Brevet FR2615422A1 — publié le 19881125

La présente invention concerne un dispositif permettant la mise en tension de cables de précontrainte, de haubans d'ouvrages suspendus, d'amarres de corps flottants, ou permettant le déplacement de charges lourdes par poussage ou traction. De tels dispositifs sont connus ; ce sont généralement des vérins hydrauliques annulaires enfilables sur le cable à tendre. Ils comportent essentiellement une chemise cylindrique extérieure, une chemise cylindrique in térieure, lesdites chemises étant solidarisees par un fond annulaire comnun, et un piston annulaire coulissant entre les deux chemises sous l'faction d'une pression hydraulique. Dans ce type de vérin, le passage cylindrique central est généralement important ; compte tenu de l'aire efficace du vérin, le diametre de la chemise extérieure est également important. La pression hydraulique enfermée entre les chemises intérieure et extérieure exerce sur cellesci des éfforts radiaux et provoque leur déformation mobilisatrice des réactions d'équilibre. L'inconvénient d'une telle construction réside dans ces déformations qui sont croissantes avec les diamètres des chemises et avec les contraintes qu'elles subissent. Les garnitures d'étanchéité entre piston et chemises sont alors conçues pour pallier le risque d'extrusion dans les jeux qui apparaissent entre -chemises et piston. sous l'effet de la pression hydraulique ; elles sont souvent de technologie complexe. L'épaisseur des chemises est d'autant plus grande. à section efficace constante du vérin, que le passage central est grand. et qu'on veut réduire les jeux entre piston et chemises résultant des déformations de service. De plus, le guidage du piston de grand diamètre est long, de maniere à résister sans grippage au couple de forces que peut produire une charge imparfaitement centrée ; la longueur de ce guidage est généralement voisine de celle du diametre du piston. De tels vérins se caractérisent par un grand diamètre, une grande longueur, une masse importante, et des garnitures d'étanchéité complexes. Le dispositif selon l'invention remédie à ces inconvénients ; à cet effet il est constitué d'une pluralité de vérins disposés parallelement en sorte que leur centre de poussée coTncide avec le centre de force du câble soumis à la tension. Ces multiples vérins sont solidaires d'un chevetre à chacune de leurs extrémités, l'un destiné à s'appuyer sur une structure. l'autre sur la charge à déplacer, par exemple un ancrage mobilisant la force de précontrainte d'un câble. Selon l'invention, l'un des chevetres incorpore l'ensemble des multiples vérins dont la paroi la plus extérieure des chambres de pression est usinée dans la masse même dudit chevêtre dont la forme préférentielle est celle d'un tronçon de tube å paroi épaisse. Lesdits multiples -vérins sont disposés préférentiellement selon un cercle, ou selon plusieurs cercles concentriques au passage central, en sorte d'occuper au mieux le volume du chevêtre, recherchant ainsi le maximum de compacité compatible avec la fonction de chevêtre du corps commun. Cette disposition supprime l'effet des pres.sions hydrauliques radiales dD à l'évidement cylindrique central d'un vérin annulaire classique, dans la détermination de l'épaisseur des chemises extérieure et intérieure. L'épaisseur des parois extérieures et intérieures résulte de la pression hydraulique dans chacun des petits vérins multiples ; elle est-donc relativement petite. La déformation du corps du dispositif sous l'action de la pression hydraulique s'exerce essentiellement dans les zones à paroi mince ; ces déformations sont donc faibles. Les faibles jeux qui résultent réduisent le risque d'extrusion des garnitures d'étanchéité à pression élevée ; ces garnitures sont ainsi de technologie simple. De plus, le petit diamètre relatif des multiples pistons implique une faible longueur de guidage. Selon l'invention, associant aux multiples vérins un dispositif bien connu, les pistons sont creux et comportent chacun en leur intérieur un second piston solidaire du corps du dispositif ; l'aire efficace dudit dispositif se trouve ainsi augmentée sans augmentation de son diamètre extérieur. La face interne du piston intérieur dégage une chambre de rappel ; cette disposition simplifie la conception de la grande chambre hydraulique de tension, les tête et tige du piston principal de même diametre coulissant dans le même alésage. De ce qui précède, les dispositifs selon l'invention sont compacts, de masse relativement faible, et.comportent des garnitures de technologie simple. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente en coupe axiale un dispositif de tension selon l'invention. La figure 2 est une coupe transversale selon A-A. Le dispositif de tension représenté dans les figures 1 et 2 comporte un corps (1) contenant dans des alésages à titre d'exemple (14) huit vérins constitués chacun d'un piston creux (2) dans lequel coulisse un second piston (3) solidaire du corps (1) par sa tige (15). L'aire efficace "A"soumise à la pression hydraulique est ici A = B (A1 + A2) où (A1), (A2) sont les aires des sections ainsi repérées fig. 1. (A1) est l'aire annulaire.comprise entre le diamètre de l'alésage (14) et le diametre de la tige (15) ; (A2) est l'aire intérieure au piston creux (2) égale a l'ai re du second piston (3).L'aire de rappel "R" est R = 8 R3 (R3 repéré fig. 1) R3 correspond à l'aire annulaire comprise entre le diametre intérieur du piston creux (2) et le diamètre de la tige (15) d'une chambre enfermée axialement entre l'arrière du piston (3) et la partie annulaire (16) du vérin (2).Le corps de vérin (1) constitue le chevêtre d'appui du dispositif de tension contre la plaque (7) incorporée à la structure en béton à précontraindre (13), par l'intermédiaire de la pièce d'usure (6). Un deuxième chevêtre (4), solidaire des pistons (2) au moyen des vis (12), reçoit la charge du câble (10) mobilisée par l'ancrage-outil (5). Après la mise en tension du câble, un vérin hydraulique auxiliaire interne au corps (1) vient pousser et bloquer par son piston annulaire (9) et son embout (11) le mors-d'ancrage (8) en position fonctionnelle.Dans le cas de déplacementde charge lourde par traction, tel un levage de cuve de château d'eau, le dispositif est utilisé tel que décrit ci-dessus pour la précontrainte, avec répétition des opérations de tension et de blocage à l'aide des mors d'ancrage (5) et (8) de façon à "avaler" le câble tracteur. Dans le cas de charges lourdes poussées, le dispositif est interposé entre un point fixe et la charge à déplacer ; les accessoires d'ancrage et de blocage ne sont alors pas utilisés. L'orifice (T) alimente l'ensemble des chambres hydrauliques de tension (A1) et (A2). L'orifice (BR) alimente simultanément la chambre hydraulique du vérin auxiliaire de blocage d'aire active (B1) et l'ensemble des chambres hydrauliques de rappel. L'orifice (T) débouche dans les chambres (A1) qu'il alimente, à partir d'une communication axiale aménagée dans les tiges (15) il alimente secondairement les chambres (A2). L'orifice (BR) est prévu dans le corps du vérin (1) ; par une seconde communication axiale aménagée dans les tiges (15) débouchant immediatement sous la tête du second piston (3), il alimente la chambre de rappel (R3), et par une autre communication transversale traversant la partie interne du corps de vérin (1), il alimente la chambre de blocage (B1) disposée entre le piston annulaire (9) et la paroi interne du corps du dispositif (1). REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour mise en tension de câbles de précontrainte, haubans d'ouvrages suspendus, amarres, ou pour déplacement de charges lourdes, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de vérins disposés de façon a ce que le centre de poussée des pistons (2) coTncide avec le centre de force du câble (10) soumis à la tension, pluralité de vérins solidaires d'un chevêtre (1) et (4) à chacune de ses deux extrémités actives selon le sens d'ouverture dudit dispositif. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un des chevêtres (1) incorpore l'ensemble des multiples vérins dont la paroi (14) la plus extérieure des chambres hydrauliques est usinée dans la masse dudit chevêtre (1). 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les multiples pistons (2) contiennent un second piston (3) relié par tige d'appui (15) au corps (1) augmentant l'aire active de chaque vérin de l'aire de la tête dudit piston (3) diminuée de l'aire de la section de sa tige d'appui (15). 4 - Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le piston (3) fait apparartre une chambre d'aire R3 permettant le rappel hydraulique du dispositif, ladite chambre (R3) étant délimitée par la face arrière dudit piston (3) et par une partie annulaire de fermeture (16) du piston (2).