CA2346558A1 - Deviateur pour cable de hauban - Google Patents
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Abstract
Déviateur (7) pour câble de hauban (2) à n torons séparés (3), comprenant au moins un corps (14) qui a deux faces opposées au moins approximativement perpendiculaires à un axe longitudinal (13) du corps et qui comporte n canau x (8) traversant le corps d'une face à l'autre de celui-ci et disposés selon u n réseau maillé, et dans lequel chaque canal (8) a un diamètre intérieur chois i de manière à définir en service un jeu radial juste suffisant pour qu'un tor on (3) du câble (2) puisse passer librement dans le canal, le réseau maillé for mé par les canaux (8) a, sur une première des deux faces opposées du corps (14) , un première dimension de maille (m1) et sur la seconde face du corps (14) un e seconde dimension (m2) plus grande que la première dimension de maille, et dans lequel à l'exception d'un canal central situé sur l'axe longitudinal du corps (14), chaque canal (8) s'étend entre les première et seconde faces du corps suivant un trajet courbe, et les canaux (8) qui sont situés à la périphérie du réseau maillé et qui ont, parmi tout les canaux (8), le trajet courbe ayant le plus petit rayon de courbure (min. de R), ont en tout point de leur trajet une coubure au plus égale à une courbure maximale prédéfinie, et le corps (14) est en une matière capable d'être mise en forme avec des épaisseurs inférieures à 2mm et ayant une résistance à la compression supérieure à 20 MPa et une résistance à la traction supérieure à 10 MPa.</SD OAB>
Description
WO 00/23654 ~ PC'f/FR99/02496 DEVIATEUR POUR CABLE DE HAUBAN
La présente invention concerne un déviateur pour câble de hauban à n torons séparés, du type comprenant au moins un corps qui a deux faces opposées au moins 5 approximativement perpendiculaires à un axe longitudinal du corps, et qui est percé
de n trous traversant le corps d'une face à l'autre de celui-ci et disposés selon un réseau maillé, chaque trou ayant un diamètre intérieur correspondant au diamètre extérieur d'un toron du câble.
Dans un câble de hauban, les torons du câble, vus en coupe transversale, sont i o usuellement disposés sous la forme d'un réseau maïllé, par exemple. un réseau à
maille triangulaire. Dans la partie courante du câble de hauban, c'est-à-dire dans la partie du câble s'étendant entre deux ancrages situës aux extrémités du câble.
la maille doit être aussi petite et compacte que possible de manière à minimiser la résistance du câble au vent et à réduire le coût de cette partie courante, en particulier 15 le coût de la gaine du câble et de la matière injectée dans cette gaine pour la protection du câble. En revanche, au niveau de chaque ancrage, les torons doivent être écartés les uns des autres de telle façon que l'on puisse juxtaposer les mors de serrage ou les manchons qui servent à fixer individuellement les torons à la tête d'ancrage. II est donc usuellement prévu un déviateur qui permet de faire passer les 2o torons de la maille large de la tête d'ancrage à la maille compacte de la partie courante du câble de hauban.
Au niveau de la tête d'ancrage et au niveau du déviateur, les torons ne doivent pas subir de déviation angulaire brusque et ne doivent pas se toucher afin d'améliorer le comportement à Ia fatigue de l'ancrage. De manière plus générale, on cherche à
35 limiter au maximum, voire à supprimer, les contacts toron-métal car, en service, de tels contacts sont susceptibles de provoquer de l'usure par petits débattements, ce que les hommes de l'art appellent le "fretting corrosion".
Une technique usuelle consiste donc à faire subir à chaque toron une petite déviation angulaire, qui est en général inférieure à 2° et usuellement d'environ 1 °, en 3o plaçant un déviateur à une distance de !a tête d'ancrage telle que la déviation des torons les plus déviés, c'est-à-dire ceux qui se trouvent à la périphérie du câble, soit inférieure à l'angle indiqué ci-dessus.
WO 00/23654 ~ PCT/ER99/02496 Dans le cas de torons individuellement gainés, le déviateur est usuellement constitué par un dispositif du type collier, qui serre les torons gainës entre eux. Les torons se touchent alors par leur gaine individuelle.
Dans le cas de torons non gainés individuellement, le déviateur est 5 usuellement constitué par un disque en matière plastique, qui est percé
d'autant de trous que de torons, chaque toron passant par un trou respectif du disque et chaque trou ayant un axe parallèle à l'axe longitudinal du câble de hauban.
Cette technique connue de déviation présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. Dans le cas des torons non gainés, kors de leur enfilage, les torons doivent être guidés depuïs la tête d'ancrage jusqu'au déviateur, puisque ces deux pièces sont éloignées l'une de l'autre et que chaque toron doit passer dans deux trous qui se correspondent dans les deux pièces, c'est-à-dire qui ont la même position dans le réseau maillé. En outre. dans tous les cas, c'est-à-dire que les torons soient gainés ou non, le déviateur doit être placé à une distance relativement importante de la tête 15 d'ancrage de sorte que la longueur totale de la zone d'ancrage plus la zone de déviation est elle-même importante. Comme on le verra plus loin, avec un déviateur classique, la distance entre le déviateur et la tête d'ancrage peut atteindre 3,4 m dans le cas d'un câble composé de 61 torons du typè T15S couramment utilisés pour les câbles de haubans, et d'environ 2,6 m dans le cas d'un câble composé de 37 torons.
2o De plus, la coaxialité entre la tête d'ancrage et le déviateur doit être garantie sous peine d'introduire une déviation angulaire supplémentaire. Par conséquent. le déviateur doit être maintenu par une liaison rigide (événtuellement semi-rigide), qui peut être constituée par exemple, par un tube de coffrage dans un pylône ou par un tube encastré dans une chape. Cette liaison supporte des efforts importants à
"l'état z5 limite ultime", ce qui nécessite, dans certaines configurations d'ancrage, un encastrement du tube de liaison d'autant plus complexe que le déviateur est placé loin de la tête d'ancrage.
