Brevet FR2791373A1 — publié le 20000929

DISPOSITIF POUR FIXER UN CABLE DE STRUCTURE A UN ELEMENT DE CONSTRUCTION La présente invention concerne le domaine de l'utilisation des câbles dans les ouvrages de construction. Elle trouve une application chaque fois qu'il est nécessaire de fixer à un élément de structure un câble soumis à des efforts de traction. Le terme "câble de structure" tel qu'utilisé ici couvre également un faisceau ou groupe de câbles individuels sensiblement parallèles les uns aux autres, chaque câble individuel pouvant lui-même être composé d'un ou plusieurs brins élémentaires. Un domaine d'application important de l'invention est celui des haubans servant à soutenir les tabliers des ponts haubanés. Un tel hauban consiste en un faisceau de torons parallèles ancrés à leurs deux extrémités au moyen de blocs d'ancrage. En général, le bloc d'ancrage comporte, pour chaque toron, un trou traversant dans lequel le toron est coincé au moyen d'un mors tronconique. Dans une réalisation courante, le tablier du pont est en béton, et le bloc d'ancrage prend appui contre une plaque située à l'embouchure inférieure d'un tube coffrant traversant le tablier en béton. Le hauban est enfilé dans ce tube coffrant pour atteindre le bloc d'ancrage. A l'extrémité supérieure du tube coffrant est raccordé un tube guide contenant un déviateur permettant d'une part d'obtenir une légère divergence des torons pour qu'ils aient au niveau du bloc un écartement mutuel suffisant pour réaliser l'ancrage, et d'autre part de reprendre des efforts de déviation auxquels le hauban peut être soumis. Au- delà du tube guide, un autre tube protecteur assure le raccordement avec la gaine principale du hauban. Ce système comporte d'assez nombreuses pièces, et entraîne plusieurs changements de diamètre dans la partie apparente du hauban émergeant du tablier, ce qui n'est pas souhaitable notamment pour des raisons esthétiques. D'autre part, le tube coffrant doit être positionné avec une grande précision, ce qui complique l'exécution du tablier en béton. Dans d'autres réalisations, le bloc d'ancrage est retenu dans une chape reliée à l'ouvrage au moyen d'une articulation. La chape doit avoir une configuration donnant accès au bloc d'ancrage afin qu'on puisse réaliser l'ancrage individuel des torons et mettre en place les moyens protégeant la zone d'ancrage contre la corrosion. Dans ces réalisations, le bloc d'ancrage est 2- logé entre les flancs de la chape, et sa face avant est en butée contre une tête de la chape traversée par les torons. Pour pouvoir loger le bloc, I'espace situé entre les flancs de la chape doit avoir une longueur et une largeur suffisantes, de sorte que la chape présente un encombrement et une épaisseur relativement importante. Un but de la présente invention est de simplifier et d'alléger la fixation du câble à l'ouvrage. L'invention propose ainsi un dispositif pour fixer un câble de structure à un élément de construction, comprenant un bloc d'ancrage pourvu de moyens de coincement de brins constitutifs du câble, et une chape articulée sur l'élément de structure et présentant en direction du câble une tête traversée par un orifice dans lequel le câble est engagé, la chape ayant une configuration propre à retenir le bloc d'ancrage lorsqu'une traction est exercée sur le câble. Suivant l'invention, le bloc d'ancrage est au moins partiellement engagé dans l'orifice traversant la tête de chape, lequel orifice présente un taraudage recevant un filetage complémentaire formé sur la périphérie du bloc d'ancrage et/ou sur un organe de butée afin de retenir le bloc d'ancrage. Le vissage du bloc d'ancrage, ou de l'organe de butée, dans la tête de chape permet de réduire les dimensions de la chape, notamment en longueur et en épaisseur grâce notamment à une meilleure transmission des efforts entre le câble et l'élément de construction. Il en résulte notamment l'utilisation de pièces plus compactes permettant d'obtenir un meilleur effet de continuité entre le câble et ses moyens de raccordement à l'ouvrage. Dans des modes de réalisation particuliers du dispositif: - la chape comporte deux flancs s'étendant depuis la tête jusqu'à une extrémité opposée de la chape o ils sont traversés par un axe d'articulation sur l'élément de structure, un accès à un côté arrière du bloc d'ancrage, transversalement à la direction de l'axe d'articulation, étant laissé entre les flancs de la chape; - un tube de protection du câble est raccordé sur la tête de la chape; - un joint procurant une liaison élastique est interposé entre le tube protecteur selon l'alinéa précédent et la tête de chape, afin de centrer