Brevet FR2516573A1 — publié le 19830520

La présente invention concerne un ancrage à clavettes pour une armature de précontrainte soumise à de nombreuses variations de tension. On sait que, lorsque certaines structures précontraintes sont soumises à des charges rapidement variables, la tension des armatures au droit des ancrages varie au rythme de la variation de charge, notamment pour les structures dont les câbles ne sont pas injectés de façon rigide (haubans ou tirants) qui, meme injectés,, transmettent au moins partiellement les efforts jusqu'aux ancrages. Lorsque le nombre d'alternances de charges est élevé, il en résulte des ruptures par fatigue qui se produisent dans les zones de moindre résistance, généralement constituées par les ancrages, juste à la sortie de ceux-ci. Les ancrages à clavettes, tels que décrits pour la première fois dans le brevet français Freyssinet NO 991 703 du 28 avril 1944, n'échappent pas à ce défaut. En effet, pour empecher le glissement éventuel de l'armature dans le faisceau de clavettes, il a été proposé de rendre rugueuse la surface des clavettes appliquée contre l'armature, en particulier en munissant cette surface de stries à aretes aiguës orientées perpendiculairement a l'axe de l'armature. Spécialement, lorsque ces stries sont peu nombreuses et aiguës, on peut attribuer à l'effet d'entaille qu'elles provoquent dans l'armature la rupture prématurée en fatigue de celle-ci. De nombreuses propositions ont été avancées pour pallier cet inconvénient. La plus ancienne consiste à réduire la pente du cône femelle par rapport à celle du faisceau de clavettes, pour augmenter le serrage de celui-ci à son extrémité épaisse. On a aussi proposé (Brevet français NO 2 251 682 de réduire progressivement, vers l'extrémité fine du faisceau de clavettes, la profondeur, la dureté des stries en augmentant le nombre par unité de longueur. Dans le brevet français NO 2 241 672, on propose, pour un résultat semblable, d'amener l'extrémité fine du faisceau dans un espace élargi ménagé à l'extrémité du cône femelle ainsi que d'évaser le canal de passage de l'armature dans le faisceau du côté de cette extrémité fine. On connait aussi, engagés dans des forages tronconiques, des faisceaux de clavettes dont les génératrices sont légèrement convexes de façon à réduire le serrage vers l'extrémité effilée du faisceau. Inversement, on a aussi proposé des faisceaux dont les génératrices sont concaves de façon que l'extrémité du faisceau soit effilée, presque cylindrique, et dépasse l'orifice étroit de l'ouverture tronconique recevant ce faisceau. Ces divers palliatifs ne donnent pas entière satisfaction et, aux essais de type "fatigue", les armatures continuent à se rompre dans l'ancrage ou à la limite de celui-ci. L'invention a pour objet un ancrage qui améliore considérablement la tenue d'une armature tendue soumise à des sollicitations de fatigue. Selon l'invention, la surface extérieure des clavettes est lisse et usinée aussi exactement que possible au même angle que celui de la cavité tronconique dans laquelle ces clavettes sont complètement engagées, tandis que la face interne des clavettes est uniformément rendue fortement rugueuse sur toute la longueur pour une adhérence par frottement à ladite armature. Le dessin annexé montre comment l'invention peut être mise en oeuvre. La figure unique montre en coupe axiale un exemple d'ancrage. Sur cette figure, l'armature 1, un toron en l'espèce, est entouré par un faisceau de trois clavettes tronconiques 2 , faisceau forcé dans la cavité tronconique 3 ménagée dans un bloc 4. Selon l'invention, l'angle a du faisceau conique de clavettes est aussi exactement que possible le même que l'angle du sommet de la cavité tronconique. De plus, au moins du côté effilé, les clavettes sont engagées pour être en contact sur toute leur longueur avec ladite cavité, laquelle est lisse et éventuellement polie. Enfin, la face interne de chacune des clavettes en contact avec l'armature est rendue uniformément rugueuse, de préférence en y ménageant de fines stries transversales. Dans une telle réalisation, le serrage de l'armature par les clavettes est évidemment uniforme sur toute la longueur du faisceau, comme cela est indiqué par les champs de flèches F; l'angle a est choisi évidemment pour que l'armature ne puisse glisser dans les clavettes sous la plus forte traction à laquelle elle peut être soumise. Dans ces conditions, les clavettes font pratiquement corps avec l'armature sur toute leur longueur et, lorsque la tension varie, par exemple augmente, l'extrémité effilée 5 du faisceau de clavettes peut venir en 5a, cette extrémité effilée glissant au contact de la paroi lisse 3 par exemple sur la longueur 3a indiquée par un trait épaissi. On remarquera que, dans cet allongement élastique du faisceau de clavettes, celui-ci se trouve forcé dans une portion plus étroite de l'ouverture tronconique, de sorte que le serrage de l'armature se trouve conservé et que le glissement de cette armature continue à être empêché. Ce comportement de l'ancrage est vérifiable expérimentalement par la modification de l'état de surface de l'extrémité externe du faisceau de clavettes et de l'extrémité interne de la cavité tronconique après l'application alternée d'efforts de tension faibles et forts. Au bout de plusieurs millions d'alternances, l'expérience montre que l'armature se rompt dans sa partie coupante mais pas nécessairement au droit de l'ancrage. L'invention s'applique à l'ancrage d'armatures destinées à des structures précontraintes soumises à des charges fréquemment variables. Revendication Ancrage d'une armature au moyen d'un faisceau tronconique de clavettes qui l'entoure, faisceau forcé dans une cavité tronconique, caractérisé par le fait que la surface externe du faisceau est lisse et usinée aussi exactement que possible au même angle que celui de ladite cavité également lisse, que du côté de l'extrémité fine le faisceau est entièrement engagé dans ladite cavité, laquelle s'étend au-dela de cette extrémité, et qu'enfin la face interne des clavettes est rendue uniformément rugueuse sur toute la longueur dudit faisceau.