Brevet FR2825389A1 — publié le 20021206

La présente invention se rapporte aux ouvrages notamment les ponts suspendus, ayant une charge suspendue à au moins un câble porteur, au moins un collier de suspension entourant une partie du câble et supportant au moins une suspente à laquelle est suspendue la charge, notamment le tablier d'un pont suspendu. Le plus souvent la charge n'est pas perpendiculaire au câble porteur, de sorte que le collier exerce sur le câble porteur un effort qui présente une composante tangentielle au câble porteur dite effort tangentiel. Quand il y a plus d'un câble porteur, ces câbles sont suffisamment éloignés les uns des autres pour qu'il n'y ait aucun contact entre eux, et chaque câble est individuellement serré et entouré par les colliers. De tout temps on a essayé de protéger les câbles porteurs contre les intempéries et notamment l'humidité. Dans l'art antérieur on entoure par exemple ces câbles porteurs d'une couche protectrice qui peut être constituée par de la peinture ou du bitume, lorsqu'ils sont mis en oeuvre comme décrit précédemment. L'utilisation de gaines pour protéger les câbles porteurs est jusqu'à maintenant limitée aux câbles porteurs de ponts suspendus constitués d'un ou plusieurs faisceaux de torons comme cela est par exemple décrit dans les brevets ou demande de brevet français N 9912783,9804566, 9511280. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un ouvrage ayant une charge suspendue à au moins un câble porteur qui est particulièrement bien protégé vis-à-vis des intempéries, et notamment vis-à-vis de l'humidité. Suivant l'invention, l'ouvrage, notamment un pont suspendu, ayant une charge suspendue à au moins un câble porteur, une gaine disposée autour du câble porteur et au moins un collier de suspension entourant un tronçon dudit au moins un câble et de sa gaine associée, est caractérisé en ce que - la gaine est formée par extrusion directement sur le câble porteur ; et - il est prévu des moyens anti-glissements destinés à empêcher un glissement mutuel entre le collier et la gaine, disposés notamment au niveau du tronçon entouré par le collier. En prévoyant ainsi une gaine extrudée directement sur le câble qu'elle protège, la présente invention permet d'obtenir une meilleure étanchéité de cette gaine et donc de mieux protéger le câble. Jusqu'à maintenant, personne n'avait jamais pensé à extruder directement une gaine sur un câble porteur d'un pont suspendu. En effet, en faisant cela, on empêche en grande partie tout glissement entre ce câble et cette gaine extrudée alors même que jusqu'à maintenant on pensait préférable d'avoir un glissement relatif de la gaine et du câble. Le matériau de la gaine est capable de transmettre dans son épaisseur l'effort tangentiel transmis par le collier sur la face externe de la gaine vers la face interne de la gaine. La face interne de la gaine épouse parfaitement la surface en hélice du câble porteur, empêchant tout glissement de la gaine par rapport au câble porteur lorsqu'elle est soumise à l'effort de glissement tangentiel transmis par le collier, et transmet l'effort tangentiel qu'elle supporte au câble qu'elle entoure à la manière d'une vis. Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, la gaine est en un matériau polymère étanche extrudé, notamment en polyéthylène haute densité (PEHD). Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, les moyens anti-glissements sont constitués à la surface intérieure du collier, notamment de forme cylindro-circulaire, d'ergots ou saillies à distance les unes des autres, de préférence de manière régulière qui, lorsque le collier est serré contre la gaine s'incrustent dans la gaine et ainsi empêchent un glissement de la gaine par rapport au collier. Suivant un autre mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens anti-glissements sont constitués de rainures ou engravures formées dans la surface intérieure du collier et inclinées par rapport à l'axe du câble porteur, notamment transversalement à celui-ci. Ces différentes rainures ou engravures vont, lorsque les deux demi-colliers seront serrés l'un contre l'autre autour de la gaine, s'incruster dans cette gaine et ainsi former par un système en denture et évidement complémentaires, un système antiglissement de la gaine par rapport au collier. Suivant une variante de l'invention, il est formé autour du câble des manchons en un matériau ductile sur des tronçons à distance les uns des autres le long du câble, la gaine étant extrudée autour de l'ensemble formé par le câble et les manchons ; la gaine étant ensuite découpée au niveau des manchons sur une partie centrale de ceux-ci tout autour de la gaine, au niveau où l'on souhaite avoir la jonction entre le collier de suspension et le câble. Suivant un perfectionnement de l'invention, le collier comporte une surface intérieure en