Brevet FR2673959A1 — publié le 19920918

Perfectionnements aux procédés et dispositifs pour don- ner des lonqueurs identiques aux différents brins cons- titutifs des haubans. L'invention est relative aux procédés et dispo- sitifs pour donner des longueurs identiques aux diffé- rents brins ou torons constitutifs des câbles ou haubans à torons multiples. Elle vise plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, la fabrication des haubans qui équipent les ponts comprenant un tablier et au moins un pylône, chacun de ces haubans étant tendu obliquement entre un point élevé d'un tel pylône et un point bas ancré sur un élément lié au tablier. Il importe bien entendu que la totalité des brins identiques constitutifs d'un même hauban soient soumis à des tensions identiques lors du travail de ce hauban. En effet, la tension globalement appliquée sur le hauban doit être telle que le seuil de fatigue ne soit atteint pour aucun des différents brins qui le constituent. Si donc l'un des brins est tendu plus que les autres, étant plus court que les autres, le seuil de fatigue en question est atteint pour ce brin plus vite que pour les autres, lors de la mise sous tension du hauban. Dans une telle hypothèse, le brin considéré est fragilisé avant que les performances optima des autres brins puissent être obtenues. Pour égaliser la valeur de la tension dans les différents brins constitutifs d'un hauban, on a déjà proposé de leur donner des longueurs identiques en les étendant horizontalement côte à côte et/ou entre deux repères prédéterminés et en coupant une extrémité de chacun de ces brins en un point déterminé avec précision par étalonnage. Dans la pratique, une telle méthode est diffi- cile à réaliser lorsque la longueur des brins à comparer est élevée et en particulier supérieure à 100 m. Il est rare en effet que l'on puisse disposer sur un chantier d'une aire de grande longueur suscepti- ble de recevoir les brins à étalonner et les opérations de déroulage et d'enroulage subséquentes nécessitées par une telle méthode sont particulièrement fastidieuses. De plus, l'étalonnage considéré exige une rela- tive précision, puisque la coupe doit être assurée avec une précision souvent supérieure à 1/10 000, savoir par exemple de l'ordre de quelques centimètres pour des lon- gueurs de brins qui peuvent atteindre ou même dépasser 500 m. Une telle précision est en particulier requise lorsque les brins considérés sont des torons protégés par des gaines. Les extrémités de ces torons doivent en effet être dénudées sur une petite longueur afin de rendre possible leur ancrage ultérieur, seules les âmes métal- liques de ces torons pouvant être efficacement saisies et serrées dans les mors d'ancrage: la portion de toron tendu dénudée qui est localisée entre un tel mors et l'extrémité coupée de la gaine est souvent logée dans une boite à graisse étanchée par un presse-étoupe et, si le brin est trop long, on risque de voir la gaine s'étendre jusqu'au niveau du mors d'ancrage alors que, si le brin est trop court, on risque de voir le presse- étoupe traversé par une portion dénudée du brin et non pas par une portion gainée de celui-ci. L'invention permet de remédier aux différents inconvénients des méthodes connues en proposant un pro- cédé particulièrement élégant et efficace qui n'exige aucun déroulage intermédiaire et rend possibles des coupes des brins successifs avec des longueurs coupées de brins très voisines. A cet effet, les procédés de détermination de longueur de brins successifs selon l'invention sont essentiellement caractérisés par la succession des opérations suivantes: on met en place, par déroulage à partir d'un rouleau, un premier tronçon de toron s'étendant oblique- ment entre un point élevé A et un point bas B disposé au voisinage du rouleau, avec une tension réduite, on détermine avec précision la valeur PO de l'un des paramètres P liés à la longueur exacte du tron- çon de toron ainsi suspendu et légèrement tendu entre les deux points A et B, on coupe l'extrémité, du premier tronçon con- sidéré ou "brin témoin", qui est disposée du côté du rouleau, en un point C bien déterminé voisin du point B, puis on tend tour à tour des brins déroulés successifs entre les deux points A et B jusqu'à ce que la valeur du paramètre P relative à chaque brin suspendu soit égale à Pot et on coupe à tour de rôle chacun des brins successifs au point C lorsque l'égalité ci-dessus men- tionnée est réalisée pour ce brin. Dans un mode de réalisation préféré, le para- mètre P lié à la longueur exacte de chaque brin suspendu et légèrement tendu est le niveau relatif H de l'un des points M dudit brin par rapport au niveau du point B, ledit point M étant situé à une distance horizontale donnée du point B, considérée vers le point A. Dans un autre mode de réalisation intéressant, le paramètre P lié à la longueur exacte de chaque brin suspendu et légèrement tendu est la tension exercée sur ce brin. Le point élevé A est de préférence situé sur un pylône, au voisinage d'un dispositif destiné à ancrer sur ce pylône l'extrémité supérieure du hauban constitué par les brins successifs coupés de la façon indiquée ci- dessus. 