Pour toutes les raisons qui précèdent, il est souhaitable de réduire la distance entre le déviateur et la tête d'ancrage. Un moyen pour réduire cette distance peut 3o consister à réduire la distance entre les torons adjacents dans la tête d'ancrage, comme cela se fait dans certains procédés d'ancrage en vue de réduire les dimensions de la tête d'ancrage elle-mëme. Toutefois. la réduction de la distance entre les torons WO 00/23654 PCT/P'R99/02496 adjacents, autrement dit la réduction de la dimension de la maille du réseau maillé
formé par les torons dans la tëte d'ancrage, est nécessairement limitée, d'une part à
cause de la présence des mors de serrage ou des manchons filés qui servent à
fixer individuellement les torons sur la tête d'ancrage et qui doivent pouvoir être juxtaposés sur cette dernière, et d'autre part parce que des trous trop rapprochés dans la tête d'ancrage affaibliraient cette dernière et nuiraient par conséquent à
sa résistance mécanique. Il en résulte donc que cette solution connue ne permet qu'une réduction limitée de la distance entre le déviateur et la tête d'ancrage.
On connaît par ailleurs des systèmes d'ancrage de câble, dans lesquels chacun 1o des torons individuels du câble est amené à suivre un trajet courbe soit dans une sorte de déviateur placé immédiatement avant la ou les têtes d'ancrage (US -4.473.915 et FR - 1.328.971), soit dans la structure de (ouvrage en béton (US-4.442.646, figure 4), soit encore dans la tête d'ancrage elle-même (US-4.442.646, figure 6, US-4.484.425). Dans tous ces systèmes d'ancrage connus, qui permettent de réduire ~ 5 sensiblement la longueur totale de la zone de déviation et d'ancrage des torons du câble, les dits torons passent individuellement dans des tubes courbes de guidage qui sont noyés dans une matrice en béton ou en un coulis de ciment.
Dans les systèmes d'ancrage connus par les brevets US-4.473.915, US-4.442.646 et US-4.484.425, les tubes de guidage ont un diamètre intérieur 2o sensiblement plus grand que le diamètre extérieur des torons individuels.
Une résine époxy, un mortier ou un coulis de ciment est injecté de façon à remplir les espaces vides entre chaque toron et la paroi interne du tube de guidage qui l'entoure.
Avec un tel arrangement connu, il n'est pas possible d'obtenir une déviation des torons telle que les torons du faisceau de torons sortant du déviateur, du côté de la partie 25 courante du câble, soient disposés selon un réseau maillé ayant une très petite dimension de maille. Cela tient au cumul des épaisseurs des différents matériaux entrant dans la fabrication du déviateur entre deux torons adjacents quelconques du câble, et au fait que le béton, le mortier et le coulis de ciment sont inaptes à résister à
des efforts de traction importants lorsqu'ils sont mis en oeuvre avec de faibles 3o épaisseurs.
Plus précisément, dans les systèmes d'ancrage et de déviation courts décrits dans les trois brevets US précités. la dimension minimale de maille est la somme WO 00/23654 ~ PCT/FR99/02496 . du diamètre intérieur des tubes de guidage des torons, de deux épaisseurs de paroi de ces tubes de guidage, d'une épaisseur minimale du matériau enrobant les tubes de guidage et les maintenant en position, c'est-à-dire un coulis de ciment ou un béton selon la description du brevet US 4.473.915.
Pour un câble constitué de torons TI SS, couramment utilisé, le diamètre intérieur des tubes de guidage doit être de l'ordre de 22 mm pour permettre une bonne injection de l'espace résiduel entre le toron et le tube avec un coulis de ciment.
L'épaisseur de la paroi des tubes de guidage dépend bien sûr de la nature du ! o matériau qui les constitue et de leur type ; on peut considérer que cette épaisseur est comprise entre 2 et 3 mm.
Pour résister aux efforts de pression exercés par chaque toron sur la paroi du matériau enrobant les tubes de guidage, du fait de la courbure et de la tension des tarons, une valeur de 5 mm semble un minimum pour l'épaisseur du béton ou du coulis entre deux tubes adjacents.
En ajoutant ces valeurs, on trouve que la valeur minimale de la maille d'un câble constitué selon le brevet US 4.473.15 est de 31 mm.
Les autres systèmes d'ancrage et de déviation courts connus et présentant des caractéristiques similaires (US 4.848.425, US 4.462.646, FR 1.328.971 ) conduisent à
2o des valeurs comparables, et même quelquefois supérieures. Il est possible d'affirmer qu'avec ces systèmes connus, on ne peut obtenir une dimension de maille inférieure à
une valeur voisine de 30 mm dans la partie courante du câble.
Si on prend pour exemple deux câbles couramment utilisés dans les applications de haubanage, l'un de 37 torons TiSS, (autre de 61 torons T15S, l'un et l'autre arrangés selon une maille triangulaire équilatérale autour d'un toron central, on trouve que le premier câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 196 mm, tandis que le deuxième câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 256 mm.
I1 en résulte que. dans la partie courante du câble, la section transversale 3o globale du faisceau de torons parallèles formant le câble a un diamètre relativement grand, nécessitant l'utilisation d'une gaine de protection du câble ayant elle-même un diamètre relativement grand adapté à celui du câble. Ceci conduit à un câble gainé
relativement coûteux, à cause de la gaine de diamètre relativement grand et à
cause de la plus grande quantité de matière qui doit y être injectée pour ta protection du câble. En outre, dans le cas où le câble est un câble de hauban, il présente une résistance au vent relativement grande à cause du diamètre relativement grand de sa gaine. Entin, du fait qu'une résine époxy, un mortier ou un coulis de ciment est injecté dans les tubes de guidage, les torons ne peuvent plus être extraits desdits tubes après la prise de la matière injectée. Il en résulte qu'il n'est pas possible to d'effectuer un remplacement toron par toron en cas de besoin, et que le câble doit alors être remplacé en totalité ainsi qu'au moins une partie de ses systèmes d'ancrage.
