Brevet FR2691737A1 — publié le 19931203

i Perfectionnements aux dispositifs pour effectuer des ancrages intermédiaires sur des câbles de précontrainte. L'invention concerne les ouvrages en béton qui sont précontraints à l'aide de câbles ancrés à leurs deux extrémités sur ces ouvrages, lesdits câbles étant composés de torons ou fils multiples. Elle vise plus particulièrement les dispositifs qui sont destinés à ancrer sur un élément intermédiaire constitutif d'un tel ouvrage une partie de l'effort utile d'un tel câble. Un tel ancrage intermédiaire est par exemple utile lors de la construction d'un ouvrage en béton tel que la poutre 1 schématisée sur la figure 1, comprenant une pluralité de traverses de renforcement 2 séparées par des espaces ou volumes d'air 3 et précontraint par des câbles de précontrainte 4, chaque câble traversant successivement ces traverses et ces espaces, et les traversées des traverses par les câbles étant effectuées dans des tubes rendant possibles les glissements relatifs des câbles par rapport au béton. Dans un tel ouvrage, les deux extrémités A et B du câble 4 sont ancrées sur deux portées d'extrémité et il peut être requis de rendre solidaire d'une traverse intermédiaire, telle que celle désignée par la référence 21, la portion, du câble 4, voisine de cette traverse. Une telle solidarisation assure une répartition de la précontrainte plus apte à s'opposer aux sollicitations en service de l'ouvrage, ce qui améliore le comportement de ce dernier. Les dispositifs qui ont été proposés jusqu'à ce jour pour assurer de tels ancrages intermédiaires compren- nent essentiellement deux plaques d'ancrage perforées chacune par une pluralité d'alésages tronconiques propres à recevoir chacun l'un des torons du câble à ancrer avec interposition de deux mors tronconiques fendus à conver- gences opposées. Ces dispositifs connus présentent un certain nombre d'inconvénients et en particulier les suivants: leur mise en oeuvre exige un enfilage préalable individuel de chacun des torons à l'intérieur des alésages et mors d'ancrage qui lui sont affectés, ce qui est une opération longue et fastidieuse, surtout si elle doit être répétée plusieurs fois pour chaque toron, le câble est fortement dilaté dans la zone d'ancrage en raison de la nécessité de placer transver- salement entre les différents torons les mors et leurs logements, ce qui impose la mise en place d'organes de déviation. L'invention a pour but, entre autres, de supprimer ces inconvénients. A cet effet, les dispositifs d'ancrage inter- médiaire selon l'invention sont essentiellement carac- térisés en ce qu'ils comportent: une pluralité de plaques rainurées disposées parallèlement les unes aux autres entre les différentes nappes de torons constituant le câble de façon telle que chaque toron soit logé jointivement dans deux rainures en regard comprises respectivement par deux plaques con- tiguës, deux mâchoires appliquées respectivement contre les plaques d'extrémité de la pile constituée par les différentes plaques mises en place entre les torons, mâchoires solidarisées longitudinalement, c'est-à-dire selon la direction longitudinale du câble, avec l'élément intermédiaire sur lequel on désire ancrer le câble, et des moyens pour rapprocher mutuellement les deux mâchoires perpendiculairement à la direction lon- gitudinale du câble de façon à serrer les unes contre les autres les nappes de torons et les plaques. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes l'ensemble empilé des plaques rainurées mises en place entre les différents torons du câble présente la forme générale d'une galette cylindrique de révolution, les faces intérieures des rainures propres à recevoir les torons sont striées transversalement de façon à réduire les possibilités de glissement longitudinal relatif entre les torons et les plaques, les fonds des rainures sont évidés par des gorges longitudinales étroites de façon à conférer aux plaques une certaine élasticité favorisant l'efficacité de leur application contre les torons, chaque mâchoire est solidarisée longitudinale- ment avec l'élément intermédiaire à l'aide d'au moins un tirant présentant un pied solidaire dudit élément et une tête filetée