Brevet FR2741097A1 — publié le 19970516

Perfectionnements aux Pièces d'ancrage pour câbles de nrécontrainte et aux dispositifs pour leur mise en oeuvre. L'invention est relative aux pièces d'ancrage pour les câbles qui sont destinés à assurer la précontrainte d'un ouvrage en béton et elle vise plus particulièrement, parmi ces pièces, celles affectées à l'ancrage des câbles plats, c'est-à-dire constitués par des nappes de torons juxtaposés côte à côte. Le recours à de tels câbles plats est intéressant en particulier lorsque l'ouvrage en béton à équiper se présente sous la forme d'une dalle relativement mince, comme c'est le cas notamment pour les tabliers de ponts et les planchers. Dans les modes de réalisation connus, les pièces d'ancrage du genre en question comprennent deux éléments séparés, savoir - d'une part, une trompette, souvent appelée "tromplaque", comportant une portion élargie et plate qui prend appui sur l'ouvrage en béton et une portion rétrécie formant boîter de réception et de guidage pour l'extrémité évasée à ancrer du câble, ledit boîtier comprenant luimême une collerette extérieure qui prend appui sur l'ouvrage, - et d'autre part, un bloc perforé appliqué contre la portion élargie de la trompette et évidé par des logements tronconiques propres à recevoir chacun jointivement une clavette fendue d'ancrage entourant elle-même l'extrémité dénudée de l'un des torons du câble. La séparation des deux éléments constitutifs de ces pièces était considérée comme inévitable du fait que, dans la pratique, il est parfois nécessaire d'enfiler les torons dans les logements du bloc à partir de l'intérieur de l'ouvrage en béton, après bétonnage de celui-ci. En effet, si le bloc perforé fait corps avec la trompette, comme cette dernière est alors noyée dans le béton durci, il n'est plus possible d'avoir accès à la face intérieure, du bloc, disposée du côté de l'ouvrage en béton, et donc de guider isolément les différents torons vers leurs logements respectifs : l'amovibilité du bloc rend au contraire possible l'accessibilité de ladite face intérieure du bloc, et donc l'enfilage des différents torons dans leurs logements respectifs. Avec une telle construction en deux éléments, le montage de la pièce d'ancrage exige des opérations spéciales de stockages multiples, de mise en place, d'assemblage... L'invention a pour but, entre autres, de supprimer ces inconvénients. A cet effet, la pièce d'ancrage du câble plat selon l'invention comprend encore une trompette et un bloc perforé tels que définis ci-dessus et elle est essentiellement caractérisée en ce que cette trompette et ce bloc forment une pièce moulée unique destinée à être noyée dans le béton de l'ouvrage à précontraindre. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours encore à l'une et/ou à l'autre des dispositons suivantes - les axes des logements tronconiques évidés dans le bloc sont parallèles entre eux et perpendiculaires au plan définissant la face extérieure de la pièce, - les logements tronconiques évidés dans le bloc sont répartis en quinconce et l'axe de chacun de ces logements est situé dans le même plan longitudinal, perpendiculaire au plan moyen du câble plat, que l'axe du toron correspondant de ce câble, - la pièce d'ancrage comprend, venue de moulage avec elle et faisant saillie sur sa face extérieure, une nervure qui présente un profil aiguisé, de préférence triangulaire, et qui forme une boucle continue autour des orifices des logements évidés dans le bloc, - une ouverture latérale est évidée dans la pièce d'ancrage pour permettre l'introduction dans celle-ci d'un produit de protection pour les torons. La construction monobloc ici revendiquée est rendue possible par le fait que, en tenant compte de la forme plate du câble à ancrer, la demanderesse a pu mettre au point des dispositifs permettant de guider indépendamment les différents torons vers leurs logements respectifs sans avoir accès à la face intérieure de la pièce, et ce même après bétonnage de l'ouvrage. L'invention vise également de tels dispositifs, lesquels comprennent avantageusement - d'une part, si n est le nombre des torons constitutifs du câble plat, n-l doigts cylindriques allongés de longueurs différentes introductibles dans la pièce, à partir de l'extérieur de celle-ci, à travers différents logements du bloc, jusqu'à l'extrémité plate du câble, de façon à occuper les places encore vacantes affectées aux tronçons