le tube protecteur sur la tête de chape; - le câble est composé de torons protégés chacun par une gaine individuelle en matière plastique qui s'interrompt dans une chambre formée à l'avant du bloc d'ancrage et traversée par les torons, de façon -3 - que les torons soient coincés dans le bloc d'ancrage dans une portion o ils sont dépourvus de gaine, la chambre étant remplie d'un matériau protecteur, et une partie au moins de la paroi de la chambre est solidaire d'une pièce vissée dans le taraudage formé dans la tête de la chape, ladite pièce pouvant former un organe de butée contre lequel est appliqué le bloc d'ancrage; - le côté avant de la chambre suivant l'alinéa précédent est fermé par un système d'étanchéité de type presse-étoupe comprenant au moins deux plaques rigides traversées par les torons, au moins un coussin élastique placé entre deux des plaques et des moyens de serrage du coussin entre les plaques; - les moyens de serrage suivant l'alinéa précédent comprennent un piston venant en appui contre la plaque extérieure du système d'étanchéité et relié à un filetage engagé sur le taraudage formé dans la tête de la 1 5 chape; - la chambre suivant l'un quelconque des trois alinéas précédents s'étend au moins en partie à l'intérieur de la tête de la chape; - la chambre suivant l'un quelconque des quatre alinéas précédents communique avec une autre chambre située sur le côté arrière du bloc d'ancrage, remplie du même matériau protecteur et fermée par un capot. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un dispositif de fixation selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une chape du dispositif; -la figure 3 est une vue en coupe montrant un exemple de moyens d'ancrage et de protection d'un hauban dans le dispositif de la figure 1; - la figure 4 est un schéma d'une organe faisant partie d'une variante des moyens de protection. L'invention est illustrée ci-après dans son application aux ponts à haubans. Le dispositif représenté sur les dessins sert par exemple à fixer l'extrémité inférieure d'un hauban au tablier du pont. Le lecteur appréciera qu'un dispositif semblable pourrait être employé à l'extrémité supérieure du hauban, et plus généralement pour réaliser la fixation d'autres types de câbles de structure utilisés dans les techniques de la construction. 4 - Le hauban représenté sur la figure 1 est composé d'un faisceau de torons sensiblement parallèles 10. Dans l'exemple représenté, chaque toron est de type gainé-graissé ou gainé-ciré. Il se compose d'un brin travaillant en traction, formé d'un assemblage toronné de filaments métalliques, noyé dans un matériau protecteur tel qu'une graisse ou une cire, et contenu dans une gaine individuelle en matière plastique telle qu'un polyéthylène à haute densité (PEHD). Les extrémités des torons constitutifs du câble sont coincées dans un bloc d'ancrage 12 retenu dans une chape 13. La chape 13 est représentée sur la figure 2. Elle comporte une tête 14 traversée par un orifice taraudé 15 coaxial au hauban. A son extrémité opposée, la chape 13 comporte deux flasques 16 portés par des flancs 17 s'étendant depuis la tête 14. La chape 13 est installée avec ses deux flasques 16 disposés de part et d'autre d'un support 18 solidaire du tablier (figure 1). Un axe d'articulation horizontal 19 traverse les flasques 16 de la chape et le support 18 afin d'articuler la chape 13 par rapport au tablier. Le bloc d'ancrage 12 est engagé et vissé dans l'orifice taraudé 15 présent dans la tête 14 de la chape. Il présente ainsi une forme générale cylindrique, dont la périphérie présente un filetage 21 complémentaire du taraudage présent dans la tête 14. Une bague optionnelle 27 présentant également un filetage complémentaire 37 est vissée dans l'orifice taraudé 15 à l'avant du bloc d'ancrage 12. Cette bague 37 contribue à retenir en place le bloc 12 qui est en appui contre elle. Dans une variante de réalisation, le bloc 12 n'est pas fileté, mais seulement la bague 27 à laquelle on donne alors une longueur suffisante pour la reprise de l'effort de traction. En conséquence, il n'est pas nécessaire de prévoir que les flancs 17 de la chape 13 aient une longueur et un écartement suffisants pour loger l'ensemble du bloc d'ancrage et permettre un accès aisé à celui-ci. En outre, une bonne transmission des efforts dans la chape 13 lui permet d'être de constitution plus légère que dans les dispositifs antérieurs. Comme le montre la figure 3, la gaine individuelle de chaque toron 10 est interrompue en avant de la face frontale du bloc d'ancrage 12. L'extrémité dénudée de chaque toron 10 traverse un orifice ménagé dans le bloc 12, se