Brevet FR2638771A1 — publié le 19900511

i L'invention concerne une construction en béton armé, comprenant au moins une unité d'armature de précon- trainte constituée de différents éléments de précontrainte directement bétonnés et d'un système d'ancrage du côté terminal, le système d'ancrage étant agencé pour un ancrage à clavettes des différents éléments de précontrainte. Des unités d'armature de précontrainte de ce genre sont appelées éléments de précontrainte en faisceaux. Le terme de construc- tion en béton armé désigne des corps aussi bien préfabriqués que coulés sur place. Dans la construction en béton armé avec unité d'armature de précontrainte bien connue dans la pratique et point de départ de l'invention, les éléments de précon- trainte sont des barres d'acier de précontrainte séparées. Le système d'ancrage se compose d'une pluralité de disposi- tifs d'ancrage dans lesquels est ancrée respectivement une barre d'acier de précontrainte. En relation avec cela, on réalise une disposition en éventail des barres d'acier de précontrainte. Lorsque, dans le mode de réalisation bien connu, les barres d'acier de précontrainte sont bétonnées, avec ou sans tube de gainage, c'est-à-dire mises en contact avec le béton des éléments de construction et respectivement avec le mortier de liaison introduit dans le tube de gainage, elles ne sont plus interchangeables. Lorsque la liaison est incomplète, des phénomènes de corrosion peuvent se produire sur les éléments de précontrainte. Lorsque les barres d'acier de précontrainte sont placées dans un tube de gainage dans lequel elles sont guidées sans mortier de liaison, il y a risque de corrosion. En détail, il convient de faire les remarques suivantes au sujet de cet état de la technique: Pour les constructions en béton armé, on connaît une précontrainte avec liaison pour laquelle les barres d'acier de précontrainte sont tendues à l'intérieur de tubes de gainage ou librement dans l'élément de construction, puis encastrées entièrement dans du béton ou du mortier de liaison. Cet encastrement a pour objet la liaison par adhérence et la protection des barres d'acier contre la corrosion. En cas de vices de matière dans la texture dense par ailleurs, à proximité des barres d'acier de précontrainte, des dommages peuvent survenir sur lesdites barres d'acier de précontrainte à la suite de milieux favorisant la corrosion. Des barres d'acier de précontrainte situées dans un tel système de liaison ne peuvent être démontées et remplacées par d'autres qui seraient disposées au même endroit. Dans le cadre de ces mesures bien connues, les barres d'acier de précontrainte peuvent être disposées de manière séparée ou serrées en faisceau. Etant donné que toutes les barres d'acier individuelles sont enveloppées à l'état final de mortier et respectivement de béton, les forces de déviation apparaissant aux points de déviation des éléments de précontrainte sont absorbées et évacuées en tant que forces transversales par la masse de mortier et respectivement de béton à engagement positif. La précon- trainte se fait individuellement ou en faisceau. Par ailleurs, on connaît pour de telles construc- tions en béton armé des éléments de précontrainte sous forme de torons (Revue "Betonwerk plus Fertigteiltechnik", 1984, pages 239 à 244). Les torons se composent respectivement d'une pluralité de fils de tension et ils sont munis d'une gaine en matière plastique à l'intérieur de laquelle les différents fils de tension sont placés dans un agent anti- corrosif et lubrifiant-, par exemple dans de la graisse. Jusqu'ici, de tels torons n'ont pas été utilisés poqr des unités d'armature de précontrainte du genre précité. En détail, les remarques suivantes s'appliquent à cet état de la technique: Au cours des travaux de mise en place de l'arma- ture, les torons sont disposés dans un élément de construc- tion à bétonner, puis précontraints après la prise du béton. Chaque toron est ancré aux deux extrémités avec ses fils de tension dans un dispositif séparé. La graisse sert à assurer une protection durable contre la corrosion. Compte tenu de l'effet de lubrification de la graisse, il ne se produit presque aucun frottement entre les fils de tension et la gaine de matière plastique. On parle de précontrainte sans liaison. Jusqu'ici, ce procédé a été appliqué essentiel- lement pour la précontrainte d'ossatures porteuses en forme de plaques du bâtiment, par exemple pour des plafonds dits plats. Dans de telles constructions, les forces de précontrainte nécessaires sont faibles, par exemple en comparaison avec des poutres de pont. On connaît cependant aussi des applications pour des poutres pour lesquelles les torons sont disposés en juxtaposition et en superposition à la manière d'une trame. Alors que dans le panneau les torons s'étendent à des faibles intervalles respectivement remplis de béton, une mise en éventail non désirée sur le plan de la construction est réalisée peu avant les points d'ancrage final pour créer la place pour les dispositifs d'ancrage des différents torons. Il est également connu (DE 3 734 954) de grouper plusieurs torons dans des gaines suffisamment grandes et de les ancrer dans un dispositif commun. La précontrainte peut alors être réalisée successivement ou simultanément. Pour une gaine rectiligne, du mortier peut être injecté avant ou après la précontrainte. Lorsque la gaine est cintrée, des forces de déviation apparaissent