terminaux des torons sauf une, les têtes desdits doigts étant conformées de façon à guider alors l'extrémité de toron correspondant à la seule place vacante restante, extrémité coiffée par un doigt aminci d'enfilage, jusqu'à ladite place vacante à une petite distance du bloc, - et d'autre part, un ensemble allongé télescopique également introductible dans la pièce, à partir de l'extérieur de celle-ci, à travers le logement du bloc qui reste alors seul non occupé, ensemble constitué par un tube entourant une tige et terminé par une tulipe à pétales expansibles et rétractables propre à venir entourer le doigt d'enfilage qui coiffe l'extrémité de toron parvenue à la susdite place vacante de façon à guider cette extrémité pour la fin de sa trajectoire d'enfilage, les pétales étant montés de façon telle sur la tige et/ou le tube que leurs expansions et rétractions soient commandables par de simples déplacements longitudinaux de la tige par rapport au tube. L'invention comprend, mises à part ces dispositions 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 limitative. La figure 1, de ce dessin, montre en coupe verticale selon I-I, figure 2, une pièce d'ancrage d'un câble plat établie selon l'invention telle que mise en place dans un ouvrage en béton, avec l'extrémité ancrée dudit câble. La figure 2 montre le même ensemble en coupe horizontale selon Il, figure 1, mais avec seulement deux torons ancrés, la portion haute de cette figure correspondant au montage de l'ensemble dans le coffrage de l'ouvra- ge, avant son bétonnage et la portion basse montrant ledit ensemble après bétonnage. La figure 3 montre la pièce d'ancrage ci-dessus vue en bout, selon la flèche III de la figure 2. La figure 4 est une coupe transversale du câble plat selon IV-IV, figure 1. La figure 5 montre semblablement à la portion basse de la figure 2 la même pièce d'ancrage équipée d'un dispositif établi selon l'invention pour y enfiler les torons après bétonnage. On se propose ici d'ancrer sur une face F d'un ouvrage en béton 1 l'extrémité d'un câble plat 2 constituée par une nappe de torons 3 juxtaposés horizontalement côte à côte. Le nombre de torons 3 est en général au moins égal à deux : il est égal à quatre dans le mode de réalisation illustré. Chaque toron 3 peut être à volonté d'un type individuellement gainé graissé, étant alors, le cas échéant, directement noyé dans le béton. Dans le mode de réalisation illustré, chaque toron 3 est constitué par un élément métallique logé dans une gaine 4 dite plate avec interposition d'une couche protectrice 5 constituée notamment par un coulis de ciment. Pour réaliser l'ancrage, on a recours à une pièce monobloc en fonte 6 comprenant - d'une part, un manchon convergent 7 dont l'ouverture rétrécie se trouve du côté de la plus grande partie du câble 2, - et d'autre part, un bloc perforé 8 obturant l'ouverture élargie du manchon 7. Le bloc 8 est prolongé transversalement au-delà du manchon 7, surtout horizontalement, par des ailes visibles en 81 sur les figures 2 et 5, de façon à former une plaque propre à prendre appui sur l'ouvrage 1. Cette fonction d'appui est épaulée par au moins une collerette 9 qui entoure au moins en partie le manchon 7 et qui s'étend surtout horizontalement au-delà des deux flancs latéraux dudit manchon. Les perforations évidées dans le bloc 8 sont des trous 10 au moins partiellement tronconiques destinés à recevoir jointivement des clavettes fendues 11 constituant, d'une façon connue en soi, des mors d'ancrage pour les extrémités dénudées des torons 3, qui les traversent de part en part. L'extrémité rétrécie verticalement ou "nez" du manchon 7 est raccordée à la gaine plate 4 du câble 2 par l'intermédiaire d'un raccord 12 qui pourrait être prismatique, mais qui est ici rétréci en direction de ladite gaine 4, mais seulement selon la direction verticale : le contour apparent de ce tronçon 12, vu en plan, est rectangulaire ainsi que visible sur la figure 2. Le recours à un tel raccord 12 pourrait être inutile dans le cas notamment où un espace vertical suffisant est réservé entre les torons 3 et leur gaine 4, Les tronçons terminaux, des torons 3, qui sont contenus dans le manchon 7 et le raccord 12, sont légèrement déviés, mais seulement en direction verticale de façon telle que l'on puisse évider dans le bloc 8 les différents logements 10 sans que les portions les plus évasées de ces logements empiètent les unes sur les