qui traverse la mâchoire et coopère avec deux écrous encadrant longitudinalement cette mâchoire, la solidarisation entre chaque pied de tirant et l'élément intermédiaire est réalisée à l'aide d'un raccord sur lequel ledit pied est monté de façon amovible, le rapprochement mutuel transversal des mâchoires est au moins maintenu par vissage de boulons transversaux, la pression du serrage transversal exercé sur les mâchoires avant le vissage de maintien des boulons transversaux est réglable, pour rétablir la continuité de la gaine qui délimite extérieurement le câble au niveau de la zone, de ce câble, qui est dénudée pour exécuter l'ancrage inter- médiaire, on prévoit deux fourrures tubulaires entourant le câble et s'étendant chacune entre les mâchoires et une extrémité coupée de ladite gaine. 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 aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ces dessins, montre, comme déjà précédemment indiqué, une poutre en béton armée par un câble de précontrainte, une zone intermédiaire de ce câble étant ancrée sur une traverse intermédiaire constitutive de ladite poutre, et ledit ancrage étant exécuté conformé- ment à l'invention. La figure 2 montre partiellement et plus en détail la traverse intermédiaire et le dispositif d'ancrage intermédiaire de la figure 1. Les figures 3 et 4 montrent à plus grande échelle le même dispositif, respectivement en vue en bout selon la flèche III de la figure 4 et en coupe transversale selon IV-IV, figure 3. Les figures 5 et 6 montrent enfin à encore plus grande échelle, respectivement en vue en bout et en coupe partielle selon VI-VI, figure 5, les plaques rainurées comprises par le dispositif d'ancrage intermédiaire ci- dessus. D'une façon générale, on se propose d'ancrer, sur un élément intermédiaire 21 d'un ouvrage en béton 1, au moins une zone intermédiaire d'un câble de précontrainte 4 destiné à être tendu entre deux points distants A et B dudit ouvrage, ledit câble étant constitué par un faisceau de torons parallèles 5, généralement torsadés. A cet effet, on a recours à un dispositif qui permet de saisir la zone à fixer du câble latéralement, après mise en place de ce câble dans l'ouvrage, mais avant sa mise sous tension, sans qu'il soit aucunement néces- saire de procéder à de quelconques enfilages préablables individuels des torons constitutifs du câble dans des organes annulaires ou tubulaires de blocage. Ce dispositif comprend: une succession de plaques 6 d'entretoisement propres à être insérées transversalement et jointivement entre les nappes de torons 5 successives et évidées à cet effet sur leurs deux faces par des rainures 7 présentant des profils sensiblement complémentaires de ceux des torons 5, deux mâchoires 8 et 9 propres à encadrer transversalement la pile des plaques 6 mises en place entre les torons, des tirants 10 qui solidarisent longitudinale- ment, c'est-à-dire selon la direction longitudinale L du câble 4, les mâchoires avec l'élément 2, et des moyens schématisés par les flèches 11 pour rapprocher mutuellement les mâchoires l'une de l'autre de manière à solidariser entre elles par serrage les nappes de torons 5 et les plaques 6. Comme visible sur les figures 3 à 5, l'ensemble des plaques rainurées 6 mises en place entre les nappes de torons 5 forme une sorte de galette cylindrique de révolution et le bord de cette galette est emprisonné axialement et radialement dans une gorge annulaire 12 de profil exactement complémentaire évidé dans les mâchoires 8 et 9. Les pieds des tirants 10 sont solidarisés avec l'élément 21. Cette solidarisation des pieds des tirants 10 avec l'élément 21 peut être réalisée par encastrement direct des extrémités de ces pieds dans cet élément. Elle peut être également obtenue en raccordant lesdits pieds à des racines encastrées dans l'élément 21 par l'intermédiaire de pièces de raccordement R sur lesquelles ces pieds peuvent être assemblés d'une manière facilement amovible. Quant aux têtes des tirants 10, elles sont filetées, traversent les mâchoires 8 et 9 et sont solida- risées avec ces dernières par vissage sur chacune de ces têtes de deux écrous 13 et 14 enserrant entre eux lesdites mâchoires (figure 4). Pour