à la suite de la précon- trainte des torons. Dans ce cas, les torons doivent être disposés à distance les uns des autres entièrement noyés dans du mortier ou du béton avant la précontrainte pour pouvoir détourner les forces de déviation dans la selle de déviation, par l'intermédiaire du cadre de support en béton résistant à la pression à l'intérieur de la grande gaine. Par ailleurs, les faisceaux formés de plusieurs torons, y compris la gaine, restent interchangeables lorsqu'ils ne sont pas bétonnés à engagement positif dans une section d'élément de construction. Toutefois, il est difficile de noyer de tels faisceaux de torons suffisamment dans du béton ou du mortier dans la gaine. L'invention a pour objet de créer une construction en béton armé de la structure décrite au début dans laquel- le les éléments de précontrainte sont interchangeables tout en supprimant le risque de corrosion ainsi que les problèmes d'encastrement. Dans une construction en béton armé de la struc- ture décrite au début, la résolution de ce problème est caractérisée par la mise en oeuvre de torons en tant qu'élé- ments de précontrainte comprenant chacun une pluralité de fils de tension qui, dans une gaine en matière plastique pour les différents torons, sont noyés dans un agent anti- corrosif et lubrifiant, lesdits torons étant disposés à distance de bétonnage les uns des autres au moyen d'écar- teurs répartis sur leur longueur et les extrémités des torons étant introduites dans un dispositif d'ancrage com- mun o ils peuvent être ancrés individuellement. Il va de soi que dans la zone d'ancrage, la gaine de matière plas- tique est retirée des fils de tension. Le terme distance de bétonnage signifie que cette distance est suffisamment grande pour obtenir, avec la composition granulométrique respectivement choisie du béton de l'élément de construction ou du béton de liaison, une texture compacte même dans la région entre les torons. En détail, il existe dans le cadre de l'invention plusieurs possibilités de réalisation et variantes. En géné- ral, la gaine en matière plastique est réalisée sous la forme d'un tube en matière plastique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les écarteurs sont réalisés sous la forme de disques, par exemple en matière plastique, qui présentent des logements ou alésages pour le passage des différents torons, les disques pouvant être déplacés sur les torons dans le sens longitudinal de ceux-ci et aussi bloqués le cas échéant. Mais il est également pos- sible de choisir l'agencement de telle façon que les écar- teurs soient réalisés sous la forme d'éléments annulaires qui entourent chacun un toron et que les torons soient réunis ensemble en un faisceau par des éléments de bandage et/ou un enroulement. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif d'ancrage est constitué par un tube d'acier de forme cylindrique ou aussi conique pouvant être profilé sur l'enveloppe extérieure pour l'in- troduction de la forcé consécutive à la précontrainte, auquel est raccordée d'un côté, de manière étanche à la graisse et à l'eau, une plaque porteuse de clavettes pour l'ancrage à clavettes et qui est fermé de l'autre côté, de manière étanche à la graisse et à l'eau, par une plaque à élasticité permanente, et rempli de graisse. La plaque porteuse de clavettes comprend des alésages d'éléments de précontrainte pour les différents torons. Les clavettes d'ancrage sont associées de la manière habituelle. La plaque porteuse de clavettes peut être raccordée indirecte- ment ou directement au tube, par exemple avec interposition d'une plaque d'ancrage. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente la coupe longitudinale d'une construction en béton armé avec unité d'armature de précontrainte à l'état monté. La figure 2 représente la coupe partielle A-A de la figure 1, vue de la direction B. La figure 3 représente, à plus grande échelle, le détail C de l'objet de la figure 2. La figure 4 représente un autre mode de réalisa- tion de l'objet de la figure 1, partie gauche. L'unité d'armature de précontrainte 1 représentée dans les figures est réalisée sous la forme d'un élément de précontrainte en faisceau et agencée pour la précontrainte de la construction en béton armé 2. La figure 1 montre en deux coupes partielles l'état monté, tandis que la figure 2 représente une vue en-coupe partielle A-A. L'unité d'armature de précontrainte 1 se compose d'une pluralité d'éléments de précontrainte 3 et d'un sys- tème d'ancrage terminal 4. Le système d'ancrage 4 est agencé pour un ancrage à clavettes des différents éléments de précontrainte 3. Il ressort notamment de la figure 3 que les différents éléments de précontrainte 3 comportent des torons avec chacun une pluralité de fils de tension 5. Les fils de tension 5 sont pl.acés dans une gaine en matière plastique 6 des différents torons, à savoir dans un agent anticorrosif et lubrifiant 7 qui remplit la gaine en matière plastique 6. Sur ce point, on parle également de mono- torons. Les éléments de précontrainte 3 réalisés sous la forme de torons comportent par ailleurs des écarteurs 8 répartis sur leur longueur qui maintiennent les différents torons 3 à distance de bétonnage et les réunissent en un faisceau de précontrainte. Les extrémités des torons sont engagées dans un système d'ancrage commun 4 o elles peuvent être ancrées individuellement. Pour cela, il convient de se référer en particulier à la figure 