Brevet FR2567946A1 — publié le 19860124

Perfectionnements aux procédés et dispositifs pour cintrer localement les armatures de précontrainte. L'invention concerne les procédés et dispositifs pour cintrer localement les armatures de précontrainte et analogues, notamment au niveau de leur traversée des portions en béton constitutives d'un ouvrage d'art de grande portée. De telles traversées se rencontrent en particulier dans la technique des ponts et viaducs dits à précontrainte extérieure. Selon la technique en cause, des câbles ou armatures de grande puissance s'étendent le long des ouvrages concernés ou le long de portions de grande longueur de ces ouvrages, pouvant comprendre plusieurs travées, et ces câbles présentent chacun des tronçons rectilignes extérieurs au béton dont certains sont raccordés entre eux par des tronçons cintrés noyés dans des corps en béton. Le cintrage de chacun de ces derniers tronçons est généralement exécuté en plaçant en coffrage avant la coulée du béton un tronçon de tube rigide pré-cintré, c'est-àdire auquel a été conférée sa forme cintrée définitive avant même sa mise en place. Le câble correspondant, généralement enveloppé d'une gaine en matière plastique, est introduit dans ce tronçon tubulaire pré-cintré après la coulée du béton autour de ce tronçon. Une telle formule présente l'inconvénient suivant il est très difficile de donner exactement à l'avance à chaque tronçon considéré la forme cintrée désirée et de mettre ce tronçon cintré exactement eh place dans le cof- frage de façon telle que ses extrémités prolongent exactement les tronçons rectilignes de câble contigus. Or si l'alignement n'est pas rigoureusement établi entre chaque tronçon rectiligne et l'extrémité contiguë d'un tronçon cintré, la câble présente un point anguleux au niveau du raccord entre ces deux tronçons, ce qui peut être une source de cassure ou de fragilisation pour le câble, en même temps qu'une cause de frottement réduisant la précontrainte effective. L'invention permet de remédier à cet inconvénient en orientant automatiquement et très simplement les extrémités des tronçons cintrés dans le prolongement exact des tronçons rectilignes contigus. A cet effet les dispositifs de cintrage selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comportent un siège annulaire disposé dans la zone, de l'ouvrage en béton, correspondant sensiblement au milieu du tronçon de câble à cintrer et un tube répartiteur de flexion dont la zone médiane est montée dans ce siège, tube dont la longueur est égale à celle dudit tronçon de câble à cintrer. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le tube répartiteur de flexion est constitué par une bande métallique enroulée en hélice, - le tube répartiteur de flexion est constitué par un tuyau en matière plastique entouré d'un ressort méttalli- que hélicoldal, - la longueur du tube répartiteur de flexion est du même ordre de grandeur que l'épaisseur du corps en béton dans lequel le tronçon de câble à cintrer est destiné à être noyé, - le siège annulaire est une bague cylindrique montée à l'intérieur d'un manchon en métal constituant lui-même une portion de coffrage, notamment par l'intermédiaire de plaques trapézoldales s'étendant selon des plans passant par l'axe de la bague, - le manchon ci-dessus est tronconique de façon à pouvoir être démonté facilement par chasse axiale. Pour ce qui est du procédé de cintrage selon lsinvention, il met en oeuvre le dispositif ci-dessus défini et comporte la suite des opérations suivantes : mise en place du siège annulaire dans la zone, de l'ouvrage en béton, correspondant sensiblement au milieu du tronçon de câble à cintrer ; montage du tube répartiteur de flexion dans ce siège de façon telle que sa zone médiane se trouve sensiblement au niveau dudit siège , enfilage dans ce tube d'une gaine s'étendant de part et d'autre dudit tube jusqu'aux deux extrémités, des futurs tronçons rectilignes de câble contigus à celui à cintrer, les plus éloignées de ce tron çon à cintrer ; déformation du tube jusqu'à ce que ses deux extrémités soient orientées dans les directions des deux tronçons rectilignes ; coulée du béton autour du tube ainsi déformé ; introduction dans la gaine localement cintrée. de l'armature finale et mise en traction de cette armature. Dans un mode de réalisation préféré, on a recours en outre à la disposition suivante - la deformation du tube est assurée en exerçant une traction entre les extrémités d'un filin introduit dans la gaine avec, enfilés sur lui, une suite- de perles d'écartement et- de centrage alternativement épaisses et minces, les perles épaisses présentant un diamètre extérieur voisin du diamètre intérieur de la gaine et les perles minces présentant un diamètre plus petit et jouant un rôle d'écarteurs axiaux pour les perles épaisses. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préfXrence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative'. Les figures 1 et2, de ce dessin, montrent respectivement en coupe axiale selon I-I, figure 2 et en coupe transversale selon II-II, figure 1 un dispositif de cintrage local d'armature établi selon l'invention, en son état initial avant cintrage. Les figures 3 et 4 montrent semblablement à la figure 1 le même dispositif respectivement au cours du cintrage et après mise en place finale de l'armature. On se propose de cintrer localement, au niveau de sa traversée d'une traverse en béton 1 faisant partie d'un ouvrage d'art tel qu'un pont, un câble 2 (figez 4) destiné à soumettre cet ouvrage à une précontrainte dite "extérieure". On rappelle que, d'une façon connue en soi, un tel câble présente des tronçons rectilignes s'étendant à l'ex- térieur du pont, sur la plus grande partie de la longueur de ce pont, et des tronçons incurvés ou cintrés raccordant entre eux ces tronçons rectilignes et traversant certaines portions en béton dudit pont, dites ici "traverses", les extrémités du câble étant tendues entre deux organes d'ancrage prévus sur le pont. On met en place en coffrage, à chaque emplacement destiné à être occupé ultérieurement par le milieu d'un tronçon cintréde l'armature, un collier de support 3. Ce collier 3 est porté par un manchon en métal 4 par l'intermédiaire d'ailes 5, de forme notamment trapézoldale, s'étendant selon des plans passant par l'axe dudit collier. Le manchon 4 présente de préférence une forme tronconique de façon a pouvoir être facilement démonté par chasse axiale en dehors de la traverse 1 terminée. On enfile dans le collier 3 un tube 6 répartiteur de flexion. Par cette expression "répartiteur de flexion qualifiant le tube 6, on entend que l'axe de ce tube demeure normalement rectiligne, mais qu'il est flexible avec une répartition régulière de sa flexion sur toute sa longueur par simple application d'un effort de traction entre les deux extrémités d'un élément continu flexible enfilé jointivement dans ledit tube, extrémités non situées sur l'axe du collier de support 3 du tube. Un tel tube 6 est de préférence constitué par une lame métallique enroulée en hélice avec des spires jointives. I1 pourrait également être constitué de toute autre manière désirakle, par exemple par un bout de tube lisse en matière plastique entouré par un ressort métallique héli cotidal raidisseur. La longueur axiale du tube 6 est sensiblement égale à l'épaisseur de la traverse 1. Pour cintrer ce tube on y introduit une gaine en matière plastique 7 suffisamment longue pour s'étendre jusqu'aux extrémités E, des deux tronçons rectilignes de câble destinés à prolonger le tronçon à cintrer, les plus éloignées de ce dernier tronçon. Cette gaine 7 constitue avantageusement la gaine de protection dudit câble 2. On introduit ensuite dans la gaine 7 un chapelet ou "câblette" 8 formé d'un filin 9 portant sur au moins une partie de sa longueur une succession alternée de perles épaisses 10 et de perles minces 11 formant respectivement des organes de centrage radial et d'écartement axial. Puis on dispose les extrémités de la gaine 7, et donc celles de la câblette 8 qu'ellecontient, aux emplacements que les premières doivent occuper dans l'ouvrage terminé, ou tout au moins aux points E définis ci-dessus. On exerce ensuite sur la câblette 8 une traction d'intensité t suffisante pour conférer au tube 6 et à la gaine 7 la forme cintrée désirée, c'est-à-dire pour laquelle les tangentes aux deux extrémités de la ligne moyenne commune aux deux éléments ainsi cintrés sont confondues avec les lignes moyennes rectilignes des deux tronçons de gaine contigus. La traction t en question est petite par rapport à la traction de précontrainte T à laquelle s e r a soumis ultérieurement le câble 2 : cette traction t est par exemple de l'ordre de 500 kilogrammes. C'est lorsque cet état cintré illustré sur la figure 3 est obtenu que l'on coule un produit durcissable,tel que béton ou coulis de ciment,à l'intérieur du manchon 4 au tour du tube 6, le volume de coulée pouvant alors être fermé axialement par des couvercles (non représentés) traversés jointivement par la gaine 7: le bouchon ainsi coulé a été désigné par la référence 12 sur la figure 4. Après prise de ce bouchon 12 et de tous les autres bouchons analogues situés sur le parcours sinueux de la gaine 7, on dégage la câblette de cette gaine, on la remplace par le cable 2 et l'on exerce sur ce dernier la traction de précontrainte T désirée, laquelle est nettement supérieure à la traction t ci-dessus puisqu'elle peut atteindre ou même dépasser largement plusieurs dizaines de tonnes. Après cette mise sous tension, on comble l'intérieur du tube 7 d'une façon connue en soi par un coulis de ciment injecté 13. L'angle a du cintrage, c'est-à-dire l'angle formé entre les lignes moyennes rectilignes des deux tronçons raccordés par chaque tronçon cintré selon la présente invention est généralement compris entre 10 et 30 degrés. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'une méthode de cintrage local des câbles assurant la précontrainte extérieure d'un ouvrage en béton, méthode dont la mise en oeuvre résulte suffisamment de ce qui précède. Cette méthode est particulièrement simple. d'emploi et permet de supprimer automatiquement les points anguleux au niveau des raccords entre les tronçons rectilignes et les tronçons cintrés des câbles considérés, ce qui écarte les risques de cassure ou tout au moins de fragilisation des câbles à ces niveaux. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus specialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment - celles où le manchon 4 présenterait une forme de tronc de pyramide au lieu de celle d'un tronc de clone, - celles où ledit manchon présenterait une forme cylindrique ou prismatique, dans le cas où l'on ne désire pas rendre démontable après coup le tronçon cintré d'armature, - celles où la longueur axiale du tube répartiteur de flexion serait différente de l'épaisseur de la traverse en beton qu'il équipe, étant alors inférieure ou supérieure à cette épaisseur, - celles où le siège annulaire 3 se présenterait sous la forme non pas d'un collier de petite dimension axiale, comme illustré sur le dessin, mais sous la forme d'une douille cylindrique relativement longue, par exemple dans le cas où l'épaisseur de la traverse en béton consie- rée est grande, la courbure de la flexion n'étant plus alors répartie régulièrement sur toute la longueur du tube répartiteur, mais seulement sur les deux portions, de ce tube, sortant de la douille1 - celles où une pluralité de sièges annulaires 3 équipés de tubes répartiteurs de flexion 6 seraient montés à l'intérieur d'un même manchon 4, de façon à permettre le cintrage de plusieurs câbles côte à côte, parallèles ou non, à l'intérieur de ce manchon REVENDICATIONS 1. Dispositif pour cintrer localement un câble de précontrainte (2) ou analogue au niveau de sa traversée d'un corps en béton (1) constitutif d'un ouvrage d'art, caractérisé en ce qu'il comporte un siège annulaire (3) disposé dans la zone, du corps en béton (1), correspondant sensiblement au milieu du tronçon de câble à cintrer et un tube répartiteur de flexion (6) dont la zone médiane est montée dans ce siège (3), tube dont la longueur est égale à celle dudit tronçon de câble à cintrer. 2. Dispositif de cintrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube répartiteur de flexion (6) est constitué par une bande métallique enroulée en hélice. 3. Dispositif de cintrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube répartiteur de flexion est constitué par un tuyau en matière plastique entouré d'un ressort métallique hélicoldal. 4. Dispositif de cintrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la longueur du tube répartiteur de flexion (6) est du même ordre de grandeur que l'épaisseur du corps en béton (1) dans lequel le tronçon de câble à cintrer est destiné à être noye. 5. Dispositif de cintrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le siège annulaire (3) est une bague cylindrique montée à l'intérieur d'un manchon en métal (4) constituant lui-même une portion de coffrage. 6. Dispositif de cintrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le manchon en métal (4) est tronconique de façon à pouvoir être démonté facilement par chasse axiale. 7. Dispositif de cintrage selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de bagues (3) montées à l'intérieur du même manchon (4) et permettant le cintrage de plusieurs câbles côte à côte. 8. Procédé pour cintrer localement un câble de précontrainte ou analogue au niveau de sa traversée d'un corps en béton (1) constitutif d'un ouvrage d'art, mettant en oeuvre un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte la suite des opérations suivantes : mise en place du siège annulaire (3) dans la zone, du corps en béton (1), correspondant sensiblement au milieu du tronçon de câble à cintrer ; montage du tube répartiteur de flexion (6) dans ce siège (3) de façon telle que sa zone médiane se trouve sensiblement au niveau dudit siège ; enfilage dans ce tube (6) d'une gaine (7) s'étendant de part et d'autre dudit tube au moins jusqu'aux extrémités, des futurs tronçons rectilignes de câble contigus à celui à cintrer, les plus éloigneesde ce tronçon à cintrer ; déformation du tube (6) jusqu'à ce que ses deux extrémités soient orientées dans les directions des deux tronçons rectilignes ; coulée de béton autour du tube (6) ainsi déformé introduction dans la gaine (7) localement cintrée de l'arma- ture finale (2) et mise en traction de cette armature. 9. Procédé de cintrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la déformation du tube (6) est assurée en exerçant une traction entre les extrémités d'un filin (9) introduit dans la gaine (7) avec, enfilées sur lui, une suite de perles d'écartement et de centrage alternativement épaisses (10) et minces (11), les perles épaisses (10) présentant un diamètre extérieur voisin du diamètre intérieur de la gaine (7) et les perles minces (11) présentant un diamètre plus petit et jouant un rôle d'écarteurs axiaux pour les perles épaisses.