Brevet FR2625241A1 — publié le 19890630

i La présente invention concerne un dispositif de blocage pour une armature allongée sous tension telle que tirant, toron, câble ou analogue. On connait des dispositifs de ce type qui comprennent d'une manière générale une plaque d'appui percée d'au moins une ouverture évasée dans laquelle pénètre une clavette de forme complémentaire traversée axialement par l'armature avec laquelle elle vient en prise. De tels dispositifs sont utilisés de façon courante, par exemple pour le blocage des armatures de précontrainte d'ouvrages en béton précontraint ou des haubans de ponts et ouvrages suspendus ou haubanés. De manière habituelle, chaque armature a une section sensiblement circulaire; la clavette a une surface extérieure conique ou tronconique et est constituée par plusieurs secteurs, par exemple au nombre de 3, séparés par des entailles radiales réalisées après usinage et s'étendant sur toute la longueur de la clavette. Ces secteurs sont réunis entre eux par un jonc logé dans une gorge ménagée sur la surface extérieure de la clavette. L'armature est bloquée dans la plaque d'appui par le serrage radial exercé par la clavette qui est emmanchée à force dans l'ouverture de la plaque d'appui. Pour mettre sous tension l'armature dont une première extrémité est par exemple bloquée, on exerce sur la seconde extrémité une traction que l'on augmente jusqu'à la valeur requise; on enfonce alors à force la clavette entre l'armature et la paroi intérieure de l'ouverture de la plaque d'appui, et on relâche la traction: l'élasticité de l'armature contribue à faire pénétrer la clavette au fond de l'ouverture pour bloquer l'armature par rapport à la plaque d'appui. La clavette est ainsi auto-bloquante. L'angle de l'ouverture évasée ménagée dans la plaque d'appui étant de l'ordre de 7 , le blocage de la clavette dans l'ouverture est réversible. Pour améliorer la prise de la clavette sur l'armature, la surface intérieure de la clavette est avantageusement munie de dents qui viennent s'incruster dans l'armature pour s'opposer à tout glissement de celle- ci par rapport à la clavette. La clavette est en général traitée superficiellement pour que sa surface ait une dureté importante, ce qui facilite la pénétration des dents dans l'armature. L'expérience a toutefois montré qu'il arrive que des armatures se détendent, en particulier sous l'effet de vibrations dues au vent ou au passage de véhicules lourds, notamment trains ou camions. Si donc l'armature s'allonge, elle peut désengager la clavette de la plaque d'appui surtout lorsque la surface intérieure de cette clavette est dentée puisque l'angle de 7 environ est réversible. La clavette est ainsi susceptible de ne plus bloquer l'armature par rapport à la plaque d'appui lorsque l'armature se retrouve de nouveau tendue. Ce phénomène n'est pas gênant dans le cas de précontrainte intérieure lorsque l'espace compris entre l'armature et sa gaine noyée dans le béton est rempli de coulis de ciment injecté 'sous pression qui durcit et solidarise l'armature sur toute sa longueur avec le béton de l'ouvrage. Le phénomène est par contre néfaste pour la stabilité de l'ouvrage si on a injecté un produit pâteux tel que de la graisse, ou dans le cas de précontrainte extérieure ou de haubans, car dans ces cas l'armature est indépendante de l'ouvrage. Diverses mesures ont été proposées pour empêcher dans de tels cas la clavette de sortir de son logement. Il a ainsi été proposé de bloquer la position de la clavette sur l'armature, par exemple en sertissant sur l'armature par filage un manchon interdisant le recul de la clavette sur celle-ci; il a également été proposé de bloquer la position de la clavette par rapport à la plaque d'appui, par exemple par un bouchon traversé par l'armature, fixé à la plaque d'appui et agissant sur la clavette soit directement, soit par l'intermédiaire d'un ressort. Toutes ces solutions sont en général coûteuses, complexes et surtout encombrantes. De plus, elles ne peuvent plus être utilisées dès lors qu'un ancrage concerne plusieurs éléments d'armature voisins tels que des torons de câble ancrés individuellement et dont le nombre est souvent de 12 ou 19 et peut atteindre 50. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des systèmes connus et de proposer un dispositif de blocage d'une armature allongée sous tension du type précité qui soit simple, économique, beaucoup moins encombrant que les solutions connues, qui soit irréversible et dont la clavette ne puisse pas quitter sa position autour de l'armature à l'intérieur de l'ouverture ménagée dans la-plaque d'appui, même en cas de détente de l'armature. Le dispositif du type précité visé par l'invention, est caractérisé en ce que la clavette présente,. sur une partie au moins de sa surface extérieure, des saillies anti-recul destinées à venir en prise avec la paroi de l'ouverture de la plaque d'appui lorsque cette clavette a été enfoncée dans ladite ouverture. Lorsque la clavette est enfoncée à force dans l'ouverture de la plaque d'appui et que l'on relâche la traction exercée sur l'armature, les saillies anti-recul ménagées sur la surface extérieure de la clavette s'incrustent dans la paroi de l'ouverture de la plaque d'appui, et vont interdire tout recul de la clavette par rapport à celle-ci, même en cas de détente de l'armature. Par "recul" on entend dans la présente description tout mouvement de la clavette vers l'ouverture de plus grand diamètre de la plaque d'appui. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les saillies anti-recul sont ménagées à la partie arrière de la clavette, c'est-à-dire celle de plus grand diamètre. La surface latérale de la partie dentée est ainsi maximale pour une largeur longitudinale donnée de cette partie dentée: on optimise ainsi l'effet de blocage produit. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les saillies anti-recul sont ménagées sur toute la surface extérieure de la clavette. On obtient ainsi un effet de blocage sur la plaque d'appui très important avec une clavette qui n'est pas plus encombrante que celles utilisées jusqu'ici. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la paroi de l'ouverture de la plaque d'appui présente également des saillies antirecul complémentaires des saillies anti-recul ménagées sur la surface extérieure de la clavette. - Cette configuration permet un verrouillage irréversible automatique de la clavette par rapport à la plaque d'appui dans la position d'enfoncement maximal de la clavette atteinte lorsque l'on relâche la traction exercée sur l'armature après la mise sous tension de celle-ci. De préférence, les saillies anti-recul correspondent à des dents de loup faisant des angles différents par rapport à l'axe de la clavette, l'angle le plus important correspondant aux faces des saillies qui s'opposent au mouvement de recul de la clavette. Selon- un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif comporte plusieurs ouvertures réparties autour du centre de la plaque et un nombre correspondant de clavettes dont une partie au moins est munie à sa périphérie de saillies anti-recul. On peut ainsi, pour des câbles comportant un grand nombre de.torons, bloquer très efficacement les clavettes par rapport à la plaque d'appui dans les mêmes conditions d'encombrement radial et d'angle maximal de déviation des torons périphériques que dans le cas des clavettes amovibles connues. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description ci- apres. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue en coupe d'un massif d'ancrage d'une armature, équipé d'un dispositif conforme à un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue de détail agrandie en coupe du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue frontale suivant le plan III-III de la figure 2; - la figure 4 est une demi-vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 est une demi-vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation de l'invention; - la figure 7 est une vue de face d'un ancrage conforme à.un autre mode de réalisation de l'invention et destiné à une armature composée de plusieurs éléments ancrés séparément; - la figure 8 est une vue en coupe suivant le plan VIII-VIII de la figure 7; - les figures 9 à 12 sont des vues de détail à plus grande échelle montrant divers modes d'exécution des profils relatifs aux saillies anti-recul. Dans la réalisation particulière de l'invention représentée aux figures l, 2 et 3, le dispositif de blocage 1 pour une armature allongée sous tension 2 telle que tirant, toron, câble ou analogue, comprend une plaque d'appui 3 percée d'une ouverture évasée 4 dans laquelle pénètre une clavette 5 de forme complémentaire traversée axialement par l'armature 2 avec laquelle elle vient en prise. Conformément à l'invention, la clavette 5 présente, sur une partie au moins de sa surface extérieure 6, des saillies anti-recul 13 destinées à venir en prise avec la paroi 7 de l'ouverture 4 de la plaque d'appui 3 