Dans le système d'ancrage connu par le brevet FR-1.328.971 précité, aucune matière n'est injectée dans les tubes de guidage, de sorte que, en service, les torons individuels peuvent glisser librement dans lesdits tubes. Ceci permet de retendre 15 ultérieurement les torons s'ils ont perdus une partie de leur tension, et de remplacer en cas de besoin un ou plusieurs torons du câble, toron par toron, sans avoir à
remplacer la totalité du câble et de ses ancrages. Toutefois, dans ce dernier système d'ancrage connu, les torons du faisceau de torons sortant du déviateur, du côté de la partie courante du câble, sont espacés transversalement les uns des autres d'une 2o distance relativement grande par rapport à leur distance mutuelle dans la partie courante du câble. dans laquelle les torons sont nettement plus resserrés comme cela est souhaitable. Ceci est obtenu en disposant devant le déviateur une bague ou manchon tronconique qui resserre les torons en direction de la partie courante du câble et, inversement, leur permet de s'épanouir en direction de leurs tubes respectifs 25 de guidage dans le déviateur. La bague ou manchon tronconique fait donc aussi office de déviateur et ce système d'ancrage connu comporte donc en réalité
deux déviateurs placés bout à bout.
Bien que le système d'ancrage connu par le brevet FR-1.328.91 ne présente pas les inconvénients susmentionnés des systèmes d'ancrages décrits dans ies trois 3o brevets US précités, il présente néanmoins (inconvénient que la déviation des torons doit être assurée par deux déviateurs successifs pour que le câble et sa gaine protectrice aient un diamètre aussi faible que possible dans la partie courant du câble.
WO OOI23654 6 PCT/FR99/0249b En outre, en se référant à la figure 1 du brevet FR-1.328.971, on voit que au moins les torons situés à la périphérie du câble subissent deux flexions ou déviations angulaires relativement brusques (> ~°) respectivement dans les régions des deux faces d'extrémité du manchon tronconique.
De plus, comme les torons ne sont pas maintenus espacés les uns des autres dans la région de l'extrémité de plus petit diamètre du manchon tronconique, la flexion relativement brusque qu'ils subissent à cet endroit les amène à venir en contact les uns avec les autres au moins pour ce qui concerne les torons situés dans les couches périphériques du câble. Du fait de ces flexions relativement brusques et to des contacts qui en résultent entre les torons situés dans lesdites couches périphériques, ainsi que entre les torons les plus extérieurs du câble et le bord d'extrémité de plus petit diamètre du manchon tronconique et entre les torons et le bord des ouvertures des tubes courbes de guidage, et du fait des inévitables petits déplacements des torons sous l'effet des charges dynamiques auxquelles ils sont soumis en service, les torons . sont sujets à la fatigue et à une usure par petits débattements ("fretting corrosion") dans les régions sus-indiquées.
La présente invention a donc pour but de fournir un déviateur permettant d'obtenir à la fois une réduction substantielle de la longueur totale de la zone de déviation et d'ancrage des torons d'un câble de hauban, une dimension de maille aussi petite que possible pour le réseau maillé formé par les torons dans la partie courante du câble. et la possibilité de remplacement d'un ou plusieurs torons du câble, toron par toron, et tout en évitant de soumettre lesdits torons à des déviations angulaires localisées inacceptables.
A cet effet, l'invention fournit un déviateur pour câble de hauban à n torons ~5 séparés, comprenant au moins un corps qui a deux faces opposées au moins approximativement perpendiculaires à un axe longitudinal du corps et qui comporte n canaux traversant le corps d'une face à l'autre de celui-ci et disposés selon un réseau maillé, et dans lequel chaque canal a un diamètre intérieur choisi de manière à définir en service un jeu radial juste suffisant pour qu'un toron du câble puisse passer 3o librement dans le canal, le réseau maillé formé par les canaux a, sur une première des deux faces opposées du corps, une première dimension de maille et sur la seconde face du corps une seconde dimension de maille plus grande due la première WO 00/23654 ~ PCT/FR99/02496 dimension de maille, et dans lequel à l'exception d'un canal central situé sur l'axe longitudinal du corps, chaque canal s'étend entre les première et seconde faces du corps suivant un trajet courbe. caractérisé en ce que les canaux qui sont situés à la périphérie du réseau maillé et qui ont. parmi tous les canaux. le trajet courbe ayant le plus petit rayon de courbure. ont en tout point de leur trajet une courbure au plus égale à une courbure maximale prédéfinie, et en ce que le corps est en une matière capable d'être mise en forme avec des épaisseurs inférieures à 2 mm et ayant une résistance à la compression supérieure à 20 MPa et une résistance à la traction supérieure à 10 MPa.
1o Le trajet courbe de chaque canal du déviateur a une courbure prédéfinie, constante ou non constante, qui est compatible avec la résistance mécanique du toron et sa tenue à la fatigue, et qui permet de faire passer les torons de la première dimension de maille à la seconde dimension de maille, respectivement au niveau des première et seconde faces du corps du déviateur, sur une longueur de déviation qui, comme on le verra plus loin, est très inférieure à celle qui est nécessaire avec les déviateurs classiques placés à distance de la tête d'ancrage. Pour des torons du type T15, T15S ou T16, qui sont couramment utilisés pour former des câbles de hauban, le rayon de courbure (min. de R) des canaux- du déviateur qui sont situés à la périphérie du réseau maillé ont une valeur supérieure ou égale à 1 m, de préférence 2o supérieure ou égale à 2 m et inférieure ou égale à 5 m, de préférence inférieure ou égale à 4 m, par exemple, la valeur (min. de R) est égale à 2,5 m.
De préférence, ladite première dimension de maille (m,) a une valeur qui satisfait à la relation c~+l,5mm_<m,<_~+Smm dans laquelle ~ est la valeur du diamètre intérieur des canaux qui satisfait elle-même à la relation cp+0,4mm_<<~<_cp+2mm dans laquelle cp est la valeur du diamètre d'ur1 toron du câble.
Dans un premier mode de réalisation du déviateur selon l'invention. utilisable 3o avec une tête d'ancrage dont les trous ont des axes parallèles à l'axe longitudinal du câble, chaque trajet courbe des canaux du déviateur comporte deux parties successives courbées en sens opposés, à savoir, partant de la première face du corps du déviateur, une première partie ayant une concavité tournée vers l'extérieur du corps, suivie d'une seconde partie ayant une concavité tournée vers l'intérieur du corps.
Dans un autre mode de réalisation du déviateur selon l'invention, utilisable avec une tête d'ancrage dont les trous ont des axes qui convergent vers l'axe longitudinal du câble, chaque trajet courbe des canaux du déviateur est courbé
de façon monotone de la première à la seconde face du corps du déviateur.