autres, des pontets suffisamment épais étant ménagés entre ces portions pour assurer un support suffisamment résistant de chacun des mors 11, et ce bien que, dans le câble plat 2, lesdits torons soient juxtaposés horizontalement côte à côte. Il en résulte que les différents logements 10 débouchent dans la face externe du bloc 8 selon une répartition en quinconce, comme visible sur la figure 3. Les longueurs cumulées du manchon 7 et du raccord 12 sont calculées de façon telle que l'angle formé par chacun des tronçons terminaux déviés de torons 3 sur le plan moyen général du câble 4, qui est ici horizontal, ne dépasse pas 3 à 4 . Au lieu d'être situés dans les prolongements des tronçons terminaux divergents des torons associés, comme il est usuel, les axes des logements 10 des mors 11 sont ici de préférence parallèles entre eux et horizontaux. De ce fait, les tractions exercées sur les différentes extrémités de torons d'un même câble juste avant ancrage peuvent être effectuées d'un seul coup, à l'aide de vérins multitorons, alors que les inclinaisons divergentes des axes selon les solutions antérieurement connues exigaient le recours successif à des vérins individuels monotorons. C'est là un avantage important de la présente invention. On voit encore sur les figures 1 et 3, un orifice 13 évidé dans la partie supérieure du manchon 7 et communiquant avec l'extérieur de l'ouvrage 1 par un conduit 14 dont la base est introduite dans ledit orifice. On peut ainsi introduire à l'intérieur dudit manchon 7 un produit de protection des torons, ce produit étant notamment un coulis de ciment si les torons sont directement protégés à l'aide d'un tel coulis à l'intérieur de la gaine 4 ou une cire ou graisse si les torons sont d'un type gainé graissé, ladite cire ou graisse ayant alors pour but de protéger les extrémités dénudées de ces torons, seules de telles extrémités dénudées pouvant être serrées avec efficacité par les mors 11 : dans ce dernier cas, un tampon presse-étoupe (non représenté) peut être disposé dans le manchon 7, près de sa sortie, tampon traversé par des portions gainées de torons et assurant une fermeture étanche de la chambre intérieure au manchon vis-à-vis du ciment de bétonnage ou du coulis d'injection. On voit également sur la figure 2 un coffrage en bois 15, 16 sur lequel la pièce d'ancrage 6 est fixée avant bétonnage de l'ouvrage 1 à l'aide de systèmes boulons-écrous 17 traversant des trous 18 (figure 3) évidés dans les ailes 8l du bloc 8, ledit coffrage comprenant avantageusement un caisson extérieur 15 et des plaques ou pavés intérieurs 16 propres à réserver dans la face finale F de l'ouvrage des creux C (figures 1 et 2) de réception pour les têtes des torons 3 ancrés et leurs couvercles de protection éventuels. La formation de ces creux C -qui peuvent être ultérieurement comblés ou "cachetés"- est facilitée par le fait que le bloc perforé 8 est lié au raccord 7 et noyé avec lui dans le béton : cette formation ne serait pas possible avec un bloc amovible. Des nervures ou goussets 19 de renfort sont venus de moulage avec la pièce 6. Dans le mode de réalisation préféré illustré, on a également prévu, venue de moulage avec la pièce 6 et faisant saillie sur la face extérieure de cette pièce, une nervure 20 (figures 1, 2 et 3) formant une boucle continue autour des orifices des logements 10, ladite nervure présentant un profil aiguisé, de préférence triangulaire. Cette nervure 20 est destinée à rentrer dans les portions en regard du coffrage en bois 16 lors des vissages des écrous 17, ce qui forme automatiquement une barrière d'étanchéité vis-à-vis des composants liquides du béton, lors de la coulée de celui-ci, entre la pièce d'ancrage métallique 6 et le coffrage en bois. Comme indiqué plus haut, il est parfois nécessaire d'enfiler les torons 3, dans leurs logements 10 du bloc 8, à partir de l'intérieur de l'ouvrage en béton 1 déjà durci et, comme ledit bloc 8 est alors noyé dans le béton, il n'est plus possible, comme dans les modes de réalisation antérieurement connus, de le démonter pour pouvoir avoir accès à sa face d'enfilage orientée du côté de l'ouvrage. Pour rendre possible un tel enfilage après bétonnage, on a recours avantageusement au dispositif décrit ci-après, lequel tient compte du fait que les extrémités de torons à guider en vue de l'enfilage sont initialement disposées horizontalement côte à côte. Un tel dispositif, illustré sur la figure 5 