lorsque cette clavette 5 a été enfoncée dans ladite ouverture 4.. Dans l'exemple décrit, la plaque d'appui 3 est logée dans un évidement ménagé à cet effet dans un massif d'ancrage 8 réalisé en béton. Comme représenté en détail aux figures 2 et 3 et de façon connue, la clavette 5 est constituée par trois secteurs 51 indépendants séparés par trois entailles radiales 9 qui s'étendent sur toute la longueur de la clavette. Ces trois secteurs 51 sont retenus par un jonc 10 disposé dans une gorge 11 ménagée sur la surface extérieure de la clavette 5. La surface intérieure de la clavette 5 est munie de façon connue de dents 12 qui s'incrustent dans l'armature 2 pour s'opposer à un retrait de celle-ci vers l'intérieur de l'ouvrage. A cet effet, la surface intérieure de la clavette a été, de façon également connue, traitée superficiellement pour avoir une dureté importante, de l'ordre de 56 HRC (environ 190 kg/mm2), pour faciliter l'incrustation des dents dans l'armature. La tension de l'armature 2 a pour effet de tirer la clavette 5 vers le fond de l'ouverture évasée 4 de la plaque d'appui 3, ce qui provoque l'effet auto-bloquant de la clavette 5. Dans la configuration représentée à la figure 2, les saillies anti-recul 13 sont ménagées à la partie arrière de la clavette 5, c'est-à-dire celle de plus grand diamètre. Les saillies 13 s'étendent de la face arrière de la clavette jusqu'à la gorge 11 recevant le jonc 10. Cette disposition facilite l'usinage des saillies anti-recul puisqu'elle permet un retrait aisé de l'outil. Les saillies anti-recul sont usinées en relief par rapport à la surface conique lisse de la clavette qui s'étend jusqu'à l'avant de moindre diamètre. Dans la configuration représentée à la figure 4, les saillies anti-recul sont ménagées sur toute la surface extérieure 6 de la clavette 5, ce qui améliore encore le blocage irréversible de la clavette 5 par rapport à la paroi intérieure 7 de la plaque d'appui 3. Dans les exemples précédents et comme représenté à la figure 9, les saillies 13 anti-recul sont des dents annulaires et sont dissymétriques. Par exemple, l'angle au sommet du filet peut être de 90 , l'angle au sommet a du flanc de filet vers l'avant étant de 30 alors que l'angle au sommet b du flanc de filet vers l'arrière est de 60 . La configuration dissymétrique des dents leur permet de s'opposer plus efficacement à tout recul de la clavette 5 par rapport à la plaque d'appui 3 une fois la clavette 5 enfoncée à force dans l'ouverture 4. La surface extérieure de la clavette 5 est, comme la surface intérieure 12, traitée superficiellement au moins au niveau des saillies 13 pour avoir une dureté importante et du même ordre de grandeur (56 HRC ou 190 kg/mm2). Ceci facilite l'incrustation des dents anti-recul 13 dans le métal de la paroi intérieure 7 de l'ouverture 4 de la plaque d'appui 3; ce métal de la paroi intérieure 7 peut avoir de son côté une dureté de l'ordre de 110 kg/mm2, donc plus faible que celle de la surface extérieure de la clavette. Les dents 12 ménagées sur la surface intérieure de la clavette 5 sont avantageusement semblables aux dents ménagées 13 sur la surface extérieure de celle-ci. Ces dents peuvent être annulaires ou hélicoidales. Dans les configurations représentées aux figures 1 à 4, la paroi 7 de l'ouverture 4 de la plaque d'appui 3 est lisse: il n'y a aucun problème d'adaptation entre plaque d'appui 3 et clavette 5 à l'intérieur de l'ouverture 4 de la plaque d'appui 3 après mise en tension de l'armature. Dans la configuration représentée à la figure 5, la paroi 7 de l'ouverture 4 de la plaque d'appui 3 présente aussi des saillies anti- recul 14 complémentaires des saillies anti-recul ménagées sur la surface extérieure 6 de la clavette 5. En l'occurence, les dents 14 ont même pas et même hauteur que les dents 13 ménagées sur la surface extérieure de la clavette 5, mais sont couchées en sens contraire et sont usinées en creux par rapport à la surface conique lisse de la paroi 7 de façon à présenter un profil complémentaire de celui des dents 13 (figure 10). Selon une configuration particulière représentée très agrandie à la figure 11, le filet extérieur ménagé sur la face extérieure 6 de la clavette présente pour chaque dent 13 un angle au sommet du filet de 900 et un angle au sommet a du flanc de filet vers l'avant de 30 , l'angle au sommet b du flanc de filet vers l'arrière étant de 60 . Le sommet de chaque dent 13 est tronqué en 17 parallèlement à la surface lisse 6 de la clavette, et le