Dans les deux cas, la dimension de la maille du réseau maillé formé par les t o canaux du déviateur sur la seconde face de celui-ci (seconde dimension de maille) peut être choisie de manière à correspondre à la dimension de maille des trous de la tête d'ancrage. Dans ces conditions, le déviateur peut être accolé à la tête d'ancrage pour former un ensemble très compact. En outre, comme chaque canal du déviateur est contigu à un trou correspondant de la tête d'ancrage et forme avec lui un trajet t5 continu pour le toron qui passe à travers eux, l'enfilage des torons à
travers les trous de la tête d'ancrage et les canaux du déviateur est grandement facilité et l'on peut se passer des tubes de guidage qui, avec certains déviateurs connus situés à
distance de la tëte d'ancrage, devaient être prévus entre le déviateur et la tête d'ancrage pour guider les torons de l'un à l'autre de ces deux éléments.
2o En outre, dans le déviateur selon l'invention, chaque toron est en contact avec la surface intérieure du canal correspondant du déviateur sur une longueur relativement importante par rapport à un déviateur classique. Du fait de cette longueur de contact relativement grande. et du fait de la forme courbe du trajet suivi par chaque toron dans le déviateur. chaque toron est soumis en service, lorsqu'il est 25 tendu. à une force de frottement dans le canal correspondant du déviateur.
Dans le cas où les torons sont fixés à la tête d'ancrage au moyen de mors de serrage, les forces de frottement appliquées aux torons par le déviateur permettent de diminuer l'amplitude des sollicitations de fatigue subies par les torons dans les mors de serrage de la tëte d'ancrage. A cet égard, le déviateur selon l'invention agit donc comme un 3o filtre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante de divers exemples de réalisation du déviateur, donnés en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en partie en élévation et en partie en coupe longitudinale montrant un ancrage pour câble de hauban utilisant un déviateur classique ;
- les figures 2 et 3 sont des vues en coupe transversale respectivement suivant les lignes A-A et B-B de la figure 1 ;
- la figure ~ est un schéma permettant d'expliquer le calcul de la longueur de io la zone de déviation qui est nécessaire pour dévier transversalement d'une quantité
prédéterminée un toron d'un câble dans le cas du déviateur conventionnel de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue semblable à la figure 1 montrant un ancrage pour câble de hauban utilisant un déviateur selon l'invention, la figure 5 montrant en outre i 5 une premiëre forme du trajet courbe des canaux du déviateur dans le cas où
les trous de la tête d'ancrage ont des axes parallèles à l'axe médian longitudinal du câble ;
- la figure 6 est une figure sernblable~ à la figure 5, également avec un déviateur selon l'invention, montrant une seconde forme du trajet courbe des canaux du déviateur dans le cas où les trous de la tête d'ancrage ont des axes qui convergent 2o vers l'axe médian longitudinal du câble ;
- la figure 7 est un schéma permettant d'expliquer le calcul de la longueur de la zone de déviation qui est nécessaire pour dévier transversalement de ladite quantité prédéterminée un toron d'un câble dans le cas du déviateur de la figure 6 ;
- les figures 8 à 11 sont des vues en élévatïon latérale, avec arrachement, 25 montrant quatre formes concrètes de réalisation d'un déviateur selon l'invention conforme à la figure 6.
La figure 1 montre un ancrage conventionnel 1 pour un câble de hauban multi-torons 2.
Bien que pour des raisons de simplification et de clarté de la figure l, celle-ci 3o ne montre que deux torons 3, le câble de hauban 2 comporte usuellement un grand WO 00/23654 ~ p PCT/FR99/02496 nombre de torons, par exemple 37 torons 3 comme montrés dans les figures 2 et 3.
L'ancrage 1 comprend une tëte d'ancrage 4, qui est percée de n trous 5 (37 trous dans l'exemple représenté) dans chacun desquels les torons 3 du câble de hauban 2 sont ancrés individuellement de manière connue, par exemple au moyen de clavettes ou mors coniques 6, auquel cas les trous 5 sont en partie cylindriques et en partie coniques. Les trous 5 de la tête d'ancrage 4 sont disposés selon un arrangement formant un réseau maillé, par exemple à maille triangulaire équilatérale (figure 3), qui a une dimension donnée de maille, par exemple 33 mm dans le cas où l'on utilise des torons du type T15S de classe 1770 ou 1860 MPa (correspondant à une force 10 garantie à la rupture de 265.500 ou 279.000 N) qui ont un diamètre de 15,7 mm. La dimension de maille correspond à la distance entre les axes d'une paire quelconque de trous 5 adjacents.
L'ancrage 1 représenté dans la figure 1 comprend en outre un déviateur 7 percé de n trous 8 (n = 37 dans l'exemple représenté), qui permet de convertir ~ 5 l'arrangement des torons 3 dans ia tête d'ancrage 4 en un arrangement formant un réseau maillé (figure 2) qui a une dimension de maille plus petite que celle du réseau maillé des trous 5 de la tête d'ancrage 4, par exemple une dimension de maille de 18 mm, pour la partie courante du câble de hauban 2. La partie courante du câble de hauban 2 est la partie qui s'étend entre l'ancrage 1 montré dans la figure 1 et un autre 2o ancrage (non montré) situé à l'autre extrémité du câble de hauban 2, et qui passe usuellement dans une gaine 9 (seule une toute petite partie de cette gaine est visible dans la figure 1 ) constituée par exemple par un tube en polyéthylène haute densité
(PEHD).
Le déviateur 7, réalisé par exempie en PERD, est fixé à l'une des extrémités 25 d'un tube métallique 1 l, lui-même fïxé ou encastré dans une partie 12 d'un ouvrage à
haubaner. Le tube 11 supporte et maintient le déviateur 7 à une distance prédéfinie I, (figure 4) de la tête d'ancrage 4. Cette distance li est usuellement choisie de telle façon que la déviation angulaire a, produite par le déviateur 7 reste inférieure ou égale à une valeur prédéfinie usuellement à 1 à 2 ° pour tous les torons 3 afin que, en 3o service, ceux-ci ne soient pas soumis à une fatigue trop importante à
l'endroit où ils sortent du déviateur 7, c'est-à-dire aux orifices de sortie des trous 8 orientés vers la tête d'ancrage 4, et éventuellement aussi à l'endroit où ils entrent dans la tête d'ancrage 4, c'est-à-dire aux orifices d'entrée des trous 5 orientés vers le déviateur 7 si les axes des trous 5 sont parallèles à l'axe médian longitudinal I 3 de l'ancrage I .