5 Pour ce qui est des dispositifs de mise en oeu- vre des procédés du genre en question, destinés à déter- miner les longueurs des brins successifs constitutifs d'un hauban, il sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce qu'ils comprennent:10 des moyens pour mettre en place successive- ment des tronçons de toron individuels entre les points A et B, moyens comprenant en position basse un rouleau et en position haute un dispositif d'attelage de chaque brin individuel et un dispositif de mise sous tension15 réduite et réglable des brins individuels successifs, des moyens pour mesurer avec précision le paramètre P lié à la longueur de chaque brin, et des moyens pour couper chaque brin en son point C. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des disposi- tions suivantes: le point M est disposé à une distance hori- zontale telle, du point B, que son niveau relatif H soit compris entre 1 et 3 m, les moyens de mesure sont agencés de façon à mesurer les niveaux relatifs H successifs des points M des brins et comprennent une toise graduée, l'origine de la graduation étant au niveau du point B et la portion30 supérieure de la toise étant, pour chaque mesure de ni- veau H, appliquée latéralement contre le brin considéré au niveau de son point M. 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 au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limi- tative. La figure 1, de ce dessin, montre une portion d'un pont à haubans à la construction duquel l'invention s' applique avec avantage. La figure 2 est un schéma explicatif de l'inven- tion. L'application ici envisagée est la construction d'un pont de grande longueur dont le tablier 1 est supporté par au moins une nappe verticale de haubans inclinés 2 dont les extrémités supérieures sont ancrées sur un pylône 3. Chaque hauban 2, dont la longueur peut atteindre ou même dépasser 500 m, est formé par un faisceau de brins ou torons individuels 4 parallèles juxtaposés latéralement. Dans les modes de réalisation préférés, chaque toron 4 est lui-même d'un type "auto-protégé", c'est-à- dire constitué par un ensemble de fils métalliques tor- sadés enrobé par une gaine protectrice, généralement en polyéthylène. Vu le poids et l'encombrement des torons en question, dont le diamètre est généralement au moins égal à 2 cm, et le nombre, de ces torons, qui composent chacun des haubans considérés, nombre qui est en général supérieur à la dizaine, lesdits haubans sont en général fabriqués sur le site par déroulement successif de leurs brins constitutifs à partir d'au moins un rouleau, avec traction de leurs extrémités libres jusqu'en un point haut du pylône voisin de leur point d'ancrage définitif, puis coupe de ces brins au niveau de leurs extrémités voisines du rouleau de dévidage, mise en place des brins successifs ainsi découpés avec juxtaposition latérale35 mutuelle, mise sous tension individuelle des brins mis en place et ancrage des extrémités des brins tendus. La coupe des brins successifs doit être exécutée de façon telle que les longueurs respectives de ces brins soient identiques. A cet effet, la demanderesse a eu l'idée d'ex- ploiter l'ensemble des deux constatations suivantes: si l'on fait varier la longueur d'un brin de câble suspendu librement entre deux points fixes, sa flèche varie beaucoup plus que sa longueur: en d'autres termes, si l'on suspend librement à tour de rôle deux tronçons distincts d'un même câble entre deux points fixes donnés, il suffit d'égaliser les flèches de ces deux brins avec une certaine approximation pour obtenir une égalisation beaucoup plus fine des longueurs de ces deux brins, par ailleurs, au cours du procédé de fabri- cation de hauban ci-dessus décrit, chaque tronçon de toron déroulé est, juste avant sa coupe, librement sus- pendu entre un premier point haut de pylône et un second point bas voisin du rouleau de dévidage: on peut donc facilement détecter la flèche correspondant à une dis- tance horizontale appropriée du point bas. Il suffit alors d'ajuster cette flèche en ré- glant le degré de la tension appliquée sur le brin con- sidéré de façon à égaliser ladite flèche à une valeur étalon initiale pour donner aux brins successifs des longueurs qui sont égales entre elles avec une très grande précision, juste avant leurs coupes respectives. C'est une telle mesure qui est schématisée sur la figure 2. On voit sur cette figure 2 un brin ou toron individuel 4 déroulé à partir d'un rouleau 5 monté sur le tablier 1 du pont à haubaner, brin légèrement tendu, par un treuil 6 ou analogue monté sur le pylône 3, entre un point haut A de ce pylône et un point bas B