fond de filet est arrondi en 18. Le pas L est de 0,5 mm, et la hauteur p. du sommet tronqué 17 du filet par rapport à la surface lisse 6 de' la clavette est de 0,2 mm. Selon la configuration complémentaire représentée à la figure 12, le filet intérieur ménagé sur la paroi intérieure 7 de la plaque d'appui présente des angles aux sommets égaux aux angles correspondants du filet extérieur. Le sommet de chaque dent 14 est tronqué en 19 parallèlement à la paroi intérieure 7 et le fond de filet est arrondi en 20. Le pas L est de 0,5 mm et la hauteur p du sommet' tronqué 19 par rapport à la paroi intérieure 7 est de 0,2 mm. Selon une variante des configurations représentées respectivement aux figures 11 et 12, le pas des dents L est de 0,25 mm et la hauteur 1 du sommet tronqué est de 0,1 mm. Les dents 14 permettent ainsi l'entrée de la clavette 5 mais s'opposent à tout mouvement de recul de celle-ci. La longueur de la denture 14 dans le sens longitudinal de l'armature 2 doit dans ce cas être suffisante pour arrêter la clavette 5 quelle que soit la position d'arrêt de celle-ci, position d'arrêt qui peut varier de i à 2 mm dans le sens longitudinal. Par exemple, la largeur de la partie arrière de la clavette 5 portant les dents 13 peut s'étendre sur environ 5 mm dans le sens longitudinal alors que les dents 14 ménagées sur la paroi intérieure 7 de l'ouverture 4 peuvent s'étendre sur environ 9 mm dans le même sens. La dureté des dents 14 doit être voisine de celle des dents de la clavette 5. Dans la configuration représentée à la figure 6, les saillies anti-recul complémentaires 14, au lieu d'être ménagées directement dans la paroi 7 de l'ouverture 4 de la plaque d'appui 3, sont pratiquée dans l'ouverture correspondante en prolongement d'une semelle rapportée 15. La semelle 15 est fixée & la plaque 3 par exemple au moyen de boulons 16. Une telle configuration facilite l'usinage des dents 14 et leur traitement superficiel pour obtenir la dureté voulue. Le mode de réalisation représenté aux figures 7 et 8, est adapté au cas o l'armature est par exemple un câble constitué de 7 torons 121, séparés pour être mis sous tension individuellement et en même temps. A cette fin, les torons 121 passent chacun dans une des ouvertures 141 uniformément réparties autour du centre 0 de la plaque 103. Dans la configuration représentée aux figures 7 et 8, les ouvertures 141 de la plaque 103 sont sensiblement cylindriques et en avant de celles-ci sont disposés des blocs d'appui 104 dont chacun est percé d'une ouverture évasée 142 prolongeant l'ouverture 141 et traversée par un toron 121. Les clavettes 151 conformes à l'invention et traversées par les torons 121 sont munies de dents 131 sur toute leur surface extérieure qui s'incrustent dans la paroi des ouvertures 142 des blocs 104. Ce mode de réalisation peut être avantageusement choisi dans le cas o il est préférable de limiter la dimension des ouvertures 141, afin de ne pas trop réduire la résistance de la plaque 103. Les blocs d'appui 104 sont fixés à la plaque 103 par exemple par soudage ou collage pour rester solidaires de celle-ci en cas de détente des torons 121. Mais cette fixation peut être sommaire puisque chacun des blocs 104 est normalement appuyé fortement contre la plaque 103 par la tension du toron 121 qui le traverse. On va maintenant décrire l'utilisation du. dispositif conforme à l'invention pour la mise sous tension et le blocage d'une armature. On utilise à cet effet de manière connue un appareil prenant appui sur la plaque d'appui 3 ou l'ouvrage 8, qui est muni d'un premier vérin pour la mise sous tension de l'armature. On actionne ledit vérin jusqu'à ce que la tension nominale déterminée pour l'armature 2 soit atteinte, et on introduit à force, au moyen d'un second vérin, la clavette 5 dans l'espace entre la paroi 7 de l'ouverture 4 et l'armature, puis on relâche la tension de l'armature. L'élasticité de l'armature est utilisée pour faire pénétrer la clavette au maximum dans l'ouverture 4. Quelle que soit la configuration parmi celles décrites ci- dessus, on obtient un blocage irréversible de la clavette 5 dans la plaque d'appui 3 ou de la clavette 151 dans le bloc d'appui 104 correspondant. Il arrive fréquemment, dans le cas d'armatures longues, que l'allongement total de l'armature du fait de la traction exercée par le vérin jusqu'à l'obtention de la tension nominale soit supérieur à la course du vérin. On procède alors à un blocage provisoire de l'armature par une clavette et on change