En se référant à la figure 4, si l'on désigne par d le décalage transversal subi par l'un quelconque des torons 3 du câble 2 entre le déviateur 7 et la tête d'ancrage 4, 5 par e, la distance entre l'axe 13 et l'axe du trou 8 par lequel passe le toron 3 dans le déviateur 7, et par e~ la distance entre l'axe 13 et l'axe du trou 5 par lequel passe le toron dans la tête d'ancrage ~l, la distance li est alors donnée par l'équation suivante d e2-e, I~= _ - (1) tga tga Les distances e, et e~ sont elles-mêmes données par les équations suivantes e, = r.mi (2) e2 = r.m~ (3) dans lesquelles m, et m2 sont respectivement les dimensions de maille des réseaux formés par les trous 8 et 5 respectivement dans le déviateur 7 et dans la tête d'ancrage 4, et r est un nombre correspondant au rang du trou 8 ou 5 considéré
par rapport à l'axe I 3. A partir des équations ( 1 ) à (3), la distance l, peut être exprimée 2o par l'équation suivante r(m, - tn,) I~ _ (4) tga 25 Etant donné que les torons 3 qui subissent la plus forte déviation angulaire a sont ceux qui se trouvent à la périphérie du réseau maillé de trous, en particulier ceux qui passent dans les trous qui sont situés aux sommets de l'hexagone formé par le réseau de trous et qui ont le rang le plus élevé (les trous de rang 3 dans l'exemple représenté sur la figure 3), la distance l, doit donc ëtre calculée pour les trous de rang 3o le plus élevé. Pour un câble 2 de 37 torons du type TI SS. avec une dimension de maille m, de 18 mm, une dimension de maille m~ de 33 mm, une déviation angulaire a de 1 ° et une valeur de r égale à 3, on obtient une distance l, égale à 2,56 m. Pour un câble 2 de 61 torons. r est égal à 4 et avec les mêmes valeurs des paramètres m,.
WO 00/23654 ~ ~ PCT/FR99/02496 m2 et a, on obtient pour la distance pour la distance l~ une valeur de 3,44 m.
D'après ce qui précède. on voit donc que, dans l'ancrage 1 conventionnel montré dans ia figure 1, la distance l, doit être relativement importante. Grâce à la présente invention. cette distance peut être considérablement réduite comme on va maintenant le voir.
La figure 5 montre un ancrage 10 utilisant un déviateur 7 selon une première forme de réalisation de l'invention. Les éléments de l'ancrage 10 de la figure 5 qui sont identiques ou qui jouent le même rôle que ceux de l'ancrage conventionnel 1 de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de rëférence et ne seront pas décrits lo à nouveau en détail. Le déviateur 7 de l'ancrage 10 de la figure 5 se présente sous la Forme d'un corps 14, par exemple cylindrique, qui a une longueur axiale plus grande que celle du déviateur 7 de l'ancrage conventionnel 1 de la figure 1, et qui comporte autant de canaux 8 qu'il y a de torons 3 dans le câble 2. Chaque canal 8 a de préférence un diamètre intérieur c» qui satisfait à la relation ts _cp+0,4mm_<fi<_cp+2mm dans laquelle cp est le diamètre extérieur d'un toron 3.
Sur la face du corps 14 orienté vers la gaine 9, le réseau maillé formé par les canaux 8 du déviateur 7 de la figure 5 a une première dimension de maille m, qui peut être la même que celle du réseau maillé formé par les trous du déviateur 7 des 2o figures I et 2. Sur la face opposée du corps 14, qui est tournée vers la tête d'ancrage 4, le réseau maillé formé par les canaux 8 du déviateur 7 de la figure 5 a une seconde dimension de maille m~ qui est plus grande que la première dimension de maille m, et qui est de préférence égale à la dimension de maille du réseau formé par les trous 5 de la tête d'ancrage 4. Dans ces conditions, le déviateur 7 et la tête d'ancrage 4 25 peuvent être accolés l'un à l'autre comme montré dans la figure 5.
A l'exception du canal central 8 du déviateur 7, qui est situé sur l'axe longitudinal du corps 14 et qui est droit, tous les autres canaux 8 du déviateur 7 de la figure 5 s'étendent entre les deux faces du corps 14 suivant un trajet courbe, qui a en tout point une courbure plus égale à une courbure maximale prédéfinie. Dans cette 3o forme de réalisation, le trajet courbe des canaux situés à la périphérie du réseau maillé ont une courbure plus forte que celle des trajets des canaux plus proches de WO 00/23654 ~ ~ PCT/FR99/02496 L'axe longitudinal du corps 14, tout en restant cependant inférieure à la courbure maximale prédéfinie. Comme indiqué plus haut, cette courbure maximale prédéfinie est choisie de façon à être compatible avec la résistance mécanique des torons 3 et avec leur tenue à la fatigue. Avec des torons 3 du type T15S qui sont les plus 5 couramment utilisés pour les câbles de haubans, ie rayon minimal de courbure du trajet courbe des canaux 8 est au moins égal à 1 m, de préférence au moins égal à
La présente invention concerne un déviateur pour câble de hauban à n torons séparés, du type comprenant au moins un corps qui a deux faces opposées au moins 5 approximativement perpendiculaires à un axe longitudinal du corps, et qui est percé
de n trous traversant le corps d'une face à l'autre de celui-ci et disposés selon un réseau maillé, chaque trou ayant un diamètre intérieur correspondant au diamètre extérieur d'un toron du câble.
