Brevet FR2579252A1 — publié le 19860926

La présente invention est relative à un dispositif pour retenir et manoeuvrer des clavettes engagées sur des câbles è mettre en tension contrôlée et permettre leur immobilisation dans une tête d'ancrage. Le dispositif selon la présente invention est en particulier destiné à être utilisé dans la construction d'ouvrages de génie civil lors de la mise en tension contrôlée de câbles de précontrainte ou de tirants d'ancrage tels que ceux utilisés par exemple pour des ancrages forés de parois de soutènement. L'invention n'est cependant pas limitée à de telles applications et peut être utilisée de manière plus générale dans tous les cas où l'on désire conférer une tension contrôlée a un ou plusieurs câbles et à immobiliser le ou les câbles avec cette tension contrôlée. Dans le cadre de la présente demande, on entend par "câbles" notamment aussi bien des structures à plusieurs torons que des structures monotoron que l'on désigne habituellement sous le terme "toron" dans les techniques d'ancrage, le terme "câble" désignant en fait le faisceau de torons aboutissant à une tête d'ancrage. Une technique actuelle de mise en tension de câbles consiste à réaliser, généralement par paliers, la mise en tension du ou des câbles à une valeur de tension dite de tension d'épreuve supérieure à la tension finale désirée pour le câble, à maintenir cette tension pendant un temps prédéterminé, puis, à détendre complètement le ou les câbles, à engager les clavettes sur le ou les câbles et enfin à retendre le ou les câbles à la tension finale désirée et les bloquer définitivement. Une telle technique est relativement longue à mettre en oeuvre et ne peut être utilisée que dans un petit nombre de cas dans lesquels les câbles ou les tirants peuvent être détendus sans dommage pour l'ouvrage, c'est-à-dire des cas où les câbles ou tirants ne jouent pas un rôle effectif dans la tenue de l'ouvrage. Une autre technique consiste à mettre en place les clavettes sur les câbles ou tirants correspondants, à effectuer l'opération de mise en tension à la valeur finale puis à relâcher le ou les cbles, la ou les clavettes venant alors en position de blocage. I1 est admis actuellement à partir de cette position d'appliquer une tension supplémentaire jusqu'à la tension d'épreuve puis de relâcher la tension jusqu'à la position de blocage définie précédemment. On comprend qu'il existe alors une grande incertitude sur la tension finale du ou des câbles lors du retour à la position initiale de blocage. La présente invention est relative à un dispositif permettant d'éviter les inconvénients des techniques antérieures, le dispositif étant en outre de construction simple t économique, peu encombrant, facile à manoeuvrer, à monter et à démonter. Le dispositif selon ltinvention se caractérise par le fait qu'il comprend au moins un manchon tubulaire apte à être engagé sur le ou chacun des câbles è l'intérieur de la clavette correspondante et dégagé de celle-ci sous lteffet d'une traction axiale. Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif selon la présente invention comporte un plateau avant et un plateau arrière, munis chacun d'orifices de passage de câbles, ayant chacun un diamètre supérieur s celui du ou des câbles, au moins un manchon tubulaire, solidaire du plateau arrière, d'un diamètre supérieur à celui du câble et inférieur au diamètre du trou intérieur des clavettes, le ou lesdits manchons étant dimensionnés de facon a s' étendre chacun au-delà de la face frontale du plateau avant et sur une partie au moins de la longueur de la clavette correspondante, lorsque les plateaux sont en appui l'un sur l'autre dans une première position du dispositif, dans laquelle la face frontale du plateau avant est amenée en appui contre la ou les clavettes, lesdits plateaux étant mobiles jusqu a une seconde position dans laquelle le plateau arrière est reculé par rapport au plateau avant, de manière à dégager le ou les manchons tubulaires de la ou desdites clavettes, puis une troisième position dans laquelle le plateau avant se trouve par sa face frontale au voisinage de la tête d'ancrage avec lesdites clavettes immobilisées dans le ou les évidements