtenu d'une autre façon. Pour accoupler la pièce mobile 1 au vérin M, et donc pour mettre en tension le câble, on utilise une pièce intermé- diaire, constituée par un cylindrelextracteur 12, qui a le même diamètre que la pièce 1 et est fileté en 12 A comme cette pièce sur presque toute sa longueur, à l'exception d'un tronçon 12B; ce cylindre possède des trous traversants 14 qui correspondent aux trous 3 de la pièce mobile 1 et sont disposés de la même ma- nière. Dans chacun des trous 14 est introduite une tige filetée 9, qui est vissée sur le filetage correspondant de la partie 3A du trou 3 de la pièce mobile jusqu'à ce que sa tête 9A, en pre- nant appui contre partie extérieure du cylindre extracteur 12, rende celui-ci solidaire de la pièce mobile 1. Toutes les tiges.. 9 sont soumises à une traction préalable, de préférence sous la même force, au moyen d'une clé dynamométrique, de façon que la fixation du cylindre extracteur 12 à la pièce mobile 1 soit com- plète et-uniforme. La longueur du cylindre extracteur 12 est ré- glée de manière qu'un collier de blocage 16 pouvant se visser aussi bien sur le filetage 12A que sur le filetage lA puisse être vissé sur l'extracteur 12 lui-même avant la mise en tension; ce collier peut servir également à centrer facilement l'ensemble de la pièce mobile 1 et de l'extracteur 12 dans un logement 18 ménagé dans une structure en béton C et muni d'une plaque de réaction et de répartition 20 qui porte une marque de centrage pour le collier 16. La partie extérieure de l'extracteur 12 qui fait sail- lie par rapport au collier de blocage 16 est engagée grâce au filetage 12A dans la tête de prise Ml du vérin M; on obtient ain- si, en faisant réagir la partie M2 sur la plaque 20, la mise en tension du câble. La pièce mobile 1 et l'extracteur 12 forment prati- quement un seul bloc, et par conséquent la tension d'un câble, long,ou court, réglée par l'accouplement du collier 16 et de la pièce filetée, est obtenue de manière simple, rapide, sûre et précise. Avec ce système, on peut tendre le câble en une seule fois ou bien par étapes, en vissant de plus en plus loin le col- lier 16 sur le filetage 12A, et par conséquent, après avoir fait franchir au collier 16 la zone 12B, sur le filetage lA. On peut également desserrer, totalement ou partiellemeût, un câble déjà complètement tendu, toujours avec la possibilité de déterminer à tout moment et avec une grande précision la longueur effective du câble, sans solliciter exagérément ce câble au cours de cette opération, et en utilisant des vérins simples et sûrs ayant un poids et des dimensions réduits. Par exemple, pour tendre un ca- ble avec une force initiale de 350 t, il suffit de deux ouvriers, sans l'aide de dispositif de levage, utilisant des vérins qui ne pèsent que quelques dizaines de kilos. Il doit être bien entendu que les dessins ne représen- tent qu'un exemple de réalisation de l'invention, et que celle-ci peut subir des modifications en ce qui concerne ses formes ou ses dispositiions. Une solution analogue peut être appliquée également à des pièces mobiles d'ancrage de fils (c'est-à-dire de fers ronds) en acier à section circulaire utilisés à la place des torons. REVENDICATIONS 1 - Appareillage pour la mise en tension d'un câble formé de torons 5 (ou de fils) pour des structures en béton précontraint, comprenant une série de torons ou de fils fixés dans des trous traversants 3 d'une pièce mobile de fixation 1 possédant un filetage extérieur lA pour un collier 16 fileté intérieurement et destiné à constituer un appui pour réaction sur une plaque de répartition 20, et caractérisé en ce qu'il pos- sède une pièce intermédiaire récupérable 12 reliée coaxialement à la pièce mobile de fixation 1 et filetée extérieurement en 12A comme elle pour recevoir par vissage le collier 16 précité, de façon à constituer avec ce dernier un appui de réaction réglable pendant les phases successives de la mise en tension et qui, pour réaliser l'accouplement, présenteldes trous traversants 14 desti- nés à recevoir des tiges filetées 9 qui s'engagentsur les fileta- ges des parties extérieures - pour la plupart d'une section plus grande - d'au moins une partie des trous traversants 3 pour la fi- xation des torons ou des fils 5 à la pièce mobile de fixation 1 et qui sont munies de têtes 9A qui agissent sur la pièce inter- médiaire 12. 2 - Apparreillage suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la pièce intermédiaire 12 présente, au voisinage de l'extrémité destinée à être accouplée à la pièce mobile de fi- xation 1, une zone non filetée le long de laquelle le collier 16,. après avoir-été vissé sur la pièce intermédiaire précitée et une fois dégagé du filetage de celle-ci, peut coulisser pour s'enga- ger sur le filetage de la pièce elle-même.