échelon, divisée en trois sections, une première section de diamètre relativement grand, une seconde section centrale de diamètre relativement petit, et une troisième section de diamètre relativement grand, notamment égal au diamètre de la première section, les dimensions longitudinales, c'est-àdire le long du câble, des différentes sections étant choisies de sorte que lorsque l'on serre le collier et notamment les deux demi-colliers contre la gaine, la section centrale vient en contact contre le manchon tandis que les sections d'extrémité viennent presser la gaine. Suivant une autre variante de l'invention, la gaine est découpée au niveau où l'on souhaite avoir la jonction entre le collier de suspension et le câble. Suivant un perfectionnement de l'invention, le collier comporte une surface intérieure en échelon, divisée en trois sections, une première section de diamètre relativement grand, une seconde section centrale de diamètre relativement petit, et une troisième section de diamètre relativement grand, notamment égal au diamètre de la première section, les dimensions longitudinales, c'est-àdire le long du câble, des différentes sections étant choisies de sorte que lorsque l'on serre le collier et notamment les deux demi-colliers contre la gaine, la section centrale vient en contact avec le câble tandis que les sections d'extrémité viennent presser la gaine. Suivant un mode de réalisation avantageux, les moyens anti-glissements sont réalisés par chauffage de la gaine ou du collier, puis serrage du collier sur la gaine. Aux dessins, donnés uniquement à titre d'exemple, on décrit plusieurs modes de réalisation d'un ouvrage suivant l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'un câble monotoron porteur et d'un collier de suspension constitués de deux demi-colliers serrés autour du câble et de la gaine. La figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un demi-collier de la figure 1. Les figures 2a et 2b sont des vues d'autres modes de réalisation d'un demi-collier d'un dispositif suivant l'invention. Les figures 3a et 3b sont des vues en coupe transversale d'une partie du câble et de la gaine et du collier suivant l'invention respectivement de la figure 2a et de la figure 2b. La figure 4 est une vue de côté d'un câble d'un dispositif en variante de l'invention, sans sa gaine extrudée. La figure 5 est une vue d'une partie du câble de la figure 4 avec sa gaine extrudée. La figure 6 est une vue de la partie de câble de la figure 5 où un morceau de gaine a été retiré sur laquelle est monté un collier formé de deux demi-colliers. La figure 7 est une vue identique à celle de la figure 6 suivant une autre variante de l'invention ; La figure 8 est une vue d'un demi-collier du dispositif suivant la figure 7 ; La figure 9 est une vue d'un câble porteur recouvert d'une gaine extrudée en PEHD dont une partie a été découpée au droit du collier suivant une variante de l'invention, La figure 10 est une vue d'un autre mode de réalisation d'un demi-collier d'une autre variante d'un dispositif suivant l'invention, et La figure 11 est une vue d'une variante du dispositif suivant l'invention comportant un collier suivant la figure 10. Aux figures 7,9 et 11, il est montré deux états de la coopération collier-gaine/câble, à savoir l'état avant serrage dans la demie partie inférieure et l'état après serrage dans la demie partie supérieure du dessin. Il va de soi cependant que lorsque le collier est serré, les deux demie parties de l'ensemble se comportent en fait comme la partie supérieure des dessins et vice et versa. A la figure 1, il est représenté un câble constitué d'un monotoron, constitué de fils, par exemple 17, d'acier torsadés les uns dans les autres. Le câble 1 est entouré d'une gaine 2 qui a été formée autour du câble 1 par extrusion par passage dans une filière. Le câble 1 et la gaine 2 sont entourés en plusieurs endroits à distance les uns des autres de colliers 3 constitués de deux demicolliers 4 et 5. Ces colliers vont permettre la liaison avec une suspente à laquelle est suspendue la charge, par exemple le tablier d'un pont suspendu, supportée par le câble 1 porteur. Comme on le voit aux figures 3a ou 3b, la gaine 2 épouse exactement la forme extérieure du câble 1. Les différents fils torsadés formant le toron forment à la surface extérieure du câble des petits creux 9 qui vont être remplis par le matériau extrudé de la gaine 2 lors de sa pose par extrusion sur le câble 1. La formation au niveau de l'interface câble et gaine de ces petits bosses et creux complémentaires va permettre d'obtenir un non-glissement relatif entre la gaine et le câble. En outre, à la surface intérieure destinée à venir en contact avec la gaine 2, les demi-colliers 4 et 5 comportent comme on le voit à la figure 2 des ergots 6 faisant saillies de cette surface 7 intérieure du demi-collier. Ces