voisin du rouleau 5 et défini par un organe de guidage 7. Vu son poids, le brin 4 ne s'étend pas rigoureu- sement selon le segment de droite AB, mais selon une courbe inférieure qui est d'autant plus écartée de ce segment AB que la tension exercée par le treuil 6 est 5 plus faible, ou, ce qui revient au même, que la longueur réelle développée L, dudit brin 4, comprise entre les deux points A et B est plus grande. On a représenté en 4 ' la forme donnée au brin considéré s'il est soumis à une tension un peu plus forte que précédemment ou, ce qui revient au même, si sa longueur développée est un peu plus courte et alors égale à L-d L. Il est à noter que la flèche résultante, c'est- à-dire la distance entre le segment ou corde AB et le point, du brin 4 ou 4 ' considéré, le plus éloigné de cette corde, varie dans une proportion beaucoup plus importante que la longueur développée L dudit brin. C'est ainsi que, pour une longueur L de brin de l'ordre de 500 m, présentant une inclinaison moyenne sur l'horizontale de l'ordre de 25, et soumise à une ten- sion de l'ordre de 2 à 3 tonnes, la flèche est de l'or- dre de 15 m et qu'une variation de cette flèche égale à 10 cm se traduit par une variation de longueur de l'or- dre de 1 cm seulement pour le brin considéré. On dispose donc là d'un moyen extrêmement simple et sûr pour déterminer avec précision les longueurs successives des brins tendus entre les deux points A et B. Il suffit en effet d'égaliser sensiblement les flèches de ces brins successifs pour être assuré que leurs longueurs développées sont égales entre elles avec une grande précision relative. Dans la pratique on mesure non pas la flèche elle-même du brin 4 tendu, mais une hauteur H qui est directement liée à cette flèche. Cette hauteur H est le niveau relatif, par rap- port à celui du point bas B, d'un point M du brin 4 qui est disposé à une longueur horizontale D dudit point B, comptée en direction du pylône 3. Au point repère R, du tablier 1, qui est disposé à l'aplomb du point M, on dispose un instrument de mesure de la hauteur H de ce point M. Cet instrument est avantageusement une toise 8 qui porte des graduations 9 et qui est disposée verti- calement selon la droite RM. On voit sur la figure 2 que les différences de flèche entre les brins 4 et 4 ' se traduisent par des différences de niveau du point M: pour le point M' correspondant au brin 4 ' ci-dessus la hauteur mesurée est H+d H_ Pour mettre en oeuvre le procédé de détermina- tion de longueur de brins successifs 4, on procède alors comme suit. Un premier brin 4 ou "brin témoin" est déroulé à l'aide du treuil 6 et légèrement tendu entre les points A et B et l'on note la valeur H O de la hauteur H, de son point M, disposé à l'aplomb du point R. On coupe alors le brin témoin considéré en un point bas C voisin du point B et on accroche provisoire- ment ses deux extrémités de toute manière désirable au voisinage des deux points A et B. On déroule ensuite à l'aide du treuil 6 à partir du rouleau 5, un nouveau brin 4 jusqu'à ce qu'il soit légèrement tendu entre les deux points A et B, et l'on applique latéralement la toise 8 contre ce brin. On ajuste la traction exercée par le treuil 6 sur ce nouveau brin de façon telle que la hauteur de son point M disposé à l'aplomb du point R et horizontalement en regard de la toise 8 soit égale à la valeur Ho préa- lablement déterminée. Ce réglage peut être réalisé avec une grande précision. On coupe alors ce nouveau brin au niveau du point C comme le précédent. La longueur du second brin ainsi coupé est égale à celle du brin témoin avec une très grande précision. On procède de la même façon pour les brins sui- vants en prenant les dispositions nécessaires pour que, après la coupe de chaque brin, les extrémités de celui- ci soient accrochées provisoirement au voisinage des10 deux points A et B jusqu'à la fabrication proprement dite du hauban qui fait intervenir essentiellement une juxtaposition latérale des différents brins coupés et la mise sous tension individuelle définitive de ces brins avec ancrage de leurs extrémités au voisinage des points15 A et B. La toise 8 peut être associée à des moyens, par exemple du type optique et électrique, pour déterminer automatiquement l'instant o la hauteur H du point M de- vient égale à la valeur désirée Hol ladite égalité pou-20 vant se traduire par l'émission d'un signal lumineux ou sonore. La distance D est choisie de façon telle que la hauteur H puisse être facilement mesurée. Dans la pratique, et pour les valeurs indiquées ci-dessus d'une longueur de brin de l'ordre de 500 m avec une inclinaison de l'ordre de 25 ', les cotes D et H sont respectivement de l'ordre de 2 à 6 m et de 1 à 3 m et il suffit d'assurer la détermination de la cote H à 5 mm près pour obtenir sur les longueurs développées des brins successifs des précisions de l'ordre de 2 cm. Bien entendu, si l'emplacement