Dans un câble de hauban, les torons du câble, vus en coupe transversale, sont i o usuellement disposés sous la forme d'un réseau maïllé, par exemple. un réseau à
maille triangulaire. Dans la partie courante du câble de hauban, c'est-à-dire dans la partie du câble s'étendant entre deux ancrages situës aux extrémités du câble.
la maille doit être aussi petite et compacte que possible de manière à minimiser la résistance du câble au vent et à réduire le coût de cette partie courante, en particulier 15 le coût de la gaine du câble et de la matière injectée dans cette gaine pour la protection du câble. En revanche, au niveau de chaque ancrage, les torons doivent être écartés les uns des autres de telle façon que l'on puisse juxtaposer les mors de serrage ou les manchons qui servent à fixer individuellement les torons à la tête d'ancrage. II est donc usuellement prévu un déviateur qui permet de faire passer les 2o torons de la maille large de la tête d'ancrage à la maille compacte de la partie courante du câble de hauban.
Au niveau de la tête d'ancrage et au niveau du déviateur, les torons ne doivent pas subir de déviation angulaire brusque et ne doivent pas se toucher afin d'améliorer le comportement à Ia fatigue de l'ancrage. De manière plus générale, on cherche à
35 limiter au maximum, voire à supprimer, les contacts toron-métal car, en service, de tels contacts sont susceptibles de provoquer de l'usure par petits débattements, ce que les hommes de l'art appellent le "fretting corrosion".
Une technique usuelle consiste donc à faire subir à chaque toron une petite déviation angulaire, qui est en général inférieure à 2° et usuellement d'environ 1 °, en 3o plaçant un déviateur à une distance de !a tête d'ancrage telle que la déviation des torons les plus déviés, c'est-à-dire ceux qui se trouvent à la périphérie du câble, soit inférieure à l'angle indiqué ci-dessus.
WO 00/23654 ~ PCT/ER99/02496 Dans le cas de torons individuellement gainés, le déviateur est usuellement constitué par un dispositif du type collier, qui serre les torons gainës entre eux. Les torons se touchent alors par leur gaine individuelle.
Dans le cas de torons non gainés individuellement, le déviateur est 5 usuellement constitué par un disque en matière plastique, qui est percé
d'autant de trous que de torons, chaque toron passant par un trou respectif du disque et chaque trou ayant un axe parallèle à l'axe longitudinal du câble de hauban.
Cette technique connue de déviation présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. Dans le cas des torons non gainés, kors de leur enfilage, les torons doivent être guidés depuïs la tête d'ancrage jusqu'au déviateur, puisque ces deux pièces sont éloignées l'une de l'autre et que chaque toron doit passer dans deux trous qui se correspondent dans les deux pièces, c'est-à-dire qui ont la même position dans le réseau maillé. En outre. dans tous les cas, c'est-à-dire que les torons soient gainés ou non, le déviateur doit être placé à une distance relativement importante de la tête 15 d'ancrage de sorte que la longueur totale de la zone d'ancrage plus la zone de déviation est elle-même importante. Comme on le verra plus loin, avec un déviateur classique, la distance entre le déviateur et la tête d'ancrage peut atteindre 3,4 m dans le cas d'un câble composé de 61 torons du typè T15S couramment utilisés pour les câbles de haubans, et d'environ 2,6 m dans le cas d'un câble composé de 37 torons.
2o De plus, la coaxialité entre la tête d'ancrage et le déviateur doit être garantie sous peine d'introduire une déviation angulaire supplémentaire. Par conséquent. le déviateur doit être maintenu par une liaison rigide (événtuellement semi-rigide), qui peut être constituée par exemple, par un tube de coffrage dans un pylône ou par un tube encastré dans une chape. Cette liaison supporte des efforts importants à
"l'état z5 limite ultime", ce qui nécessite, dans certaines configurations d'ancrage, un encastrement du tube de liaison d'autant plus complexe que le déviateur est placé loin de la tête d'ancrage.
Pour toutes les raisons qui précèdent, il est souhaitable de réduire la distance entre le déviateur et la tête d'ancrage. Un moyen pour réduire cette distance peut 3o consister à réduire la distance entre les torons adjacents dans la tête d'ancrage, comme cela se fait dans certains procédés d'ancrage en vue de réduire les dimensions de la tête d'ancrage elle-mëme. Toutefois. la réduction de la distance entre les torons WO 00/23654 PCT/P'R99/02496 adjacents, autrement dit la réduction de la dimension de la maille du réseau maillé
formé par les torons dans la tëte d'ancrage, est nécessairement limitée, d'une part à
cause de la présence des mors de serrage ou des manchons filés qui servent à
fixer individuellement les torons sur la tête d'ancrage et qui doivent pouvoir être juxtaposés sur cette dernière, et d'autre part parce que des trous trop rapprochés dans la tête d'ancrage affaibliraient cette dernière et nuiraient par conséquent à
sa résistance mécanique. Il en résulte donc que cette solution connue ne permet qu'une réduction limitée de la distance entre le déviateur et la tête d'ancrage.
On connaît par ailleurs des systèmes d'ancrage de câble, dans lesquels chacun 1o des torons individuels du câble est amené à suivre un trajet courbe soit dans une sorte de déviateur placé immédiatement avant la ou les têtes d'ancrage (US -4.473.915 et FR - 1.328.971), soit dans la structure de (ouvrage en béton (US-4.442.646, figure 4), soit encore dans la tête d'ancrage elle-même (US-4.442.646, figure 6, US-4.484.425). Dans tous ces systèmes d'ancrage connus, qui permettent de réduire ~ 5 sensiblement la longueur totale de la zone de déviation et d'ancrage des torons du câble, les dits torons passent individuellement dans des tubes courbes de guidage qui sont noyés dans une matrice en béton ou en un coulis de ciment.
Dans les systèmes d'ancrage connus par les brevets US-4.473.915, US-4.442.646 et US-4.484.425, les tubes de guidage ont un diamètre intérieur 2o sensiblement plus grand que le diamètre extérieur des torons individuels.
Une résine époxy, un mortier ou un coulis de ciment est injecté de façon à remplir les espaces vides entre chaque toron et la paroi interne du tube de guidage qui l'entoure.
Avec un tel arrangement connu, il n'est pas possible d'obtenir une déviation des torons telle que les torons du faisceau de torons sortant du déviateur, du côté de la partie 25 courante du câble, soient disposés selon un réseau maillé ayant une très petite dimension de maille. Cela tient au cumul des épaisseurs des différents matériaux entrant dans la fabrication du déviateur entre deux torons adjacents quelconques du câble, et au fait que le béton, le mortier et le coulis de ciment sont inaptes à résister à
des efforts de traction importants lorsqu'ils sont mis en oeuvre avec de faibles 3o épaisseurs.