réduire les possibilités de glissement entre les fonds des rainures 7 et les torons 5 logés dans ces rainures, on pratique avantageusement dans ces fonds des stries transversales 15 (figure 6). Pour assurer une bonne application des plaques rainurées 6 contre les torons 5, on évide avantageusement dans les fonds des rainures 7 des gorges longitudinales étroites 16, ce qui confère auxdites plaques une certaine souplesse permettant une bonne adaptation aux tolérances diamétrales des torons. Pour simplifier les dessins, on n'a représenté sur les figures 3 et 5 que quelques-unes des gorges 16, mais de telles gorges sont de préférence évidées au fond de toutes les rainures 7. C'est également pour simplifier les dessins que l'on n'a représenté sur les figures 3 et 5 que quelques torons 5 décomposés en leurs fils constitutifs, ici au nombre de sept, les autres torons étant schématisés par de simples cercles. Le rapprochement transversal des mâchoires 8 et 9 est réalisé de préférence à l'aide d'un vérin approprié (non représenté) et l'état serré finalement obtenu de l'ensemble des nappes de torons 5 et des plaques 6 est ensuite facilement conservé par vissage de boulons appropriés 17 traversant des alésages lisses 18 de la mâchoire 8 dans des alésages filetés 19 de la mâchoire 9, la pression du vérin n'étant relâchée qu'après un tel vissage. Les plaques rainurées 6 sont avantageusement constituées par de l'acier moulé en cire perdue, la surface desdites plaques étant de préférence durcie par un traitement thermochimique. On voit encore sur la figure 2 des fourrures ou tronçons tubulaires 20 qui servent à rétablir la con- tinuité de l'étanchéité entre, d'une part, les extrémités coupées de la gaine 21 enveloppant les torons 5 et, d'autre part, les mâchoires 8 et 9, après exécution de l'ancrage intermédiaire sur l'élément 21. Pour exécuter un tel ancrage intermédiaire, on procède comme suit. Initialement le câble 4 à torons multiples 5 est mis en place dans l'ouvrage 1, y compris ses deux ex- trémités A et B, l'élément 2, étant traversé avec pos- sibilité de glissement de la gaine 21 qui délimite extérieurement le câble dans un tube de guidage, par exemple métallique. On dégage alors une petite longueur du câble en découpant sa gaine 21 en correspondance. Puis on introduit transversalement les plaques 6 entre les portions dégainées des torons 5 qui ne sont alors pas encore tendus. Après avoir complété la "galette" formée par les différentes plaques 6, on met en place les mâchoires 8 et 9, d'une part, en coiffant latéralement la galette par ces mâchoires et, d'autre part, en introduisant longitudinale- ment dans celles-ci les tirants 10. La mise en place longitudinale des mâchoires sur les tirants est ensuite complétée par serrage des écrous 13 et 14. Lors de ladite mise en place des mâchoires, la position transversale de celles-ci correspond déjà à une application transversale jointive, c'està-dire avec contact, mais sans serrage, entre les différents éléments rigides destinés à être ultérieurement serrés transver- salement les uns contre les autres: il n'est donc pas nécessaire de prévoir une possibilité de déplacement transversal des mâchoires par rapport aux tirants, la légère flexibilité de ces tirants étant tout à fait suffisante pour absorber par elle-même les très faibles déplacements transversaux mutuels des mâchoires dus au serrage ultérieur. On met alors sous tension le câble 4 entre les dispositifs d'ancrage extrêmes A et B. Puis, cette tension étant maintenue, on procède au serrage du dispositif d'ancrage intermédiaire C (figure 1), c'est-à-dire au rapprochement mutuel des mâchoires de la manière indiquée ci-dessus, en faisant intervenir successivement la pression d'un vérin, puis le serrage des boulons 17 et enfin le dégagement du vérin. L'ancrage intermédiaire désiré entre la portion dégainée du câble 4 et l'élément 21 est alors réalisé. On rétablit ensuite la continuité de l'étanchéité qui était préalablement réalisée par la gaine 21 autour de ladite portion dégainée en faisant coulisser les fourrures 20 et en scellant les extrémités de ces four- rures respectivement sur la gaine 21 et sur les mâchoires 8 et 9, après quoi l'on peut