Brevet FR2798408A1 — publié le 20010316

CABLE A FILS PARALLELES POUR STRUCTURE D'OUVRAGE DE CONSTRUCTION, ANCRAGE D'UN TEL CABLE, ET PROCEDE DANCRAGE La présente invention concerne le domaine armatures utilisées dans des structures d'ouvrage construction. invention vise notamment, mais non exclusivement, parmi structures, celles qui sont destinées à équiper les ponts haubanés, suspendus ou autre. Les armatures habituellement rencontrées dans de telles structures comprennent un certain nombre de fils. Dans les modes de réalisation connus des armatures du genre en question, les différents fils constitutifs sont généralement torsadés autour d'un fil central. Cette disposition est utilisée pour réaliser un brin, également appelé toron, à partir de fils de diamètres réduits. Les caractéristiques mécaniques du brin obtenu sont plus élevées que celles d'un brin à fil unique dont la section serait équivalente à celle dudit brin. Torsader les fils périphériques autour d'un fil central rend solidaires entre eux les fils du brin ou toron et réduit l'inertie de flexion de l'ensemble. On obtient ainsi une unité d'armature à partir de fils de très haute résistance. Toutefois, la réalisation du brin torsadé ou toron nécessite une opération particulière de toronnage qui est coûteuse. De plus, cette opération provoque un allongement différentiel entre le fil central et les fils périphériques. Les fils périphériques sont alors moins sollicités que fil central, induisant un module d'élasticité apparent brin inférieur à celui de chaque fil constitutif. En outre, le comportement en fatigue d'un brin tel défini ci-dessus est moins performant que celui du fil le constitue. L'allongement différentiel entre les fils périphériques et le fil central provoque en effet des mouvements différentiels avec la pression radiale et donc un frottement entre les fils peu favorable à la fatigue. Un inconvénient supplémentaire réside dans l'écrouissage résultant du toronnage qui crée un acier raide avec des tensions internes résiduelles le rendant moins ductile et donc susceptible de fluage ou de relaxation selon le type de sollicitation. Pour tenter de réduire cet inconvénient, on procède à une opération consistant à exercer une tension sous haute température voisine de 400'C. Cette opération engendre un surcoût et peut être délicate car elle exige une grande précision de température lorsque fils sont des fils galvanisés ou galfanisés . Il ne faut effet pas dépasser la température de fusion du zinc tout en ne diminuant pas trop la température sous peine de rendre l'opération inefficace. En outre, afin d'obtenir une bonne protection contre corrosion, il est d'usage d'extruder sur le brin un film matière plastique. Préalablement cette opération d'extrusion, un dispositif écarteur permet de remplir les espaces entre les fils autour du fil central avec un produit souple tel que de la graisse ou de la cire. Cette opération crée, du fait de la nécessité de détorsader et de torsader à nouveau les fils, un nouvel écrouissage déformation des fils périphériques, ce qui réduit la ductilité du brin. L'invention a pour but de remédier inconvénients précités en fournissant une armature dont les performances mécaniques sont équivalentes et même égales à celles de chacun des fils qui la constituent. A cet effet, selon l'invention, une armature du genre en question est essentiellement caractérisée en ce que les fils sont sensiblement parallèles entre eux pour former un faisceau et en ce qu'elle comprend une gaine en matière plastique qui enveloppe le faisceau en lui donnant une cohésion. Grâce à cette disposition, la cohésion de l'armature obtenue est préservee tandis que les caractéristiques mécaniques de l'armature sont équivalentes ou égales à celles d'un fil constitutif. Dans des modes de réalisation préférés de l'armature selon l'invention, a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - les fils pleins sont des fils métalliques et la gaine est en matière plastique flexible extrudée sur le faisceau ; - les fils pleins sont des fils en matériau composite et la gaine est en matière plastique flexible extrudée sur le faisceau ; - le faisceau de fils comprend un fil central et des fils périphériques, fils périphériques étant tangents au fil central et mutuellement écartés en délimitant des gorges; _ la gaine de forme extérieure cylindrique et possède une paroi intérieure lobée qui est munie de creux et de saillies, les fils périphériques étant logés dans les creux et les saillies s'étendant dans les gorges ; - la gaine possède une paroi extérieure de forme circulaire en section transversale ; - la gaine possède une paroi extérieure de forme lobée en section transversale ; - la gaine possède une paroi extérieure forme sensiblement polygonale en section transversale ; - la gaine et les fils délimitent des interstices qui sont remplis d'un lubrifiant choisi parmi la cire et la graisse