1. Dans l'exemple de réalisation, la gaine en matière plastique 6 est consti- - tuée par un tube en matière plastique. Dans l'exemple de réalisation et selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les écarteurs 8 sont conformés en disques constitués par exemple de matière plastique. Ils présentent des alésages ou évidements 9 pour les différents torons 3, un disque présentant un nombre d'alésages ou d'évidements 9 correspondant au nombre des torons 3. Les disques 8 peuvent être déplacés pendant le montage sur les torons 3, dans le sens longitudinal de ceux-ci. Il est également concevable d'utiliser comme écar- teurs 8 des anneaux emmanchés sur les différents torons 3. Dans ce cas, il est recommandé de faire appel à des éléments de bandage supplémentaires et/ou à un enroulement complet du faisceau de torons 3. Il ressort de la figure 1 que le système d'ancrage 4 est constitue par un tube 10 auquel est raccordée d'un côté, de manière étanche à la graisse et à l'eau, une plaque porteuse de clavettes '11 et qui est fermé de l'autre côté, de manière étanche à la graisse et à l'eau, par une plaque 12 à élasticité permanente. L'espace intérieur est rempli de graisse 7. La plaque porteuse de clavettes 11 présentent des alésages 13 correspondant aux différents torons 3. Les torons 3 sont amenés au travers desdits alésages 13 et les clavettes associées sont mises en place. Les clavettes dans les alésages 13 n'ont pas été représentées pour des raisons d'échelle. Un capuchon 14 ferme le système d'ancrage. Les écarteurs 8 sont fixés avec une élasticité transversale telle que le faisceau peut être cintré et respectivement enroulé pour le transport et le montage. A l'intérieur du faisceau, les torons 3 peuvent être disposés selon une trame orthogonale ou radiale. Dans la figure 3, on remarque différentes variantes des écarteurs 8, même si cela a été indiqué dans une même figure. A cet effet, elle a été divisée en trois zones I, II et III identifiées par des doubles flèches arquées. La zone I montre un écarteur 8 avec fonction minimale. Une bande d'enveloppe continue 15 presse les torons 3 plus ou moins fortement sur l'écarteur 8. La zone II montre un écarteur 8 qui est conformé de telle façon que la bande d'enveloppe 15 s'étend de manière sensiblement circulaire et est déviée sur chaque toron 3 de façon à exercer une légère pression sur celui-ci. De plus, chaque toron 3 est enclipsable. Selon la zone III, l'écarteur 8 est conformé de telle façon que la bande d'enveloppe 15 est guidée tangentiellement, sans contact, sur chaque toron 3. Cela supprime, lors de l'enroulement et du déroule- ment du faisceau sur un et respectivement d'un tambour, des gênes par friction imputables à la bande d'enveloppe 15. Cela est également valable pour des dispositions courbes dans l'élément de construction. A condition qu'un écarteur 8 soit disposé au moins à chaque support fixant la forme du trajet des torons 3 dans l'élément de construction, on obtient dans une large mesure une fixation sans entraves et stable pour chaque toron 3. Selon une autre forme d'ancrage, la force de pré- contrainte est détournée par l'intermédiaire d'une plaque d'ancrage 16 selon la figure 4. Le tube 10 n'assume alors qu'une fonction de réservation d'espace. Sur la plaque d'ancrage 16 est montée la plaque porteuse de clavettes 13. REVENDICATIONS 1. Construction en béton armé, comprenant au moins une unité d'armature de précontrainte constituée de différents éléments de précontrainte directement bétonnés et d'un système d'ancrage du côté terminal, le système d'ancrage étant agencé pour un ancrage à clavettes des dif- férents éléments de précontrainte, caractérisée par la mise en oeuvre de torons (3) en tant qu'éléments de précontrain- te comprenant chacun une pluralité de fils de tension (5) qui, dans une gaine en matière plastique (6) pour les dif- férents torons (3), sont noyés dans un agent anticorrosif et lubrifiant (7), lesdits torons (3) étant disposés à distance de bétonnage les uns des autres au moyen d'écar- teurs (8) répartis sur leur longueur et les extrémités des torons (3) étant introduites dans un dispositif d'ancrage (4) commun o ils peuvent être ancrés individuellement. 2. Construction en béton armé selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que la gaine en matière plastique (6) est réalisée sous la forme d'un tube en matière plastique. 3. Construction en béton armé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les écarteurs (8) sont réalisés sous la forme de disques, par exemple en matière plastique, qui présentent des alesages et/ou évidements (9) pour les différents torons (3), et que les disques (8) peuvent être déplacés sur les torons (3) dans le sens longitudinal de ceux-ci. 4. Construction en béton armé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les écarteurs (8) sont réalisés sous la forme d'éléments annulaires qui entourent chacun un toron (3), et que les torons (3) sont réunis ensemble en un faisceau par des éléments de bandage et/ou un enroulement. 5. Construction en béton armé selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le dispositif d'ancrage (4) est constitué par un tube (10) auquel est raccordée d'un côté une plaque porteuse de clavettes (11) pour l'ancrage à clavettes et qui est fermé de l'autre côté, de manière étanche à la graisse et à l'eau, par une plaque à élasticité permanente (12), et rempli de graisse (7).