Brevet FR2652866A1 — publié le 19910412

L'invention est relative aux procédés et dispo- sitifs pour mettre sous tension des câbles à brins ou torons multiples tels que ceux constituant les haubans qui servent à supporter des tabliers de ponts ou à sta- biliser des tours de grande hauteur. Lors de la mise sous tension d'un tel câble, la- quelle est effectuée pour ancrer la seconde extrémité de ce câble sur un bloc approprié, après ancrage de sa pre- mière extrémité sur un autre bloc, il convient de donner des valeurs identiques aux tensions des différents brins ou torons constitutifs du câble, lesquels sont identi- ques entre eux, afin que tous ces brins participent uni- formément à l'effort de traction du câble. Un tel résultat peut être obtenu en exerçant la tension d'ancrage sur l'ensemble du câble, c'est-à-dire simultanément sur la totalité des brins montés en paral- lèle. Mais il faut alors recourir à un vérin de ten- sion particulièrement lourd et encombrant, ce qui peut constituer un inconvénient majeur, en particulier pour les applications o la tête de câble à ancrer est dif- ficile d'accès. Pour remédier à cet inconvénient, il a déjà été proposé de tendre les brins un à un à l'aide d'un petit vérin individuel. Mais il est alors difficile d'obtenir des va- leurs identiques pour les tensions appliquées successi- vement sur les différents brins, car la mise sous ten- sion de chaque brin soulage légèrement les brins préa- lablement tendus, ce qui modifie à n'en plus finir les valeurs des tensions des différents brins au cours de la mise sous tension complète du câble. Les formules qui ont été proposées jusqu'à ce jour pour remédier à cet inconvénient n'ont pas donné satisfaction, se traduisant notamment par des calculs très difficiles ou par des suites d'opérations particu- lièrement délicates à effectuer. L'invention a pour but, surtout, de remédier très simplement à l'inconvénient signalé. A cet effet, le procédé de mise sous tension d'un câble à brins multiples selon l'invention met enco- re en oeuvre une mise sous tension successive des dif- férents brins à l'aide d'un vérin individuel et il est essentiellement caractérisé par la suite des opérations suivantes: on met sous tension un premier brin du câ- ble, appelé "brin témoin" ci-après, tout en rendant possible ensuite la mesure de la tension de ce brin à chaque instant, puis on tire un second brin jusqu'à ce que sa tension soit égale à celle du brin témoin, mesu- rée au même instant, et on ancre alors ce second brin ainsi tendu, puis on tire un troisième brin jusqu'à ce que sa tension soit égale à celle du brin témoin mesurée à l'instant correspondant et on ancre alors ce troisième brin ainsi tendu, et ainsi de suite jusqu'à l'ancrage du dernier brin, après quoi on note la tension alors appli- quée sur le brin témoin et, après avoir détendu ce der- nier et l'avoir libéré des moyens de mesure, on ancre ce brin témoin en appliquant sur lui la tension ainsi no- tée. Pour ce qui est des dispositifs pour mettre en oeuvre le procédé de mise sous tension ci-dessus défini, ils sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce qu'ils comprennent un vérin individuel pour mettre sous tension successivement chacun des brins du câble considéré, des moyens pour mesurer la tension du brin témoin à tout instant après sa première mise sous ten- sion, des moyens adaptables successivement sur chacun des brins autres que le brin témoin au cours de sa mise sous tension et propres à mesurer la tension alors ap- pliquée sur ce brin, des moyens pour comparer la tension ainsi mesurée à celle du brin témoin au même instant, et des moyens pour arrêter automatiquement la montée en tension du brin considéré lorsque cette comparaison révèle l'égalité entre les deux tensions comparées. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des disposi- tions suivantes: - les moyens pour mesurer la tension appliquée sur le brin témoin sont constitués par une première cellule dynamométrique entourant ce brin et les moyens pour mesurer successivement la tension appliquée sur chacun des autres brins sont constitués par une seconde cellule dynamométrique identique à la première, - le bloc d'ancrage des différents brins du câble comprend une pluralité de trous tronconiques pro- pres à recevoir respectivement des mors tronconiques d'ancrage associés aux différents brins et il est prévu autour du brin témoin, au niveau dudit bloc, un faux mors tronconique logé dans le trou tronconique corres- pondant et traversé librement par ledit brin témoin, ce faux mors servant de support successivement à la cellule dynamométrique qui entoure le brin témoin et à un mors d'ancrage dudit brin témoin, lui-même monté sur ladite cellule, - le bloc d'ancrage perforé selon l'alinéa pré- cèdent est associé à une plaque disposée à une petite distance de ce bloc, plaque perforée, d'une part, par un alésage de relativement grand diamètre propre à recevoir et guider la tête du faux mors et, d'autre part, par une pluralité d'alésages cylindriques traversés avec un léger jeu par les différents brins autres que le brin témoin. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions 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 à la planche de dessins ci-annexée d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ce dessin, montre schématique- ment un dispositif de mise sous tension de câble à brins multiples établi selon l'invention. Les figures 2 et 3 montrent un tel dispositif respectivement en coupe axiale selon II-II figure 3 et en coupe transversale selon III-III figure 2, portions enlevées. On se propose de mettre sous tension un câble ou hauban 1 composé d'une pluralité de brins ou torons pa- rallèles identiques qui, sur la figure 1, sont supposés être au nombre de 4 et sont désignés par les références A, B, C et D, le nombre en question étant en réalité très supérieur et pouvant atteindre 100, 200 ou même davantage. Plus précisément, on suppose qu'une première ex- trémité de chacun de ces brins, non visible sur le des- sin, est déjà ancrée dans un massif ou bloc approprié et l'on désire ancrer l'autre extrémité de chaque brin sur un bloc 2 qui est traversé par cette autre extrémité, tout en appliquant une tension identique sur chacun des- dits brins. On commence par monter autour d'un tronçon de l'un des brins considérés, supposé être ici le brin A, une cellule dynamométrique 3 permettant de connaître à tout instant la tension appliquée sur ledit tronçon. Puis à l'aide d'un relativement petit vérin 4, on met sous tension ledit brin A, y compris son tronçon ci-dessus, et on ancre ce brin A sur le bloc 2 lorsque sa tension a a atteint une valeur prédéterminée a1 (ce paramètre a1 désignant la tension a du brin A au temps t1), par exemple à l'aide d'un mors tronconique 5 monté sur la cellule 3, laquelle prend elle-même appui sur le bloc 2. On met ensuite sous tension le brin suivant B à l'aide du vérin A jusqu'à ce que sa tension b atteigne une valeur égale à celle appliquée au même instant sur le brin A. Cette égalité est atteinte à un instant t2 au- quel la valeur a2 de la tension appliquée sur le brin A est un peu inférieure à sa tension initiale a1, vu que l'exercice d'une tension sur le second brin B a pour ef- fet de racourcir légèrement le brin A et donc de réduire légèrement sa tension. On appellera b2 la tension alors appliquée sur le brin B au temps t2, cette valeur b2 étant alors égale à a2. On ancre alors sur le bloc 2 le second brin B tendu à ladite tension b2. On met ensuite sous tension le brin suivant C, à l'aide du vérin 4 précédent, jusqu'à ce que sa tension c atteigne une valeur égale à celle appliquée au même ins- tant sur le brin A. Cette égalité est atteinte à un instant t3 au- quel la valeur a3 de la tension appliquée sur le brin A, valeur égale à la tension c3 alors appliquée sur le brin C, est un peu inférieure aux deux précédentes a1 et a2. Ce qui est remarquable, c'est que ladite tension a3 est alors rigoureusement égale à celle b3 appliquée au même instant sur le second brin B du fait que, lors de la mise sous tension du troisième brin C, les deux premiers brins A et B peuvent être considérés comme étant montés en parallèle avec des tensions qui varient légèrement mais demeurent rigoureusement identiques en- tre elles dans le temps. A l'instant t3 indiqué ci-dessus, on