Brevet FR2602258A1 — publié le 19880205

Perfectionnements aux dispositifs d'ancrage des armatures tendues. L'invention concerne les dispositifs d'ancrage 5 des armatures tendues et plus particulièrement ceux, de ces dispositifs, qui comprennent un mors annulaire fendu longitudinalement présentant une surface cylindrique intérieure rugueuse, notamment striée, et une surface latérale extérieure d'allure tronconique, mors qui entoure 10 une extrémité de l'armature à ancrer et qui coopère avec un logement complémentaire évidé dans une pièce rigide d'ancrage, ce logement étant dimensionné de façon telle qu il entoure jointivement la totalité de l'extrémité effilée du mors. Elle concerne plus particulièrement le cas o l'armature à ancrer est sujette à des variations chroniques de tension et donc d'allongement, comme c'est le cas pour les haubans qui supportent les tabliers des ponts suspendus. Dans ce qui suit, on désignera les armatures considérées par le mot câbles, dans un but de simplification et à titre nullement limitatif, les armatures en question étant généralement constituées par des cables ou torons composés de plusieurs fils torsadés, mais 25 pouvant également être constituées différemment, par exemple par des barres. Dans les modes de réalisation actuels des dispositifs d'ancrage du genre ci-dessus, le mors est - pratiquement indéformable et les variations d'allonge30 ment du câble se traduisent par des déplacements relatifs entre la face rugueuse intérieure de l'extrémité la plus mince du mors et le tronçon de câble entouré par cette extrémité. Ces déplacements relatifs sont des sources d'u35 sure dudit tronçon. Cette usure a pour effet d'arracher dudit tronçon de très petites particules de métal (en général du fer) qui s'oxydent rapidement et gonflent de ce fait: en migrant ensuite dans les joints de grain de la struc5 ture métallique constitutive du tronçon de câble, ces particules d'oxyde grossies exercent un effet de coin capable de faire éclater cette structure et donc de créer des fissures dans le câble, voire même de rompre celui-ci. L'invention a pour but, surtout, de remédier à cet inconvénient. A cet effet les mors tronconiques fendus selon l'invention sont choisis parmi ceux pour lesquels le demi-angle au sommet de la surface latérale extérieure, 15 d'allure tronconique, de l'extrémité effilée est inférieur à 10' et ils sont caractérisés en ce que l'épaisseur radiale E de la tranche terminale annulaire de ladite extrémité effilée est inférieure ou égale au 1/10ème du rayon intérieur R de cette extrémité. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le demi-angle au sommet de la surface latérale extérieure. d'allure tronconique, de l'extrémité effilée 25 du mors est de l'ordre de 5 à 6', - le demi-angle au sommet selon l'alinéa précédent décroit et tend vers zéro en direction de la tranche terminale de l'extrémité effilée. - la longueur du mors est supérieure à 30 fois l'épais30 seur radiale E ci-dessus. - la portion de la face interne. du logement recevant le mors, qui entoure l'extrémité effilée de ce mors et est appliquée jointivement contre cette extrémité, est polie, - un lubrifiant est interposé entre l'extrémité effilée du mors et la face en regard du logement avec laquelle cette extrémité coopère. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. Les figures 1 et 2, de ce dessin, montrent respectivement en coupe axiale et en coupe transversale selon II-II, figure 1, un dispositif d'ancrage de câble établi selon l'invention. D'une- façon connue en soi, le câble 1 est ici 15 composé de fils d'acier 2 torsadés et le dispositif d'ancrage comprend un mors fendu 3 d'allure tronconique propre à entourer jointivement ce câble et introduit dans un logement complémentaire 4 lui-même évidé dans une plaque rigide d'ancrage 5. Le mors fendu est composé de trois clavettes identiques 6 formant par leur juxtaposition latérale une bague dont la surface intérieure est cylindrique de révolution et dont la surface extérieure présente une allure tronconique de révolution. La face cylindrique intérieure du mors est rendue rugueuse par formation de filets ou stries 7 ou par collage de grains abrasifs. Si l'extrémité effilée du mors est relativement épaisse, savoir de l'ordre de 2 mm ou davantage comme 30 dans les réalisations connues, cette