réel de l'un au moins des points A et B varie au cours de la détermina- tion de longueur des différents brins constitutifs d'un hauban donné, il convient d'en tenir compte.35 A titre d'exemple, si le point B est disposé sur le tablier d'un pont et si les brins coupés successi- vement sont mis sous tension à tour de rôle, pour cons- tituer un hauban et contribuer à la suspension dudit tablier, le niveau du point B peut s'élever progressi- 5 vement. Cette élévation progressive peut être connue avec précision et on peut la compenser en augmentant progressivement l'écart horizontal entre le point B et le pylône 3: pour l'exemple numérique donné ci-dessus,10 l'accroissement d'écart horizontal serait de l'ordre de 36 cm pour une élévation de 1 m du point B. Comme dit plus haut, l'invention s'applique de préférence au cas o les différents brins individuels 4 sont constitués par des torons auto-protégés: on voit15 en 10 sur la figure 2 un dispositif permettant de dénu- der les extrémités de tels brins successifs. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement des procédés et dispositifs permettant de donner des longueurs iden-20 tiques aux différents brins constitutifs de haubans, procédés et dispositifs dont la mise en oeuvre et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. 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, notamment: celles o les moyens de mesure du niveau re- latif du point M de chacun des brins individuels succes- sifs seraient constitués autrement que par une toise verticale, notamment par un niveau de géomètre ou théo- dolite, et celles o le paramètre mesuré avec préci- sion et lié à la longueur exacte de chaque brin suspendu à couper serait autre qu'une longueur, étant par exemple la tension appliquée sur le brin suspendu considéré. 1 1 REVENDICATIONS 1 Procédé pour donner des longueurs identiques aux différents brins ( 4) constitutifs d'un hauban ( 2), caractérisé par la succession des opérations suivantes: on met en place, par déroulage à partir d'un rouleau ( 5), un premier brin ( 4) s'étendant obliquement entre un point élevé A et un point bas B disposé au voisinage du rouleau, avec une tension réduite, on détermine avec précision la valeur PO de l'un des paramètres P liés à la longueur exacte du brin ainsi suspendu et légèrement tendu entre les deux points A et B, on coupe l'extré- mité, du premier brin considéré ou "brin témoin", qui est disposée du côté du rouleau, en un point C bien déterminé voisin du point B, puis on tend tour à tour des brins déroulés successifs ( 4) entre les deux points A et B jusqu'à ce que la valeur du paramètre P relative à chaque brin suspendu soit égale à Pot et on coupe à tour de rôle chacun des brins successifs au point C lorsque l'égalité ci-dessus mentionnée est réalisée pour ce brin. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre P lié à la longueur exacte de chaque brin suspendu et légèrement tendu ( 4) est le niveau relatif H de l'un des points M dudit brin par rapport au niveau du point B, ledit point M étant situé à une distance horizontale donnée du point B, considérée vers le point A. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre P lié à la longueur exacte de chaque brin suspendu et légèrement tendu est la tension exercée sur ce brin. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que le point élevé A est situé sur un pylône ( 3), au voisinage d'un dispo- sitif destiné à ancrer sur ce pylône l'extrémité supé- rieure du hauban ( 2) constitué par les brins successifs ( 4) coupés de la façon indiquée ci-dessus. 5 Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, destiné à déterminer les longueurs des brins successifs ( 4) cons- titutifs d'un hauban ( 2), caractérisé en ce qu'il com- prend des moyens pour mettre en place successivement des brins individuels entre les points A et B, moyens com- prenant en position basse un rouleau ( 5) et en position haute un dispositif ( 6) d'attelage de chaque brin indi- viduel et un dispositif de mise sous tension réduite et réglable des brins individuels successifs; des moyens pour mesurer avec précision le paramètre P lié à la longueur de chaque brin; et des moyens pour couper cha- que brin en son point C. 6 Dispositif selon la revendication 5, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le point M est disposé à une distance horizontale telle, du point B, que son niveau relatif H soit compris entre 1 et 3 m. 7 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 5 et 6, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure sont agencés de façon à mesurer les niveaux rela- tifs H successifs des points M des brins et comprennent une toise graduée ( 8), l'origine de la graduation ( 9) étant au niveau du point B et la portion supérieure de la toise étant, pour chaque mesure de niveau H, appli- quée latéralement contre le brin considéré ( 4) au niveau de son point M.