et la gaine et les fils délimitent des interstices qui sont remplis par un dispositif de collage. ailleurs, l'invention a également pour et un câble pour structure d'ouvrage de construction comprenant au moins deux armatures telles que définies ci-dessus. invention a en outre pour objet un procedé de conditionnement d'une armature tel que définie ci-dessus, par enroulement parallèle sur un touret en effectuant une torsion complète sur un tour. Enfin, l'invention a pour objet un procédé de mise en #uvre dans un ouvrage de construction, d'une armature telle définie ci-dessus, consistant en ce que, dans au moins une portion de l'armature, on dénude les fils pleins et on ancre les fils dénudés à au moins partie constitutive de l'ouvrage de construction de façon ' faire travailler l'armature en traction. manière avantageuse, l'ensemble des fils pleins de l'armature sont coincés collectivement dans mors d'ancrage. autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique générale d'un pont suspendu comprenant des armatures selon présente invention ; et - les f igures 2 à 6 sont respectivement des vues en coupe transversale d'une armature selon une première, deuxième, troisième, quatrième et cinquième formes de réalisation. La structure d'ouvrage de construction 1 représentée à la f igure 1 est par exemple un pont suspendu. Ce pont comporte classiquement un tablier 2, deux pylones 3, deux cables porteurs parallèles 4, un seul étant visible sur la figure, et une pluralité de suspentes 5 qui sont accrochées câbles 4, et qui portent le tablier 2. Les câbles porteurs 4 sont tendus entre deux ancrages au sol 6 situés aux deux extrémités du pont, et ils sont soutenus par les deux pylônes 3. Chaque câble porteur 3 est constitué d'une ou plusieurs armatures 10 selon un premier mode réalisation l'invention tel que celui représenté à la figure 2. Chaque armature 10 est constituée d' ensemble de fils pleins 11 qui forment un faisceau enveloppé dans une gaine 12. L'armature 10 ainsi formée est aussi appelée brin, et peut être réunie à d'autres brins pour former le câble 4. comprend ainsi que, par armature, on désigne un ensemble flexible qui peut être enroulé pour être stocké et transporté, puis est déroulé pour être installé dans un ouvrage de construction. Dans un brin, les fils 11 sont généralement au nombre de sept et comprennent un fil central 13 autour duquel sont disposés six fils périphériques 14. Les fils 13 14 s'étendent parallèlement entre eux et sont par exemple réalisés en acier. Les fils 13 et 14 sont mutuellement en contact selon leur génératrice. Seul le fil central 13 est en contact avec tous les autres fils périphériques 14. Les fils périphériques 14 sont mutuellement écartés deux à deux et délimitent des gorges 15 qui sont tournées vers l'extérieur du faisceau de fils 13,14. L'ensemble des fils 13 et 14 est extrudé avec gaine 12 Cette gaine forme une enveloppe extérieure matière plastique flexible qui peut être du PEHD ou du polypropylène amorphe. La gaine 12 assure la cohésion de l'ensemble des fils 13 et 14. gaine 12 est de forme cylindrique creuse et possède paroi extérieure 16 et une paroi intérieure L'épaisseur de la gaine est faible par rapport à longueur. Dans le premier mode de réalisation (figure 2), la paroi extérieure 16 est, en section transversale, de forme circulaire tandis que la paroi intérieure 17 est, en section transversale, lobée. Cette paroi possède ainsi des creux 18 et des saillies 19 qui se succèdent alternativement le long de la circonférence de la paroi intérieure. Les câbles périphériques 14 sont logés dans les creux 18 et les saillies 19 s'étendent entre les câbles 14 dans les gorges 15. Ainsi, les câbles périphériques sont fermement maintenus par la gaine. Dans un deuxième mode de réalisation, tel que celui représenté à la figure 3, l'armature 20 se distingue de l'armature 10 uniquement par la forme de la paroi extérieure de la gaine ou gaine 22. Cette gaine possède une paroi extérieure 26 et une paroi intérieure 27 qui sont, en coupe transversale, toutes les deux de forme lobée. La paroi intérieure 27 est semblable à la paroi intérieure 17 de la gaine 12 du premier mode réalisation est munie de creux 28 et de saillies 29. La paroi extérieure 26 possède des creux et des saillies respectivement correspondance des saillies et des creux de la paroi intérieure 27. L'armature 30 du troisième mode de réalisation représenté à la figure 4, diffère de l'armature 20 précédemment décrite uniquement par le fait que les fils 13 et sont noyés dans une matrice en élastomère 31 tel que du polybutadiène ou similaire. Cette matrice occupe les interstices situés entre les fils 13,14. L'élastomère 31 adhere sur les fils, par adhérence de surface, préference, par liaison chimique avec la gaine 22 pour augmenter cette adhérence. En variante, la matrice peut être un lubrifiant tel que de la cire ou de la graisse afin réduire le