ergots 6 vont s'incruster dans la gaine 2 en y formant des évidements 8 et ainsi empêcher un glissement relatif du collier par rapport à la gaine une fois que les deux demi-colliers 4 et 5 sont serrés l'un contre l'autre. Ainsi, d'une part, le câble 1 et la gaine 2 ne peuvent pas glisser l'un par rapport à l'autre en raison de la formation des bosses et des creux complémentaires à l'interface câble-gaine et d'autre part, le collier 3 et la gaine 2 sont mis en contact l'un contre l'autre sans pouvoir glisser mutuellement en raison de la présence des ergots et évidements complémentaires. A la figure 2a, il est prévu à la place des ergots 6, des nervures 16 s'étendant sur toute la périphérie intérieure de la surface 7 intérieure transversalement à l'axe du câble. Dans ces deux modes de réalisation, le blocage du collier sur la gaine, lorsque le collier est soumis à des efforts de glissement, est assuré à la fois par frottement (entre le métal des demi-colliers et le polymère de la gaine) mobilisé par serrage du collier sur la gaine pour les zones lisses, et à la fois par la butée des ergots, et/ou nervures mâles des demi-colliers du collier, dans les évidements 8 femelles de la gaine, mobilisant la résistance au cisaillement du polymère. Suivant un autre mode de réalisation représenté à la figure 2b, il est prévu des rainures 10 adjacentes les unes aux autres et transversales à la surface 7 intérieure des demi-colliers 4 et 5. Une fois les deux demi-colliers pressés l'un contre l'autre et contre la gaine 2, les rainures viennent s'incruster dans le matériau de la gaine 2 qui a été extrudée sur le câble 1 et ces rainures et les cavités correspondantes de forme complémentaire empêchent un glissement relatif du collier et de la gaine. Dans ce mode de réalisation, le blocage du collier sur la gaine, lorsque le collier est soumis à des efforts de glissement, est assuré par la seule butée des rainures femelles continues des demi-colliers du collier, dans les cavités continues de la gaine, selon le même principe que l'ancrage d'une vis dans le matériau qui l'entoure. Le serrage du collier sur le câble est alors faible. Dans tous les cas, le non glissement de la gaine par rapport au câble, lorsque le collier est soumis à des efforts de glissement, est assuré par le fait que la gaine extrudée sur le câble épouse parfaitement le relief en hélice de la surface du câble, et permet ainsi la butée des fils ronds extérieurs du câble formant les ballons dans les engravures ou creux de la face intérieure de la gaine en polymère, selon le même principe précédemment évoqué de la vis. Dans tous les cas ci-dessus, les seuls efforts évoqués sont les efforts de contact entre : l) la face intérieure du collier et la face extérieure de la gaine, 2) la face intérieure de la gaine et la face extérieure du câble monotoron. La gaine en polymère ne constitue donc qu'un matériau intermédiaire entre le collier et le câble. Dans les cas ci-dessus, la création de rainures, évidements, engravures et/ou ergots mâles et femelles de tailles identiques et formes complémentaires dans les demicolliers et la gaine en polymère est obtenue respectivement de la façon suivante : - les ergots, rainures, évidements et/ou engravures dans les demi-colliers du collier, sur les surfaces cylindriques de contact entre gaine et collier, sont réalisées par fraisage, tournage, perçage, poinçonnage, moulage ou tout autre procédé classique d'usinage. - le serrage du collier, ainsi réalisé, sur la gaine en polymère est assuré : * soit en chauffant préalablement le collier à une température suffisante et adéquate puis en serrant celui-ci sur la gaine, de façon à ramollir cette dernière et la"sculpter"par déplacement de matière, * soit en réchauffant préalablement la gaine à une température suffisante et adéquate, de façon à ramollir sa surface, puis en serrant, avec toute la célérité nécessaire, les deux demi-colliers du collier sur la gaine pour sculpter cette dernière par déplacement de matière. Ce procédé permet de conserver l'intégrité du gainage d'un câble entre ses dispositifs d'extrémité de fixation, et garantit la protection totale à l'air et à l'eau du câble sur toute sa longueur, à l'exception de ses deux extrémités qui peuvent être protégées par un procédé différent du gainage par extrusion d'un polymère de type PEHD. Aux figures 4 à 8 on décrit maintenant un second procédé pour fixer sans glissement possible le collier à la gaine. Elle consiste à entourer, à intervalles déterminés, un câble 1 monotoron par des manchons 20 cylindriques de faible épaisseur, en matériau ductile et imperméable à l'air et à l'eau (acier, inox, zinc...), de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre du câble, selon la figure 4. Ces manchons 20 sont positionnés et bloqués sur le câble (par collage, pressage, ligature, etc....) préalablement à