pour laquelle le nombre des torons constitutifs du câble plat est égal à 4, comprend les éléments suivants - un doigt d'enfilage 21 coiffant l'extrémité à enfiler de chaque toron 3, ce doigt comprenant une tête cylindrique à bout arrondi dont le diamètre est plus petit que celui du toron, tête raccordee à une jupe montée avec serrage sur l'extrémité considérée, - trois doigts cylindriques allongés 22 de longueurs différentes introductibles dans la pièce 6, à partir de l'extérieur de celle-ci, à travers les logements 10 évidés dans le bloc 8, jusqu'à l'extrémité plate du câble, de façon à jouer le rôle de "faux torons", c'est-àdire à occuper les places affectées aux tronçons terminaux des torons sauf une, les tetes desdits doigts 22 étant conformées de façon à guider alors le doigt d'enfilage 21 ci-dessus jusqu'à ce qu'il occupe, moyennant des déports horizontaux transversaux adéquats, la seule place vacante alors restante, - et enfin, un ensemble allongé télescopiquement également introductible dans la pièce 6 à partir de l'extérieur de celle-ci à travers le logement 10 du bloc qui reste alors seul non occupé, ledit ensemble étant constitué par un tube 23 entourant une tige 24 et terminé par une tulipe 25 à pétales expansibles et rétractables propres à venir entourer le doigt d'enfilage 21 qui coiffe l'extrémité de toron à enfiler de façon à guider cette extrémité pour la fin de sa trajectoire d'enfilage, les pétales de la tulipe 25 étant montés de façon telle sur la tige et/ou sur le tube que leurs expansions et rétractions radiales soient commandables par de simples déplace- ments longitudinaux de cette tige par rapport au tube. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant - pour l'enfilage du premier toron 3, coiffé de son doigt d'enfilage 21, dans le logement 10 qui lui est affecté, les trois doigts allongés 22 sont mis en place dans les trois autres logements 10 et jouent vis-à-vis dudit toron 3 le rôle de "faux torons" de sorte que celuici, qui est poussé à partir de son extrémité la plus éloignée de la pièce d'ancrage 6, est guidé dans un premier temps jusqu'à sa position horizontale transversale pour laquelle son axe se trouve dans le plan vertical de l'axe du logement 10 à occuper, - la fin de la trajectoire d'enfilage se fait alors à l'aide du dispositif télescopique à tulipe expansible qui est préalablement introduit dans ledit logement 10 à occuper et enfoncé suffisamment dans celuici pour que le doigt 21 soit introduit dans la tulipe 25 la fin dudit enfilage, qui est également commandée par une poussée exercée sur le toron 3 vers le bloc 8 à partir de son extrémité la plus éloignée de celui-ci, se déroule alors automatiquement, après fermeture de la tulipe sur le doigt 21, selon la trajectoire de l'ensemble télescopique, qui est alors repoussé hors de la pièce 6, - on procède de même pour chacun des trois autres torons en ayant recours à seulement deux des "faux torons" pour le second toron, puis à seulement un "faux toron" pour le troisième toron et enfin au seul ensemble télescopique pour le quatrième et dernier toron. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'une pièce d'ancrage pour câble de précontrainte plat, pièce dont la constitution résulte suffisamment de ce qui précède. Cette pièce présente sur celles antérieurement connues un certain nombre d'avantages et en particulier les suivants - elle est constituée en une seule pièce, ce qui supprime toutes les opérations relatives aux stockages multiples ainsi qu'aux mises en place et assemblages respectifs de plusieurs éléments distincts en vue de constituer une même pièce, - ladite pièce présente un encombrement vertical très faible, compatible avec la faible épaisseur de l'ouvrage en béton à équiper, - son encombrement horizontal est également très petit, pour une valeur donnée de la tension de précontrainte du câble, vu que la pression résultante peut être répartie sur le béton de l'ouvrage au niveau de plusieurs étages (ailes 8i et collerette 9), - son adoption permet la formation de creux de protection et/ou "cachetage" dans la face, de l'ouvrage en béton, sur laquelle elle débouche, ce qui était impossible avec la construction à bloc amovible, non encastré dans le béton, - avec les réalisations préférées pour lesquelles les axes des logements évidés dans le bloc sont parallè les, la construction proposée permet l'utilisation de vérins multitorons pour la mise en traction