terminant par une embouchure tronconique sur la face arrière du bloc 12. Sur cette face arrière, un mors d'ancrage 24, de forme tronconique complémentaire -5- de celle de l'embouchure, est placé autour du toron afin de le coincer dans le bloc 12. Pour protéger contre la corrosion les extrémités dénudées des torons , une chambre 25 remplie d'un matériau protecteur non représenté tel qu'une cire ou une résine est disposée sur le côté avant du bloc d'ancrage 12, de façon que l'interruption de la gaine individuelle de chaque toron soit située à l'intérieur de cette chambre. La chambre 25 est délimitée latéralement par une paroi cylindrique 26, par exemple soudée sur la bague filetée 27. A l'opposé du bloc 12, la chambre 25 est fermée par un système d'étanchéité de type presse-étoupe (voir brevet européen 0 323 285). Dans l'exemple représenté, ce système d'étanchéité comprend trois plaques rigides 28a, 28b, 28c, par exemple en PEHD, traversées par des orifices positionnes pour laisser passer les torons gainés 10, et deux coussins élastiques 29, par exemple en mousse, pris en sandwich entre les plaques rigides 28a, 28b, 28c et également traversés par les torons gainés 10. Des tiges filetées 30 s'étendent à l'intérieur de la chambre 25 entre le bloc d'ancrage 12 et le système d'étanchéité. Ces tiges 30 traversent les plaques 28a, 28b, 28c et les coussins 29 et reç, oivent des écrous 31 au-delà du système d'étanchéité et/ou à l'arrière du bloc 12. Des entretoises 32 sont disposées dans la chambre 25, par exemple autour des tiges filetées 30, pour définir l'écartement entre la face avant du bloc d'ancrage 12, et la plaque rigide la plus intérieure 28a. Le serrage des écrous 31 depuis le côté avant et/ou le côté arrière du dispositif permet alors de comprimer les coussins 29 pour réaliser l'étanchéité à l'avant de la chambre 25. Un ou plusieurs canaux non représentés sont ménagés dans le bloc d'ancrage 12 pour faire communiquer la chambre 25 avec une autre chambre 34 située sur la face arrière du bloc. Cette chambre 34 est délimitée par un capot 35 coiffant le côté arrière du bloc 12 de manière étanche. Le capot 35 peut être boulonné sur le bloc 12 comme représenté, ou encore vissé dans I'orifice taraudé 15 de la chape. Le capot 35 porte un orifice d'injection 36 pour la cire protectrice. Apres injection, celle-ci vient combler la chambre 34, les interstices laissés libres dans le bloc d'ancrage 12, ainsi que la chambre 25 dans laquelle la gaine individuelle des torons 10 s'interrompt, afin de protéger contre la corrosion les parties métalliques exposées des torons. Pour enfiler les torons 10 dans le bloc d'ancrage 12 préalablement vissé dans la tête de chape, mettre en place les mors de coincement 24, les -6tiges filetées 30 et le capot 35 et procéder à l'injection de cire, on a besoin d'accéder au côté arrière du bloc, entre les flancs 17 de la chape. Un certain espace est ainsi laissé disponible en arrière du bloc 12 et du capot 35 comme le montre la figure 1. Mais l'incidence de cet espace sur les dimensions de la chape est réduit du fait que le bloc 12 pénètre dans la tête de chape 14 o il est vissé, et que les flancs 17 de la chape sont transversaux à l'axe d'articulation 19, laissant ainsi un accès au côté arrière du bloc d'ancrage transversalement à la direction de l'axe d'articulation. L'agencement du dispositif de fixation peut en outre permettre de se dispenser des tubes-guides et déviateurs employés dans les fixations de hauban habituelles. L'articulation de la chape 13 sur le tablier permet de tolérer un certain mouvement du hauban. Pour laisser les torons diverger vers le bloc d'ancrage 12, on peut allonger la chambre 25 et le système d'étanchéité, ce que facilite la conception d'ensemble du dispositif, notamment le fait que la chambre 25 puisse s'étendre, au moins en partie, dans l'orifice taraudé 15 de la tête de chape. Après avoir installé la chape 13, le bloc d'ancrage 12, les torons 10 et leurs mors 24, le système d'étanchéité et le capot 35, et avoir procédé à l'injection de cire, on met en place un tube protecteur 40 sur la portion du hauban émergeant du bloc d'ancrage et de la chambre 25. Ce tube 40 peut être raccordé continûment sur la tête de chape 14, avec interposition d'un joint d'étanchéité 41 comme le montrent les figures 1 et 3. Le tube 40 assure la continuité avec la gaine contenant le faisceau de torons dans la partie courante du hauban. Il peut comporter des canaux d'évacuation d'eau non représentés. Il sert en outre à protéger les torons 10 contre les accidents de circulation et le vandalisme à la base du hauban. Lorsque le joint 41 a une forme torique