l'extrusion de la gaine 2 sur le câble, aux emplacements futurs des colliers à installer ultérieurement sur le câble. Les manchons ont une longueur supérieure à la longueur des colliers. Une fois les manchons 20 bloqués sur le câble, la gaine en polymère est extrudée autour du câble sur toute sa longueur, et vient ainsi recouvrir les manchons selon la figure 5. Après refroidissement de la gaine, on retire les portions de gaine localisées au droit de chaque manchon, par découpe d'une longueur de gaine inférieure à la longueur de chaque manchon, mais supérieure à la longueur de chaque demi-collier 4 ou 5, selon la figure 6. Ainsi chaque manchon reste recouvert à son extrémité par la gaine en polymère. Ces recouvrements 40 et 41 assurent une continuité de l'étanchéité à l'air et à l'eau entre gaine et manchons. Le câble est ainsi recouvert sur toute sa longueur par un gainage continu et imperméable alternant la gaine en polymère de type PEHD avec le matériau du manchon. Les colliers peuvent alors être mis en oeuvre et serrés sur les manchons. Le serrage appliqué a pour but d'écraser chaque manchon sur le câble de façon à mobiliser suffisamment de frottement entre les colliers et les manchons, d'une part, et entre les manchons et le câble, d'autre part, afin d'empêcher le glissement du collier sur le câble. Suivant un perfectionnement de ce qui vient d'être décrit, la surface intérieure des demi-colliers est constituée de trois sections 27,28 et 29, la section 27 ayant un diamètre relativement grand, la section 28 ayant un diamètre relativement petit et la section 29 ayant un diamètre relativement grand, et notamment égale au diamètre de la section 27. L'étendue dans la direction de l'axe du câble 1 des sections 27 et 29 et l'étendue dans cette même direction de la section 28 sont calculées de sorte que lorsque l'on vient appliquer les deux demi-colliers l'un contre l'autre, les extrémités 40 et 41 en regard l'une de l'autre de la gaine 2 sont prises en sandwich entre la surface intérieure des sections 27 et 29 d'extrémité des deux demi-colliers et le câble 1 sont pressés par ces derniers. La surface intérieure de la section 28 venant elle, presser directement le manchon 20. Les découpes pratiquées dans la gaine sont différentes des descriptions données ci-avant : en effet, il faut retirer les portions de gaine localisées au-dessus de chaque manchon, par découpe d'une longueur, à la fois, inférieure à la longueur de chaque manchon et inférieure à la longueur de chaque demi-collier, selon la figure 7. Lors du serrage du collier sur le câble, les extrémités du collier viennent écraser les bords découpés du polymère, selon la figure 7. Les bords du polymère seront convenablement déformés, afin de garantir un bon contact entre le collier et le manchon, et afin d'assurer un contact étanche entre les bords du collier et le polymère : - soit en réchauffant les bords du PEHD à une température suffisante, préalablement au serrage du collier sur le câble, - soit en chauffant les bords du collier à une température suffisante, préalablement au serrage du collier sur le câble. Par rapport au procédé décrit précédemment, ce second procédé peut permettre de réduire la longueur des colliers (à effort de glissement égal), car il autorise un effort de serrage plus important du collier sur le câble, tout en garantissant la protection totale à l'air et à l'eau du câble sur toute sa longueur, à l'exception de ses deux extrémités qui peuvent être protégées par un procédé différent du gainage par extrusion d'un polymère de type PEHD. Suivant un autre mode de réalisation, on retire du câble 1 des figures 1 à 3 la gaine 2 en polymère à l'emplacement des colliers, pour permettre le serrage du collier directement sur le câble sans manchon intermédiaire, et empêcher le déplacement du collier le long du câble, par frottement entre le collier et câble, lorsque le collier est soumis à des efforts de glissement. La longueur de découpe est, dans ce cas, inférieure à la longueur du collier. Le collier est constitué de deux demi-colliers. Lors de la pose d'un collier sur le câble les extrémités du collier viennent écraser les bords découpés du polymère, selon la figure 9. Les bords du polymère seront convenablement déformés, afin de garantir un bon contact entre le collier et le manchon, et afin d'assurer un contact étanche entre les bords du collier et le polymère : - soit en réchauffant les bords du PEHD à une température suffisante, préalablement au serrage du collier sur le câble, - soit en chauffant les bords du collier à une température suffisante, préalablement au serrage du collier sur le câble. Suivant un perfectionnement de l'invention, on insuffle de l'air sec à un endroit du câble dans les vides existant entre les fils du monotoron. Cet air canalisé par le gainage et par les colliers jusqu'à un évent localisé