des câbles, - avec les réalisations préférées comprenant une nervure continue à profil aiguisé, l'étanchéité vis-à-vis du béton en cours de coulée est facile à réaliser autour de la pièce, - avec les modes de réalisation préférés comprenant une ouverture latérale, il est facile d'introduire dans la pièce, même après bétonnage, tout produit de protection désirable des torons tel qu'une graisse, une cire, ou un coulis de ciment, - enfin, bien que le bloc perforé soit solidaire de la trompette et noyé avec elle dans le béton durci de l'ouvrage, il est possible de procéder à l'enfilage des torons dans les perforations dudit bloc à partir dudit ouvrage en béton déjà durci. 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. Pièce (6) d'ancrage pour un câble plat (2) destiné à assurer la précontrainte d'un ouvrage en béton (1), ledit câble étant constitué par une nappe de torons (3) juxtaposés côte à côte, comprenant d'une part, une trompette, comportant une portion élargie et plate (81) qui prend appui sur l'ouvrage en béton et une portion rétrécie (7) formant boiter de réception et de guidage pour l'extrémité évasée à ancrer du câble, ledit boîtier comprenant lui-même une collerette extérieure (9) qui prend appui sur l'ouvrage, et d'autre part, un bloc perforé (8) appliqué contre la portion élargie de la trompette et évidé par des logements tronconiques (10) propres à recevoir chacun jointivement une clavette fendue d'ancrage (11) entourant elle-meme l'extrémité dénudée de l'un des torons du câble, caractérisée en ce que la trompette (8l, 7) et le bloc (8) forment une pièce moulée unique destinée à être noyée dans le béton de l'ouvrage à précontraindre (1). 2. Pièce d'ancrage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les axes des logements tronconiques (10) évidés dans le bloc (8) sont parallèles entre eux et perpendiculaires au plan définissant la face extérieure de la pièce (6). 3. Pièce d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les logements tronconiques (10) évidés dans le bloc (3) sont répartis en quinconce et en ce que l'axe de chacun de ces logements est situé dans le meme plan longitudinal, perpendiculaire au plan moyen du câble plat (2), que l'axe du toron correspondant (3) de ce câble. 4. Pièce d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce qu'elle comprend, venue de moulage avec elle et faisant saillie sur sa face extérieure, une nervure (20) qui présente un profil aiguisé, de préférence triangulaire, et qui forme une boucle continue autour des orifices des logements (10) évidés dans le bloc (8). 5. Pièce d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce qu'elle est évidée par une ouverture latérale (13) permettant d'y introduire un produit de protection pour les torons. 6. Dispositif pour guider indépendamment les différents torons (3) d'un câble plat vers leurs logements respectifs (10) évidés dans une pièce d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, et ce sans avoir accès à la face intérieure de la pièce et même après bétonnage de l'ouvrage, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, si n est le nombre des torons (3) constitutifs du câble plat, n-l doigts cylindriques allongés (22) de longueurs différentes introductibles dans la pièce, à partir de l'extérieur de celle-ci, à travers différents logements (10) du bloc, jusqu'à l'extrémité plate du câble, de façon à occuper les places encore vacantes affectées aux tronçons terminaux des torons sauf une, les tetes desdits doigts étant conformées de façon à guider alors l'extrémité de toron correspondant à la seule place vacante restante, extrémité coiffée par un doigt aminci d'enfilage (21), jusqu'à ladite place vacante à une petite distance du bloc, et d'autre part, un ensemble allongé télescopique également introductible dans la pièce, à partir de l'extérieur de celle-ci, à travers le logement du bloc qui reste alors seul non occupé, ensemble constitué par un tube (23) entourant une tige (24) et terminé par une tulipe (25) à pétales expansibles et rétractables propre à venir entourer le doigt d'enfilage qui coiffe l'extrémité de toron parvenue à la susdite place vacante de façon à guider cette extrémité pour la fin de sa trajectoire d'enfilage, les pétales étant montés de façon telle sur la tige et/ou le tube que leurs expansions et rétractions soient commandables par de simples déplacements longitudinaux de la tige par rapport au tube.