frottement entre les fils et la gaine. Dans la quatrième forme de réalisation représentée la figure 5, l'armature 40 diffère de l'armature 30 décrite en regard de la figure 4 par la forme extérieure de la gaine 42. paroi extérieure 46 de cette gaine n'est plus forme lobée en section transversale, mais de forme polygonale. Cette forme facilite la juxtaposition des armatures ou brins afin de constituer un câble 50 tel que celui représenté à figure 6. Les espaces entre les brins peuvent être occupés par un matrice semblable à celle décrite ci-dessus. En variante, il est possible de juxtaposer armatures 40 dont les fils sont de diamètres différents d'une armature à l'autre. Le brin ainsi obtenu selon l'un des modes de réalisation possède une résistance mécanique, un module d'élasticité, des performances en fatigue et une ductilité de valeurs équivalentes et mêmes égales à celles de chaque fil qui le constitue. Afin d'être conditionné et transporté jusque dans zone de l'ouvrage de construction, le brin est enroulé un touret en effectuant une torsion complète sur un tour. Le pas est de l'ordre de un à trois mètres de sorte que des contraintes résiduelles dans le domaine élastique sont emmagasinees dans chaque fil constitutif. ailleurs, l'armature obtenue selon l'un des modes de réalisation est mise en #uvre au sein de l'ouvrage de construction 1 pour avoir la fonction de l'un des câbles 4 ou des suspentes 5. A cet effet, une portion de l'armature, par exemple l'extrémité, est dénudée en retirant la gaine. Les fils ainsi dénudés sont fixés au moyen de mors, par exemple dans les ancrages au sol 6, et le reste de l'armature s'étend en direction des piliers 3 de manière à faire travailler l'armature en traction. L'ensemble des fils 13,14 sont par exemple collectivement coincés dans le mors d'ancrage. REVENDICATIONS 1. Armature pour structure d'ouvrage de construction (1) comprenant un ensemble de fils pleins (13, r caracterisée en ce que les fils (13,14) sont sensiblement paralleles entre eux pour former un faisceau et en qu'elle comprend une gaine (12;22;42) en matière plastique qui enveloppe le faisceau en lui donnant une cohésion. 2. Armature selon la revendication 1, dans laquelle les fils pleins (13,14) sont des fils métalliques et la gaine (12;22;42) est en matière plastique flexible extrudée sur le faisceau. 3. Armature selon la revendication 'l, dans laquelle les fils pleins (13,14) sont des fils en matériau composite et la gaine (12;22;42) est en matière plastique flexible extrudée sur le faisceau. 4. Armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le faisceau de fils (13,14) comprend un fil central (13) et des fils périphériques (14), les fils périphériques (14) étant tangents au fil central (13) et mutuellement écartés en délimitant des gorges (15). 5. Armature selon la revendication 4, dans laquelle la gaine (12;22;42) est de forme extérieure cylindrique et possède une paroi intérieure lobée (17;27) qui est munie de creux (18;28) et de saillies (19;29), les fils périphériques (14) etant logés dans les creux (18;28) et les saillies (19;29 s'étendant dans les gorges (15). 6. Armature selon la revendication 5, dans laquelle la gaine (12) possède une paroi extérieure (16) de forme circulaire en section transversale. . Armature selon la revendication dans laquelle la gaine (22) possède une paroi extérieure (26) de forme lobée en section transversale. . Armature selon la revendication dans laquelle la gaine (42) possède une paroi extérieure (46) de forme sensiblement polygonale en section transversale. . Armature selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans laquelle la gaine (12;22;42) et les fils (13,14) délimitent des interstices qui sont remplis d'un lubrifiant choisi parmi la cire et la graisse. 10. Armature selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans laquelle la gaine (12;22;42) et les fils (13,14) délimitent des interstices qui sont remplis par un dispositif de collage. il. Câble pour structure d'ouvrage de construction comprenant au moins deux armatures (10;20;30;40) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Procédé de conditionnement d'une armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, par enroulement parallèle de l'armature (10;20;30;40) sur un touret en effectuant une torsion complète sur un tour. 13. Procédé de mise en ceuvre dans un ouvrage de construction d'une armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 , caractérisé en ce que, dans au moins une portion de l'armature (10; 20; 30; 40) , dénude les fils pleins (13,14) et on ancre les fils dénudés à au moins une partie constitutive (6) de l'ouvrage de construction (1) de façon à faire travailler l'armature 10;20;30;40) en traction. 14. Procédé de mise en #uvre selon la revendication 13, dans lequel l'ensemble des fils pleins (13,14) de l'armature (10;20;30;40) sont coincés collectivement dans un mors d'ancrage.