à un ou d'autres endroits du câble déshumidifie le monotoron sur la portion concernée, voire sur toute sa longueur et élimine les risque de corrosion liés à des infiltrations d'eau en extrémités de câbles ou au droit de blessures infligés accidentellement à la gaine en polymère. Aux figures 10 et 11, il est montré une variante du dispositif des figures 8 et 9. Les sections 27 et 29 de plus grand diamètre forment à leur interface avec la section 28 non pas un coin à angle droit comme c'est le cas pour le mode de réalisation de la figure 8 mais un coin d'angle inférieur à 900, par exemple 800. Lors du serrage des demi-colliers de la figure 10 contre la gaine, comme on le voit à la figure 11, le bord extérieur 50 des sections 27 et 29 vient s'incruster dans la gaine augmentant ainsi l'étanchéité au niveau de l'interface collier gaine par rapport à l'utilisation d'un demi-collier tel que représenté à la figure 8. Un collier tel que décrit à la figure 10 peut bien évidemment être également utilisé dans le mode de réalisation de la figure 7 (avec manchon). REVENDICATIONS 1. Ouvrage, notamment un pont suspendu, ayant une charge suspendue à au moins un câble (1) porteur, une gaine (2) disposée autour du câble (1) porteur et au moins un collier (3) de suspension entourant un tronçon dudit au moins un câble et de sa gaine associée, caractérisé en ce que - la gaine (2) est formée par extrusion directement sur le câble (1) porteur ; et - il est prévu des moyens (9,10, 6,16) antiglissements destinés à empêcher un glissement mutuel entre le collier et la gaine, disposés notamment au niveau du tronçon entouré par le collier. 2. Ouvrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine est en un matériau polymère extrudé, notamment en polyéthylène haute densité (PEHD). 3. Ouvrage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens anti-glissements sont constitués à la surface (7) intérieure du collier, qui est notamment de forme cylindro-circulaire, d'ergots (6) ou saillies à distance les unes des autres, de préférence de manière régulière qui, lorsque le collier est serré contre la gaine, s'incrustent dans la gaine et ainsi empêchent un glissement de la gaine par rapport au collier. 4. Ouvrage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens anti-glissements sont constitués de rainures (10 ; 16) ou engravures formées dans la surface intérieure du collier et inclinées par rapport à l'axe du câble porteur, notamment transversalement à celuici, qui lorsque le collier est serré contre la gaine, s'incrustent dans la gaine et ainsi empêchent un glissement de la gaine par rapport au collier. 5. Ouvrage suivant l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il est formé autour du câble des manchons (20) en un matériau ductile sur des tronçons à distance les uns des autres le long du câble, la gaine étant extrudée autour de l'ensemble formé par le câble et les manchons ; la gaine étant ensuite découpée au niveau des manchons sur une partie centrale de ceux-ci tout autour de la gaine, au niveau où l'on souhaite avoir la jonction entre le collier de suspension et le câble. 6. Ouvrage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le collier comporte une surface intérieure en échelon, divisée en trois sections, une première section (27) de diamètre relativement grand, une seconde section (28) centrale de diamètre relativement petit, et une troisième section (29) de diamètre relativement grand, notamment égal au diamètre de la première section, les dimensions longitudinales, c'est-à-dire le long du câble, des différentes sections étant choisies de sorte que lorsque l'on serre le collier et notamment les deux demi-colliers contre la gaine, la section centrale vient en contact contre le manchon tandis que les sections d'extrémité viennent presser la gaine. 7. Ouvrage suivant l'une des revendications 1 à 2, la gaine étant ensuite découpée au niveau où l'on souhaite avoir la jonction entre le collier de suspension et le câble. 8. Ouvrage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le collier comporte une surface intérieure en échelon, divisée en trois sections, une première section (27) de diamètre relativement grand, une seconde section (28) centrale de diamètre relativement petit, et une troisième section (29) de diamètre relativement grand, notamment égal au diamètre de la première section, les dimensions longitudinales, c'est-à-dire le long du câble, des différentes sections étant choisies de sorte que lorsque l'on serre le collier et notamment les deux demi-colliers contre la gaine, la section centrale vient en contact contre le câble tandis que les sections d'extrémité viennent presser la gaine. 9. Ouvrage suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens anti-glissements sont réalisés par chauffage de la gaine ou du collier, puis serrage du collier sur la gaine.