Plus précisément, dans les systèmes d'ancrage et de déviation courts décrits dans les trois brevets US précités. la dimension minimale de maille est la somme WO 00/23654 ~ PCT/FR99/02496 . du diamètre intérieur des tubes de guidage des torons, de deux épaisseurs de paroi de ces tubes de guidage, d'une épaisseur minimale du matériau enrobant les tubes de guidage et les maintenant en position, c'est-à-dire un coulis de ciment ou un béton selon la description du brevet US 4.473.915.
Pour un câble constitué de torons TI SS, couramment utilisé, le diamètre intérieur des tubes de guidage doit être de l'ordre de 22 mm pour permettre une bonne injection de l'espace résiduel entre le toron et le tube avec un coulis de ciment.
L'épaisseur de la paroi des tubes de guidage dépend bien sûr de la nature du ! o matériau qui les constitue et de leur type ; on peut considérer que cette épaisseur est comprise entre 2 et 3 mm.
Pour résister aux efforts de pression exercés par chaque toron sur la paroi du matériau enrobant les tubes de guidage, du fait de la courbure et de la tension des tarons, une valeur de 5 mm semble un minimum pour l'épaisseur du béton ou du coulis entre deux tubes adjacents.
En ajoutant ces valeurs, on trouve que la valeur minimale de la maille d'un câble constitué selon le brevet US 4.473.15 est de 31 mm.
Les autres systèmes d'ancrage et de déviation courts connus et présentant des caractéristiques similaires (US 4.848.425, US 4.462.646, FR 1.328.971 ) conduisent à
2o des valeurs comparables, et même quelquefois supérieures. Il est possible d'affirmer qu'avec ces systèmes connus, on ne peut obtenir une dimension de maille inférieure à
une valeur voisine de 30 mm dans la partie courante du câble.
Si on prend pour exemple deux câbles couramment utilisés dans les applications de haubanage, l'un de 37 torons TiSS, (autre de 61 torons T15S, l'un et l'autre arrangés selon une maille triangulaire équilatérale autour d'un toron central, on trouve que le premier câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 196 mm, tandis que le deuxième câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 256 mm.
I1 en résulte que. dans la partie courante du câble, la section transversale 3o globale du faisceau de torons parallèles formant le câble a un diamètre relativement grand, nécessitant l'utilisation d'une gaine de protection du câble ayant elle-même un diamètre relativement grand adapté à celui du câble. Ceci conduit à un câble gainé
relativement coûteux, à cause de la gaine de diamètre relativement grand et à
cause de la plus grande quantité de matière qui doit y être injectée pour ta protection du câble. En outre, dans le cas où le câble est un câble de hauban, il présente une résistance au vent relativement grande à cause du diamètre relativement grand de sa gaine. Entin, du fait qu'une résine époxy, un mortier ou un coulis de ciment est injecté dans les tubes de guidage, les torons ne peuvent plus être extraits desdits tubes après la prise de la matière injectée. Il en résulte qu'il n'est pas possible to d'effectuer un remplacement toron par toron en cas de besoin, et que le câble doit alors être remplacé en totalité ainsi qu'au moins une partie de ses systèmes d'ancrage.
Dans le système d'ancrage connu par le brevet FR-1.328.971 précité, aucune matière n'est injectée dans les tubes de guidage, de sorte que, en service, les torons individuels peuvent glisser librement dans lesdits tubes. Ceci permet de retendre 15 ultérieurement les torons s'ils ont perdus une partie de leur tension, et de remplacer en cas de besoin un ou plusieurs torons du câble, toron par toron, sans avoir à
remplacer la totalité du câble et de ses ancrages. Toutefois, dans ce dernier système d'ancrage connu, les torons du faisceau de torons sortant du déviateur, du côté de la partie courante du câble, sont espacés transversalement les uns des autres d'une 2o distance relativement grande par rapport à leur distance mutuelle dans la partie courante du câble. dans laquelle les torons sont nettement plus resserrés comme cela est souhaitable. Ceci est obtenu en disposant devant le déviateur une bague ou manchon tronconique qui resserre les torons en direction de la partie courante du câble et, inversement, leur permet de s'épanouir en direction de leurs tubes respectifs 25 de guidage dans le déviateur. La bague ou manchon tronconique fait donc aussi office de déviateur et ce système d'ancrage connu comporte donc en réalité
deux déviateurs placés bout à bout.
Bien que le système d'ancrage connu par le brevet FR-1.328.91 ne présente pas les inconvénients susmentionnés des systèmes d'ancrages décrits dans ies trois 3o brevets US précités, il présente néanmoins (inconvénient que la déviation des torons doit être assurée par deux déviateurs successifs pour que le câble et sa gaine protectrice aient un diamètre aussi faible que possible dans la partie courant du câble.
WO OOI23654 6 PCT/FR99/0249b En outre, en se référant à la figure 1 du brevet FR-1.328.971, on voit que au moins les torons situés à la périphérie du câble subissent deux flexions ou déviations angulaires relativement brusques (> ~°) respectivement dans les régions des deux faces d'extrémité du manchon tronconique.
De plus, comme les torons ne sont pas maintenus espacés les uns des autres dans la région de l'extrémité de plus petit diamètre du manchon tronconique, la flexion relativement brusque qu'ils subissent à cet endroit les amène à venir en contact les uns avec les autres au moins pour ce qui concerne les torons situés dans les couches périphériques du câble. Du fait de ces flexions relativement brusques et to des contacts qui en résultent entre les torons situés dans lesdites couches périphériques, ainsi que entre les torons les plus extérieurs du câble et le bord d'extrémité de plus petit diamètre du manchon tronconique et entre les torons et le bord des ouvertures des tubes courbes de guidage, et du fait des inévitables petits déplacements des torons sous l'effet des charges dynamiques auxquelles ils sont soumis en service, les torons . sont sujets à la fatigue et à une usure par petits débattements ("fretting corrosion") dans les régions sus-indiquées.