la position du point de l'armature o s'exerce la traction du vérin, puis on reprend la mise en tension de l'armature en dégageant la clavette. Si la paroi intérieure 7 de l'ouverture 4 de la plaque d'appui est lisse, il est possible d'utiliser, pour chaque arrêt de l'opération de mise sous tension, la clavette définitive à condition de ne pas la pousser à force au fond de-l'ouverture avant de relâcher la traction sur l'armature: l'expérience montre en effet que dans ces conditions, et la tension de l'armature étant nettement inférieure à sa valeur nominale, les dents ménagées sur la surface supérieure de la clavette ne vont pas s'incruster suffisamment dans le métal de la paroi 7 de l'ouverture 4 pour réaliser un blocage irréversible de la clavette dans cette ouverture. Il n'est, par contre, évidemment pas possible d'utiliser la clavette définitive lorsque la paroi 7 est munie de dents 14, sinon on obtiendrait un blocage irréversible alors que l'armature ne serait tendue qu'à une fraction de sa tension nominale. On utilise alors une clavette provisoire dont la surface extérieure est lisse, avec laquelle il n'y a pas à craindre de blocage irréversible pour les mêmes raisons que ci-dessus. On met en place la clavette définitive au moment de la dernière opération de traction. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les saillies anti-recul peuvent avoir une configuration quelconque par exemple pyramidale, et être réparties sur plusieurs couronnes consécutives. On a décrit ci-dessus le cas o l'ouverture évasée 4 ou 142 a une forme conique de même angle au sommet que la surface extérieure conique de la clavette 5 ou 151. L'invention s'applique également au cas o les deux surfaces coniques correspondent à des angles au sommet légèrement différents, et par exemple au cas o l'ouverture a un angle au sommet plus faible à l'avant qu'à l'arrière. L'invention s'applique également aux cas o l'armature a une section autre que circulaire, par exemple une section carrée ou rectangulaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage pour une armature allongée sous tension telle que tirant, toron, câble ou analogue (2, 121), comprenant une plaque d'appui (3, 104) percée d'au moins une ouverture évasée (4, 142) dans laquelle pénètre une clavette (5, 151) de forme complémentaire traversée axialement par l'armature (2, 121) avec laquelle elle vient en prise, caractérisé en ce que la clavette (5, 151) présente, sur une partie au moins de sa surface extérieure, des saillies anti-recul (13, 131) destinées à venir en prise avec la paroi de l'ouverture (4, 142) de la plaque d'appui (3, 104) lorsque cette clavette (5, 151) a été enfoncée dans ladite ouverture (4, 142). 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les saillies anti-recul (13) sont ménagées à la partie arrière de la clavette (5). 3. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les saillies anti-recul (13, 131) sont ménagées sur toute la surface extérieure de la clavette (5, 151). 4. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les saillies anti-recul sont dissymétriques, les flancs des dentures faisant avec l'axe de la clavette un angle plus faible vers l'avant que vers l'arrière. 5. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les saillies anti-recul sont des dentures droites. 6. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les saillies anti-recul sont des dentures hélicoïdales. - 7. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la paroi (7) de l'ouverture (4) de la plaque d'appui (3) présente des saillies anti-recul (14) complémentaires des saillies anti- recul (13) ménagées sur la surface extérieure (6) de la clavette (5). 8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les saillies anti-recul complémentaires (14) sont ménagées dans l'ouverture d'une semelle (15) rapportée sur la plaque d'appui (3). 9. Dispositif conforme à l'une des revendications i à 8 pour le blocage individuel de divers torons (121) d'une armature, caractérisé en ce que la plaque d'appui (103) présente plusieurs ouvertures (141) réparties autour de son centre pour le passage desdits torons, chaque toron (121) étant bloqué par une clavette (151), une partie au moins desdites clavettes (151) présentant des saillies anti- recul (131) sur sa périphérie. 10. Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que les clavettes (151) sont enfoncées dans les ouvertures tronconiques (142) de blocs d'appui (104) rapportés et fixés sur la plaque d'appui (103).