correspondants de la tête d'ancrage en position de blocage du ou des câbles. On comprend ainsi que selon l'invention, on réalise, dès la mise en place du dispositif, un engagement partiel des clavettes dans les évidements correspondants de la tête d'ancrage, les clavettes étant séparées des câbles correspondants par les manchons tubulaires, l'engagement définitif pour le blocage intervenant après la fin de la mise en tension contrôlée des câbles par dégagement des manchons, les clavettes venant alors en appui de blocage sur les câbles et s'appliquant à force sur ceux-ci dans une position finale de blocage à l'intérieur des évidements de la tête d'ancrage. Le déplacement des plateaux peut être obtenu par tout moyen manuel ou automatique approprié. Dans une forme particulièrement avantageuse, il est prévu au moins un vérin solidaire par sa tige du plateau avant et par son corps du plateau arrière. Dans un premier mode de réalisation, utilisable notamment pour la réalisation d'ancrages forés pour le maintien de parois de soutènement, le dispositif comprend un vérin unique disposé au centre des plateaux, les orifices de passage des cales étant répartis sur lesdits plateaux autour du vérin central. Dans la mesure où le dispositif est destiné à être réutilisé, il peut présenter un grand nombre d'orifices et de manchons, seuls les orifices et manchons correspondant aux câbles à mettre en tension étant utilisés au cours d'une phase de mise en oeuvre. Dans un second mode de réalisation utilisable notamment pour la mise en tension d'un câble de précontrainte, le dispositif comporte dans chacun des plateaux, un orifice unique, disposé sensiblement au centre des plateaux et une pluralité de vérins répartis sur les plateaux autour dudit orifice central. Dans ses deux modes de réalisation, le dispositif comprend de préférence des moyens de fixation du plateau avant sur la tête d'ancrage, le dispositif pouvant être fixé sur la tête d'ancrage avant ou après mise en place de celle-ci sur le câble, les moyens de fixation étant agencés pour permettre les mouvements relatifs des plateaux depuis leur première position jusqu'aux seconde et troisième positions mentionnées précédemment, le dispositif étant ensuite retiré de la tête d'ancrage pour une réutilisation ultérieure. Dans un mode particulier de réalisation, il est prévu une portée d'appui pour la face arrière du plateau arrière dans lesdites seconde et troisième positions. Cette portée peut être, par exemple réalisée par un socle apte à coiffer le dispositif et la tête d'ancrage et venant en appui par sa face frontale contre l'ouvrage dans lequel sont mis en place le ou les câbles, ou une plaque, ou encore une contreplaque solidaires de l'ouvrage. Les clavettes utilisables dans le cadre de l'invention peuvent être de tout type conventionnel approprié par exemple sous forme de deux ou plusieurs coquilles retenues par un jonc, de préférence élastique, engagé dans une gorge périphérique. La présente invention a également pour objet un procédé de mise en tension contrôlée de câbles, notamment de câbles de précontrainte ou de tirants d'ancrage, dans un ouvrage de génie civil, caractérisé par le fait qu' après avoir mis en place le ou les câbles, on enfile sur ceux-ci la tête d'ancrage et le dispositif décrit précédemment avec les manchons engagés dans les clavettes, que l'on procède, à l'aide d'un mécanisme à vérin de mise en tension, a' la mise en tension du ou des câbles jusqu'à une tension d'épreuve supérieure à la tension finale désirée, phase dans laquelle les clavettes sont maintenues partiellement engagées dans les évidements correspondants de la tète d'ancrage, on maintient la tension d'épreuve pendant un temps prédéterminé, on relâche la tension jusqutà la tension réelle désirée, on dégage par traction axiale le ou les manchons de la ou des clavettes correspondantes puis on engage les clavettes complètement dans le ou les évidements correspondants de la tête d'ancrage pour assurer le blocage définitif du ou des câbles sur lesquels elles sont mises en place. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à titre d'exemple nullement limitatif un mode de réalisation se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 illustre schématiquement en coupe, un dispositif selon l'invention dans sa première position, après mise en place sur une tête d'ancrage, - la figure 2 illustre le dispositif dans sa seconde position, - la figure 3 illustre le dispositif dans sa troisième position, - la figure 4 est une vue en coupe schématique d'un ancrage foré pour une paroi de soutènement, pour la mise en tension duquel le dispositif selon l'invention peut être mis en oeuvre et, - la figure 5 est une vue éclatée schématique illustrant les divers composants permettant de réaliser une mise en tension contrôlée d'un faisceau de câbles ou tirants d'ancrage, notamment dans l'application de la figure 4. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 3. Le dispositif selon l'invention, désigné globalement par 1 est, dans le mode de réalisation illustré, mis en place sur une tête d'ancrage désignée globalement par 2, elle-même mise en place sur une plaque d'appui 3, solidaire de l'ouvrage, cette plaque pouvant le cas échéant être en fait une contreplaque elle-même fixée à une plaque solidaire de l'ouvrage. te dispositif 1 selon l'invention, et la tête d'ancrage 2 sont coiffés par un socle 4 venant en appui par sa face frontale 5 sur la plaque 3. Le dispositif selon l'invention comporte un plateau avant 6 et un plateau arrière 7 pourvu chacun d'orifices alignés 8 et respectivement 9 pour le passage de câbles d'ancrage monotoron 10. Le dispositif comprend des manchons tubulaires 11 solidaires du plateau arrière 7 traversant les orifices 9 de celui-ci, ainsi que, comme on le voit dans la première position illustrée à la figure 1, les orifices 8 du plateau avant 6 et pénétrant autour du câble 10 dans les trous intérieurs de clavettes 12 mises en place au préalable sur les manchons tubulaires correspondants, chaque clavette comportant de préférence plusieurs coquilles réunies par un jonc élastique 12a, le trou intérieur de chaque clavette présentant avantageusement au niveau de sa face arrière un chanfrein (non représenté) facilitant la mise en place du manchon correspondant ou comme cela sera mentionné plus loin l'engagement du manchon dans une clavette déjà mise en place. La tête d'ancrage 2 présente des évidements de forme tronconique 13 pour la réception des clavettes 12. te dispositif selon 1 invention comporte, dans le mode de réalisation illustré, un vérin unique disposé au centre et dont le corps 14 est solidaire du plateau arrière 7 et la tige 15 solidaire du plateau avant 6, l'extrémité avant de la tige 15 étant solidaire de l'extrémité arrière du corps 14 par un ressort de rappel 16. Le dispositif comporte en outre une pluralité de tiges de fixation 17 à la tête d'ancrage 2. Dans une forme de réalisation non représentée, le dispositif peut comporter une pluralité de vérins disposés autour d'un câble central unique engagé dans des orifices centraux alignés des plateaux 6 et 7. Le dispositif selon l'invention peut fonctionner de la manière suivante Après avoir mis en place la tête d'ancrage 2, on enfile les clavettes 12 sur le dispositif 1, puis l'ensemble sur un câble ou le faisceau de câbles 10 jusqu'a la position illustrée dans la figure 1, dans laquelle on fixe le dispositif à l'aide des éléments de fixation 17 à la tête d'ancrage 2, les clavettes 12 étant comme on le voit, partiellement engagées dans les évidements 13 et les manchons 11 étant interposés entre les clavettes et les câbles. On coiffe éventuellement le dispositif 1 et la tête d'ancrage 2 d'un socle 4, venant en position comme illustré dans la figure 1. Ce socle comporte une portée d'appui 18 pour la face arrière du plateau 7. Après avoir maintenu dans cette position une tension du ou des câbles supérieure à la tension finale voulue, on relâche la tension et on actionne le vérin jusqu'à arriver à la position illustrée à la figure 2 dans laquelle le plateau arrière 7 est reculé jusqu'au contact de butée contre la portée d'appui 18 du socle, les manchons tubulaires 11 se trouvant dégagés des clavettes. Un actionnement ultérieur du vérin amène le dispositif à la position illustrée à la figure 3 dans laquelle les clavettes sont alors complètement engagées à force dans les évidements 