extrémité n'est pas déformable. Si alors le câble est soumis à des tensions variables, c'est-à-dire à des déformations longitudinales alternatives, comme c'est le cas par exemple pour les 35 haubans supportant les tabliers des ponts suspendus, l'expérience montre qu'il y a risque de fissure ou même de rupture du câble au niveau de l'extrémité effilée du mors. En effet, si l'amplitude des déformations longitudinales du câble est nulle au niveau de la grande base du mors, o l'ancrage dans la pièce rigide 5 est totale-ment assuré, elle est au contraire maximum au niveau de la petite base du mors, vu qu au-delà de cette petite base la liberté de déformation du câble n'est aucunement entravee. Lorsque les clavettes ne sont pas déformables même à leurs extrémités effilées, on observe obligatoirement audit niveau de la petite base du mors des glissements avec frottement entre le câble et les clavettes, susceptibles d'arracher du câble des molécules de métal, 15 lesquelles s'oxydent, gonflent et risquent de faire éclater la structure métallique environnante par pénétration dans les joints de grain de la structure métallique du câble selon un effet comparable à celui des coins de bois gonflés par de l'eau. Pour remédier à cet inconvénient, selon l'invention, on donne à l'extrémité effilée du mors une très grande minceur tout en solidarisant intimement cette extrémité avec le câble. Il résulte de cette double caractéristique que 25 d'une part l'extrémité effilée considérée est déformable longitudinalement et que, d'autre part, elle est effectivement déformée longitudinalement lorsque le câble l'est. Les glissements générateurs de frottement et 30 d'usure qui étaient observés précédemment entre le câble 1 et les clavettes 6 ne se produisent donc plus et sont remplacés par des glissements entre les clavettes 6 et leur logement 4. Or à l'interface logement-clavette, désignée par 35 la référence q sur la figure 1, les glissements peuvent intervenir sans dommage, les faces en contact étant alors toutes les deux lisses et aucun inconvénient ne résultant de leurs déplacements relatifs. Pour réduire au maximum les risques de frottement à cette interface g. il peut être avantageux: - de polir la face interne du logement 4, ou tout au moins de sa portion qui entoure l'extrémité effilée du mors, - et même d'interposer un lubrifiant entre ladite face ou extrémité et le mors qui coagit avec elle. La grande minceur de l'extrémité effilée du mors est définie comme suit. D'une part l'épaisseur E de la tranche terminale anulaire de cette extrémité est au plus égale au 1/1Oème du rayon intérieur R de cette tranche. A titre d'exemple, si le rayon R est de l'ordre de 8 mm, l'épaisseur E est comprise entre 0,5 et 0,8 mm. D'autre part le demi-angle au sommet A de la surface latérale de révolution d-'allure tronconique qui délimite extérieurement l'extrémité effilée du mors est 20 inférieur à 10'. Ce demi-angle A est-de préférence de l'ordre de ,5'. Quant à l'application radiale intime de chaque extrémité effilée de clavette contre le câble, elle est 25 assurée par un emprisonnement serré de cette extrémité entre le logement 4 du mors et ledit câble 1. En d'autres termes, ladite extrémité ne fait pas saillie axialement hors de la plaque d'ancrage 5: sa tranche terminale se trouve au contraire à l'intérieur 30 de cette plaque. Pour accroître encore ce double effet de minceur et de serrage radial de l'extrémité effilée du mors contre le câble, on peut envisager des variantes selon lesquelles le demi-angle au sommet A de la surface laté35 rale extérieure de cette extrémité effilée deviendrait quasiment nul, cette surface n'ayant plus alors une forme rigoureusement tronconique mais une forme de révolution se rapprochant d'un cylindre et dont la génératrice s'étendrait selon un arc d'hyperbole admettant une asymptote parallèle à l'axe du mors. Dans les modes de réalisation préférés, les clavettes 6 sont non seulement très minces, mais aussi relativement longues: leur longueur L est en général supérieure à 30 fois l'épaisseur E de la tranche ter10 minale de leur extrémité effilée telle que définie cidessus. A titre d'exemple purement illustratif, on indique que, dans une réalisation ayant donné toute satisfaction, le mors était composé de trois clavettes iden15 tiques pour lesquelles les dimensions E, R et L cidessus étaient respectivement de 0,7 mm, 8 mm et 45 mm. Le diamètre extérieur de la plus grande base du mors était de 27 mm et les stries 7 avaient un pas de 20 0,5 mm et une profondeur de 0,3 mm. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement des dispositifs d'ancrage de cibles dont la constitution résulte suffisamment de ce qui précède. Ces dispositifs présentent sur ceux antérieurement connus l'important avantage d'accroitre considérablement la durée de vie ou résistance à la "fatigue" des cibles ancrés par eux lorsque ceux-ci sont soumis à des effets dynamiques, c'est-à-dire variables, du fait que 30 le mouvement relatif entre chaque cible et la pièce d'ancrage correspondante est transféré de l'interface rugueuse cible-extrémités effilées des clavettes à l'interface lisse extrémités effilées des clavetteslogement de ces extrémités, transfert rendu possible par 35 la très grande minceur donnée auxdites extrémités effilées, combinée au serrage intime de ces dernières contre le câble et à l'état rugueux de la face interne desdites extrémités, lesquelles sont donc solidarisées intimement avec la portion de cable qu'elles entourent. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail5 leurs 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 spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o le nombre des fentes prévues dans chaque mors, 10 -nombre déterminant celui des clavettes constitutives du mors, serait différent de trois et par exemple égal à un, deux ou quatre. 2602258 - REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ancrage pour càble tendu (1), qui comprend un mors (3) fendu longitudinalement présentant une surface cylindrique intérieure rugueuse (7), 5 notamment striée, et une surface latérale extérieure d'allure tronconique, mors qui entoure une extrémité du câble et qui coopère avec un logement complémentaire (4) évidé dans une pièce rigide (5), ce logement étant dimensionné de façon telle qu'il entoure jointivement la 10 totalité de l'extrémité effilée du mors, le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure, d'allure tronconique, de l'extrémité effilée du mors étant inférieur à 10', caractérisé en ce que l'épaisseur radiale (E) de la tranche terminale annulaire de ladite 15 extrémité effilée est inférieure ou égale au 1/1Oème du rayon intérieur (R) de cette extrémité. 2. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure, d'allure tronconique, de 20 l'extrémité effilée du mors est de l'ordre de 5*. 3. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure de l'extrémité effilée du mors (3) décroît et tend vers zéro en direction de la 25 tranche terminale de cette extrémité. 4. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la longueur du mors est supérieure à 30 fois l'épaisseur de la tranche terminale de son extrémité effilée. 5. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la portion de la face interne. du logement (4) recevant le mors (3), qui entoure l'extrémité effilée de ce mors et est appliquée jointivement contre cette extrémité, est 35 polie. 6. Dispositif d'ancrage selon la revendication , caractérisé en ce qu'un lubrifiant est interposé entre l'extrémité effilée du mors (3) et la face en regard du logement (4) avec laquelle cette extrémité coopère. 7. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le rayon intérieur (R) de la tranche terminale de l'extrémité effilée du mors est de l'ordre de 8 mm et en ce que 10 l'épaisseur (E) de cette tranche est de l'ordre de 0,6 à 0.8 mm. 8. Mors compris par un dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, pour lequel le demi-angle au sommet (A) de la surface 15 latérale extérieure, d'allure tronconique, de l'ext'émité effilée est inférieur à 10', caractérisé en ce que l'épaisseur radiale (E) de la tranche terminale annulaire de ladite extrémité effilée est inférieure ou égale au 1/10me du rayon intérieur (R) de cette extré20 mité. 9. Mors selon la revendication 8, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure de son extrémité effilée décroit et tend vers zéro en direction de la tranche terminale de cette 25 extrémité. 10. Mors selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que sa longueur est supérieure à 30 fois l'épaisseur de la tranche terminale de son extrémité effilée.