procéder à l'injection d'une cire de protection ou produit analogue à l'intérieur de la gaine 21 ainsi complétée à nouveau. Il importe de noter que le dispositif d'ancrage intermédiaire ci-dessus décrit permet de moduler l'effort d'ancrage intermédiaire appliqué en tout point inter- médiaire C du câble 4 entre les limites extrêmes Q et % de la tension appliquée sur ce câble entre ses extrémités A et B. Il suffit à cet effet de régler la pression du serrage transversal exercé sur les mâchoires 8 et 9 par le vérin, laquelle pression est appliquée directement aux plaques 6, sans faire appel à aucun système à coincement conique du genre de ceux habituellement prévus, dont l'efficacité dépend, d'une part, des coefficients de frottement des surfaces en contact mutuel et, d'autre part, des tolérances de fabrication. Bien entendu, il est possible de procéder à de tels ancrages intermédiaires en plusieurs points distincts d'un même câble. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour ancrer sur un élément inter- médiaire ( 21) d'un ouvrage en béton ( 1) une partie de l'effort utile d'un câble de précontrainte ( 4) composé de torons multiples ( 5), caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de plaques rainurées ( 6) disposées parallèlement les unes aux autres entre les différentes nappes de torons constituant le câble de façon telle que chaque toron ( 5) soit logé jointivement dans deux rainures en regard ( 7) comprises respectivement par deux plaques contiguës, deux mâchoires ( 8,9) appliquées respectivement contre les plaques d'extrémité de la pile constituée par les dif- férentes plaques mises en place entre les torons, mâ- choires solidarisées longitudinalement, c' est-à-dire selon la direction longitudinale du câble, avec l'élément inter- médiaire ( 2,), et des moyens ( 11) pour rapprocher mu- tuellement les deux mâchoires perpendiculairement à la direction longitudinale du câble de façon à serrer les unes contre les autres les nappes de torons et les plaques. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'ensemble empilé des plaques rainurées ( 6) mises en place entre les différents torons ( 5) du câble ( 4) présente la forme générale d'une galette cylindrique de révolution. 3 Dispositif selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que les faces intérieures des rainures ( 7) propres à recevoir les torons ( 5) sont striées transversalement (en 15) de façon à réduire les possibilités de glissement longitudinal relatif entre les torons et les plaques. 4 Dispositif selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que les fonds des rainures ( 7) sont évidés par des gorges longitudinales étroites ( 16) de façon à conférer aux plaques ( 6) une il certaine élasticité favorisant l'efficacité de leur application contre les torons. Dispositif selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que chaque mâchoire ( 8,9) est solidarisée longitudinalement avec l'élément intermédiaire ( 2 j) à l'aide d'au moins un tirant ( 10) présentant un pied solidaire dudit élément et une tête filetée qui traverse la mâchoire et coopère avec deux écrous ( 13,14) encadrant longitudinalement cette mâchoire. 6 Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que la solidarisation entre chaque pied de tirant ( 10) et l'élément intermédiaire ( 2,) est réalisée à l'aide d'un raccord (R) sur lequel ledit pied est monté de façon amovible. 7 Dispositif selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que le rapproche- ment mutuel transversal des mâchoires est au moins maintenu par vissage de boulons transversaux ( 17). 8 Dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce que la pression du serrage transversal exercé sur les mâchoires ( 8,9) avant le vissage de maintien des boulons transversaux ( 17) est réglable. 9 Dispositif selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que, pour rétablir la continuité de la gaine ( 21) qui délimite extérieurement le câble ( 4) au niveau de la zone, de ce câble, qui est dénudée pour exécuter l'ancrage inter- médiaire, il comprend deux fourrures tubulaires ( 20) entourant le câble et s'étendant chacune entre les mâchoires ( 8,9) et une extrémité coupée de ladite gaine.