à section tubulaire comme représenté, il réalise une articulation élastique autocentrée entre la chape et la gaine du hauban. La figure 4 illustre une variante de réalisation dans laquelle les moyens de serrage utilisés pour comprimer le ou les coussins 29 entre les plaques rigides du système d'étanchéité comprennent un piston 44 défini par un rebord annulaire interne d'une pièce 45 de forme générale cylindrique. Vers le bloc d'ancrage 12, la pièce 45 se termine par une portion 46 filetée extérieurement, complémentaire du taraudage 15 formé dans la tête 14 de la chape. Ainsi, en vissant la pièce 45 sur la chape, on appuie sur la plaque extérieure 28c du système d'étanchéité, ce qui comprime les coussins 29 pour -7- réaliser l'étanchéité si la plaque intérieure 28a bute contre une ou plusieurs entretoises placées dans la chambre 25. On peut notamment prévoir une entretoise cylindrique placée entre le faisceau de torons et la pièce 45. En outre, la pièce 45 ou cette entretoise peut servir à délimiter latéralement la chambre 25 contenant la cire protectrice. A l'opposé du bloc d'ancrage, la pièce se termine par exemple par une portion 47 filetée intérieurement afin de venir se raccorder sur la partie courante de la gaine extérieure du hauban. On peut ainsi se dispenser du tube protecteur supplémentaire 40 de la figure 3. -8- REVENDICATIONS 1. Dispositif pour fixer un câble de structure à un élément de construction, comprenant un bloc d'ancrage (12) pourvu de moyens (24) de coincement de brins constitutifs du câble (10), et une chape (13) articulée sur l'élément de structure et présentant en direction du câble une tête (14) traversée par un orifice (15) dans lequel le câble est engagé, la chape ayant une configuration propre à retenir le bloc d'ancrage lorsqu'une traction est exercée sur le câble, caractérisé en ce que le bloc d'ancrage est au moins partiellement engagé dans l'orifice (15) traversant la tête de chape, lequel orifice présente un taraudage recevant un filetage complémentaire (21, 37) formé sur la périphérie du bloc d'ancrage (12) et/ou sur un organe de butée (27) afin de retenir le bloc d'ancrage. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la chape (13) comporte deux flancs (17) s'étendant depuis la tête (14) jusqu'à une extrémité opposée de la chape o ils sont traversés par un axe (19) d'articulation sur l'élément de structure, un accès à un côté arrière du bloc d'ancrage (12), transversalement à la direction de l'axe d'articulation, étant laissé entre les flancs de la chape. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un tube (40) de protection du câble est raccordé sur la tête (14) de la chape. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel un joint (41) procurant une liaison élastique est interposé entre le tube protecteur (40) et la tête de chape (14), afin de centrer le tube protecteur sur la tête de chape. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le câble est composé de torons (10) protégés chacun par une gaine individuelle en matière plastique qui s'interrompt dans une chambre (25) formée à l'avant du bloc d'ancrage (12) et traversée par les torons, de façon que les torons soient coincés dans le bloc d'ancrage dans une portion o ils sont dépourvus de gaine, la chambre étant remplie d'un matériau protecteur, et dans lequel une partie au moins de la paroi de la chambre (26) est solidaire d'une pièce (27) vissée dans le taraudage (15) formé dans la tête (14) de la chape. -9- 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel ladite pièce (27) forme un organe de butée contre lequel est appliqué le bloc d'ancrage (12). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le côté avant de ladite chambre (25) est fermé par un système d'étanchéité de type presse- étoupe comprenant au moins deux plaques rigides (28a, 28b, 28c) traversées par les torons (10), au moins un coussin élastique (29) placé entre deux des plaques et des moyens (30, 31, 32) de serrage du coussin entre les plaques. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les moyens de serrage comprennent un piston (44) venant en appui contre la plaque extérieure (28c) du système d'étanchéité et relié à un filetage (46) engagé sur le taraudage (15) formé dans la tête (14) de la chape. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel ladite chambre (25) s'étend au moins en partie à l'intérieur de la tête (14) de la chape. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel ladite chambre (25) communique avec une autre chambre (34) située sur le côté arrière du bloc d'ancrage (12), remplie du même matériau protecteur et fermée par un capot (35).