13 de la tête d'ancrage 2 assurant le blocage des câbles 10. Une fois cette position atteinte, on démonte le dispositif, les clavettes 12 restant alors en place. On voit dans la figure 4 une vue en coupe 1 d'un ancrage foré pour la réalisation d'une paroi de soutènement 19 comportant de manière connue un bulbe d'ancrage 20 à partir duquel des câbles ou tirants 10 gainés ou non s'étendent dans un trou de forage 21 dans lequel ils sont immobilisés par une injection de coulis. Il est prévu un massif 22 d'appui sur lequel est mise en place une plaque d'appui 3. Pour réaliser la mise en tension des câbles 10, on peut avantageusement utiliser l'ensemble des composants illustrés à la figure 5 dans laquelle on retrouve notamment le dispositif 1 selon l'invention illustré en référence aux figures 1 à 3, la tête d'ancrage 2, la plaque 3 sur laquelle peut, être le cas échéant, mise en place une contreplaque 3a, un socle intermédiaire éventuel 4 et un mécanisme conventionnel de mise en tension comportant une plaque de mise en tension 23 associée à un vérin 24. On peut également le cas échéant, prévoir un mécanisme de reprise 25 si l'allongement prévisible des câbles s'annonce supérieur à la course du vérin de mise en tension 24. Le mécanisme 25 est de préférence indépendant de la plaque de mise en tension 23 et du vérin 24, ce mécanisme pouvant ainsi être laissé en appui sur le socle 4 pour maintenir la tension d'épreuve tout en permettant de retirer la plaque 23 et le vérin 24 pour d'autres utilisations. Après exécution du mur de soutènement 19, l'exécution du ou des forages 21, on met en place les tirants 10 et on procède aux injections nécessaires pour réaliser le bulbe 20 et la partie sous coulis 21. On enfile alors le cas échéant la contreplaque 3a puis, dans tous les cas, la tête d'ancrage 2 et le dispositif selon l'invention 1. On met éventuellement en place un socle 4, et également, le cas échéant, un mécanisme de reprise 25 puis dans tous les cas, la plaque de mise en tension 23 avec son vérin 24. On procède à la montée par paliers de la tension jusqu'à la tension d'épreuve, le dispositif 1 étant, comme expliqué précédemment, au cours de cette phase, maintenu dans la première position illustrée à la figure 1, on relâche la tension jusqu'a la valeur désirée, puis comme expliqué en référence aux figures 2 et 3, on amène successivement le dispositif 1 dans ses seconde et troisième positions, après quoi, l'ensemble des composants de mise en tension peut être retiré. Dans le cas où l'on désire reprendre ultérieurement la tension du ou des câbles, il suffit de réintroduire dans la ou les clavettes correspondantes le ou les manchons tubulaires du dispositif, l'introduction des manchons étant facilitée par la présence du chanfrein mentionné précédemment à l'arrière de la clavette. Une telle opération peut être faite manuellement unitairement sur chaque clavette ou sur l'ensemble des clavettes à l'aide de peignes conçus à cet effet et permettant le désengagement de l'ensemble des clavettes de la tête d'ancrage pour reprise de la tension des câbles. Grâce a l'invention il est possible de respecter pour la mise en place des tirants d'ancrage, les recommandations établies en matière de sécurité par I'organisme SECURITAS concernant la conception, le calcul, l'exécution et le contrôle des tirants d'ancrage. En particulier, on minimise les effets de relâchement de la tension dus à la mise en place définitive des clavettes par rapport aux procédés antérieurs. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle nty est nullement limitée et qu'an peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre, ni de son esprit. De plus, l'invention n'est nullement limitée à l'application particulière décrite. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour retenir et manoeuvrer des clavettes engagées sur des cibles a mettre en tension contrôlée et permettre leur immobilisation dans une tete d'ancrage munie d'évidements de réception desdites clavettes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un manchon tubulaire (11) apte à être engagé sur le ou chacun des câbles (10) à l'intérieur de la clavette (12) correspondante et dégagé de celle-ci sous l'effet d'une traction axiale. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un plateau avant (6) et un plateau arrière (7) munis chacun d'orifices (8, 9) de passage de câbles (10) ayant chacun un diamètre supérieur à celui du ou des câbles au moins un manchon tubulaire (11) solidaire du plateau arrière, d'un diamètre intérieur supérieur à celui du câble et inférieur au diamètre du trou intérieur des clavettes, le ou lesdits manchons (11) étant dimensionnés de façon à s'étendre chacun au-delà de la face frontale du plateau avant et sur une partie au moins de la longueur de la clavette correspondante lorsque les plateaux sont en appui l'un sur l'autre dans une première position du dispositif (fig.1) dans laquelle la face frontale du plateau avant est amenée en appui contre la ou les clavettes, lesdits plateaux étant mobiles jusqu'$ une seconde position (fig.2) dans laquelle le plateau arrière (7) est reculé par rapport au plateau avant de manière à dégager le ou les manchons tubulaires (11) de la ou desdites clavettes (12), et une troisième position (fig.3) dans laquelle le plateau avant (6) se trouve par sa face frontale au voisinage de la tete d'ancrage (2) avec lesdites clavettes immobilisées dans le ou les évidements (13) correspondants de la tête d'ancrage en position de blocage du ou des câbles. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un vérin solidaire par sa tige (15) du plateau avant et par son corps (14) du plateau arrière, lesdits plateaux étant mobiles sous l'action du ou desdits vérins. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un vérin unique disposé au centre des plateaux, les orifices de passage des câbles étant répartis sur lesdits plateaux autour dudit vérin. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qutil comporte dans chacun des plateaux un orifice unique de passage de câble, disposé sensiblement au centre des plateaux et une pluralité de vérins répartis sur lesdits plateaux autour dudit orifice central. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de fixation (17) du plateau avant (6) sur la tête d'ancrage (2). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend une portée d'appui (18) pour la face arrière du plateau arrière dans lesdites seconde et troisième positions. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite portée est réalisée dans un socle (4) apte à coiffer le dispositif (1) et la tête d'ancrage (2) et venant en appui par sa face frontale contre l'ouvrage dans lequel sont mis en place le ou les câbles ou une plaque (3) solidaire de celui-ci. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le trou intérieur de chaque clavette (12) présente un chanfrein.au niveau de sa face arrière. 10 - Procédé de mise en tension contrôlée de câbles, notamment de câbles de précontrainte ou de tirants d'ancrage dans un ouvrage de génie civil, caractérisé par le fait qu'après avoir mis en place le ou les câbles (10), on enfile sur ceux-ci la tête d'ancrage (2) et le dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes avec le ou les manchons (11) engagés dans les clavettes correspondantes (12), que l'on procède à l'aide d'un mécanisme de mise en tension (23, 24, 25) à la mise en tension du ou des câbles jusqu a une tension d'épreuve supérieure à la tension finale désirée, phase dans laquelle les clavettes (12) sont maintenues partiellement engagées dans les évidements correspondants (13) de la tête d'ancrage (2), on maintient la tension d'épreuve pendant un temps prédéterminé, on relâche la tension jusqu'a la tension réelle désirée, on dégage par traction axiale le ou les manchons (11) de la ou des clavettes correspondantes, puis on engage les clavettes complètement dans le ou les évidements correspondants de la tête d'ancrage pour assurer le blocage définitif du ou des câbles sur lesquels elles sont mises en place. 11 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que pour réaliser ultérieurement une reprise de la tension du ou des câbles on met en place le dispositif (1) sur les clavettes (12) retenues dans la tête d'ancrage en engageant les manchons tubulaires (11) sur les clavettes correspondantes que l'on dégage des évidements de la tête d'ancrage.