a donc une parfaite égalité entre les trois tensions a3, b3 et c3. On ancre alors le brin C tendu à la tension c3 indiquée. On procède ensuite de la même façon avec le brin suivant D en utilisant encore le vérin 4 précédent jus- qu'à égalisation de la tension d appliquée sur ce qua- trième brin avec celle alors appliquée sur le brin A. Lorsque cette égalisation est obtenue au temps t4, la tension d4 appliquée sur le brin D est égale non seulement à celle a4 alors appliquée sur le brin A, mais aussi à celles b4 et c4 appliquée au même instant sur les deux autres brins B et C, vu que, lors de la mise sous tension du brin D, les trois autres brins A, B et C étaient montés en parallèle avec des tensions respecti- ves variant légèrement, mais demeurant identiques entre elles dans le temps. C'est ce stade de la procédure de mise sous tension qui est schématisé sur la figure 1. Sur cette figure, les mors d'ancrage 6,7 sont montrés serrés contre les deux brins B et C et assurent les ancrages respectifs de ces brins sur le bloc 2 alors que le mors d'ancrage 8 affecté au brin D est encore en son état desserré et donc non ancré. Après ancrage des différents brins B, C et D sur le bloc 2, on note la valeur de la tension qui est alors affichée sur la cellule 3, concernant le premier brin A, valeur qui est alors égale à a4, on détend ce brin A pour dégager la cellule 3 et on ancre ledit brin A sur le bloc 2 après avoir appliqué sur celui-ci une tension égale à a4. La mise sous tension du câble 1 est alors termi- née avec une égalisation des tensions dans chacun de ses brins constitutifs A, B, C et D. Bien entendu, le raisonnement présenté pour la mise sous tension des trois brins B, C et D ci-dessus peut être généralisé à la mise sous tension d'un nombre quelconque de brins autres que le brin A, la mise sous tension de chaque nouveau brin étant chaque fois effec- tuée avec le même vérin 4 et jusqu'à égalisation de sa tension avec celle du brin A au même instant, la tension alors obtenue étant celle appliquée à chacun des brins préalablement tendus. Sur la figure 5, on voit que le vérin 4 n'est pas appliqué directement sur le bloc 2 mais sur une plaque 9 traversée par les têtes des différents brins et maintenue à une distance convenable du bloc 2 par des colonnes 10. En outre ce vérin 4 n'est pas appliqué directe- ment contre la plaque 9, mais par l'intermédiaire d'une cellule dynamométrique 11 qui est avantageusement iden- tique à la cellule 3 et qui entoure le brin concerné. On voit également sur cette figure en 12 un circuit comparateur recevant les indications de tension qui proviennent respectivement des deux cellules 3 et 11 et la flèche 13 symbolise la commande qui est élaborée par ce comparateur 12 lorsqu'il y a identité entre les deux tensions mesurées respectivement par les deux cellules 3 et 11, cette commande pouvant être l'arrêt d'un pompage de montée en tension exercé au niveau du vérin 4. Sur les figures 2 et 3 on retrouve les diffé- rents éléments affectés ci-dessus des références 1 à 3 et 5 à 10. En outrer ces figures 2 et 3 font apparaître les quelques particularités suivantes. Une plaquette 14 perforée par des lumières 15 traversées avec un faible jeu par les brins B, C, D... est montée sur des colonnettes 16 à une.petite distance de la face extérieure du bloc 2. Cette plaquette 14 a pour mission de maintenir axialement les mors 6, 7, 8... à proximité de leurs po- sitions d'ancrage même lors de l'exercice des tractions d'ancrage sur les têtes des brins correspondants. Au droit du brin témoin A, ladite plaquette 14 est perforée par un trou 17 de plus grand diamètre que les lumières 15. Ce trou 17 est destiné à recevoir et guider un "faux mors" 18, c'est-à-dire une pièce tubulaire conti- nue présentant une surface tronconique extérieure com- plémentaire de la face intérieure du logement tronconi- que correspondant du bloc 2 et un alésage cylindrique intérieur réservant un libre passage pour le brin A. Ce faux mors 18 sert d'entretoise axiale pour supporter la cellule 3 elle-même surmontée du mors 5 et pour transmettre au bloc 2 les efforts de traction exer- cés par le brin A sur ce mors 5: On voit également sur les figures 2 et 3 que les colonnes 10 sont fixées: - d'une part, sur le bloc 2 par des pattes 19 soudées sur les bases de ces colonnes et elles-mêmes fixées sur le bloc 2 par des goujons spéciaux 20, - et d'autre part, sur la plaque 9 par des bou- lons 21 vissés axialement en bout sur lesdites colonnes. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'un mode de mise sous tension individuelle des brins multiples d'un câble qui présente de nombreux avantages par rapport à ceux anté- rieurement connus, en particulier en ce qu'il rend pos- sible la mise sous tension desdits brins avec applica- tion de tensions identiques sur ceux-ci moyennant le recours à des dispositifs relativement simples et peu nombreux. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réali- sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. q REVENDICATIONS 1. Procédé pour mettre sous tension un câble à brins multiples (A, B, C, D...) mettant en oeuvre une mise sous tension successive des différents brins à l'aide d'un vérin individuel, caractérisé par la suite des opérations suivantes: on met sous tension un pre- mier brin (A) du câble, appelé "brin témoin" ci-après, tout en rendant possible ensuite la mesure de la tension de ce brin à chaque instant, puis on tire un second brin (B) jusqu'à ce que sa tension soit égale à celle du brin témoin, mesurée au même instant, et on ancre alors ce second brin ainsi tendu, puis on tire un troisième brin (C) jusqu'à ce que sa tension soit égale à celle du brin témoin mesurée à l'instant correspondant et on ancre alors ce troisième brin ainsi tendu, et ainsi de suite jusqu'à l'ancrage du dernier brin (D), après quoi on note la tension alors appliquée sur le brin témoin (A) et, après avoir détendu ce dernier et l'avoir libéré des moyens de mesure, on ancre ce brin témoin en appliquant sur lui la tension ainsi notée. 2. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé de mise sous tension selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend un vérin individuel (4) pour mettre sous tension successivement chacun des brins (A, B, C, D) du câble considéré, des moyens pour mesurer la tension du brin témoin (A) à tout instant après sa pre- mière mise sous tension, des moyens (11) adaptables suc- cessivement sur chacun des brins (B, C, D...) autres que le brin témoin au cours de sa mise sous tension et pro- pres à mesurer la tension alors appliquée sur ce brin, des moyens (12) pour comparer la tension ainsi mesurée à celle du brin témoin au même instant, et des moyens (13) pour arrêter automatiquement la montée en tension du brin considéré (B, C, D...) lorsque cette comparaison révèle l'égalité entre les deux tensions comparées. 3. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les moyens pour mesurer la tension appliquée sur le brin témoin (A) sont constitués par une première cellule dynamométrique (3) entourant ce brin et en ce que les moyens pour mesurer successivement la ten- sion appliquée sur chacun des autres brins sont consti- tués par une seconde cellule dynamométrique (11) identi- que à la première. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le bloc d'ancrage (2) des différents brins du câble comprend une pluralité de trous tronco- niques propres à recevoir respectivement des mors tron- coniques d'ancrage (6,7,8) associés aux différents brins et en ce qu'il est prévu autour du brin témoin (A), au niveau dudit bloc, un faux mors tronconique (18) logé dans le trou tronconique correspondant et traversé li- brement par ledit brin témoin, ce faux mors servant de support successivement à la cellule dynamométrique (3) qui entoure le brin témoin et à un mors d'ancrage (5) dudit brin témoin, lui-même monté sur ladite cellule, 5. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le bloc d'ancrage perforé (2) est associé à une plaque (14) disposée à une petite distance de ce bloc, plaque perforée, d'une part, par un alésage de relativement grand diamètre (17) propre à recevoir et guider la tête du faux mors (18) et, d'autre part, par une pluralité d'alésages cylindriques (15) traversés avec un léger jeu par les différents brins autres que le brin témoin.