La présente invention a donc pour but de fournir un déviateur permettant d'obtenir à la fois une réduction substantielle de la longueur totale de la zone de déviation et d'ancrage des torons d'un câble de hauban, une dimension de maille aussi petite que possible pour le réseau maillé formé par les torons dans la partie courante du câble. et la possibilité de remplacement d'un ou plusieurs torons du câble, toron par toron, et tout en évitant de soumettre lesdits torons à des déviations angulaires localisées inacceptables.
A cet effet, l'invention fournit un déviateur pour câble de hauban à n torons ~5 séparés, comprenant au moins un corps qui a deux faces opposées au moins approximativement perpendiculaires à un axe longitudinal du corps et qui comporte n canaux traversant le corps d'une face à l'autre de celui-ci et disposés selon un réseau maillé, et dans lequel chaque canal a un diamètre intérieur choisi de manière à définir en service un jeu radial juste suffisant pour qu'un toron du câble puisse passer 3o librement dans le canal, le réseau maillé formé par les canaux a, sur une première des deux faces opposées du corps, une première dimension de maille et sur la seconde face du corps une seconde dimension de maille plus grande due la première WO 00/23654 ~ PCT/FR99/02496 dimension de maille, et dans lequel à l'exception d'un canal central situé sur l'axe longitudinal du corps, chaque canal s'étend entre les première et seconde faces du corps suivant un trajet courbe. caractérisé en ce que les canaux qui sont situés à la périphérie du réseau maillé et qui ont. parmi tous les canaux. le trajet courbe ayant le plus petit rayon de courbure. ont en tout point de leur trajet une courbure au plus égale à une courbure maximale prédéfinie, et en ce que le corps est en une matière capable d'être mise en forme avec des épaisseurs inférieures à 2 mm et ayant une résistance à la compression supérieure à 20 MPa et une résistance à la traction supérieure à 10 MPa.
1o Le trajet courbe de chaque canal du déviateur a une courbure prédéfinie, constante ou non constante, qui est compatible avec la résistance mécanique du toron et sa tenue à la fatigue, et qui permet de faire passer les torons de la première dimension de maille à la seconde dimension de maille, respectivement au niveau des première et seconde faces du corps du déviateur, sur une longueur de déviation qui, comme on le verra plus loin, est très inférieure à celle qui est nécessaire avec les déviateurs classiques placés à distance de la tête d'ancrage. Pour des torons du type T15, T15S ou T16, qui sont couramment utilisés pour former des câbles de hauban, le rayon de courbure (min. de R) des canaux- du déviateur qui sont situés à la périphérie du réseau maillé ont une valeur supérieure ou égale à 1 m, de préférence 2o supérieure ou égale à 2 m et inférieure ou égale à 5 m, de préférence inférieure ou égale à 4 m, par exemple, la valeur (min. de R) est égale à 2,5 m.
De préférence, ladite première dimension de maille (m,) a une valeur qui satisfait à la relation c~+l,5mm_<m,<_~+Smm dans laquelle ~ est la valeur du diamètre intérieur des canaux qui satisfait elle-même à la relation cp+0,4mm_<<~<_cp+2mm dans laquelle cp est la valeur du diamètre d'ur1 toron du câble.
Dans un premier mode de réalisation du déviateur selon l'invention. utilisable 3o avec une tête d'ancrage dont les trous ont des axes parallèles à l'axe longitudinal du câble, chaque trajet courbe des canaux du déviateur comporte deux parties successives courbées en sens opposés, à savoir, partant de la première face du corps du déviateur, une première partie ayant une concavité tournée vers l'extérieur du corps, suivie d'une seconde partie ayant une concavité tournée vers l'intérieur du corps.
Dans un autre mode de réalisation du déviateur selon l'invention, utilisable avec une tête d'ancrage dont les trous ont des axes qui convergent vers l'axe longitudinal du câble, chaque trajet courbe des canaux du déviateur est courbé
de façon monotone de la première à la seconde face du corps du déviateur.
Dans les deux cas, la dimension de la maille du réseau maillé formé par les t o canaux du déviateur sur la seconde face de celui-ci (seconde dimension de maille) peut être choisie de manière à correspondre à la dimension de maille des trous de la tête d'ancrage. Dans ces conditions, le déviateur peut être accolé à la tête d'ancrage pour former un ensemble très compact. En outre, comme chaque canal du déviateur est contigu à un trou correspondant de la tête d'ancrage et forme avec lui un trajet t5 continu pour le toron qui passe à travers eux, l'enfilage des torons à
travers les trous de la tête d'ancrage et les canaux du déviateur est grandement facilité et l'on peut se passer des tubes de guidage qui, avec certains déviateurs connus situés à
distance de la tëte d'ancrage, devaient être prévus entre le déviateur et la tête d'ancrage pour guider les torons de l'un à l'autre de ces deux éléments.
2o En outre, dans le déviateur selon l'invention, chaque toron est en contact avec la surface intérieure du canal correspondant du déviateur sur une longueur relativement importante par rapport à un déviateur classique. Du fait de cette longueur de contact relativement grande. et du fait de la forme courbe du trajet suivi par chaque toron dans le déviateur. chaque toron est soumis en service, lorsqu'il est 25 tendu. à une force de frottement dans le canal correspondant du déviateur.
Dans le cas où les torons sont fixés à la tête d'ancrage au moyen de mors de serrage, les forces de frottement appliquées aux torons par le déviateur permettent de diminuer l'amplitude des sollicitations de fatigue subies par les torons dans les mors de serrage de la tëte d'ancrage. A cet égard, le déviateur selon l'invention agit donc comme un 3o filtre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante de divers exemples de réalisation du déviateur, donnés en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en partie en élévation et en partie en coupe longitudinale montrant un ancrage pour câble de hauban utilisant un déviateur classique ;
- les figures 2 et 3 sont des vues en coupe transversale respectivement suivant les lignes A-A et B-B de la figure 1 ;
- la figure ~ est un schéma permettant d'expliquer le calcul de la longueur de io la zone de déviation qui est nécessaire pour dévier transversalement d'une quantité
prédéterminée un toron d'un câble dans le cas du déviateur conventionnel de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue semblable à la figure 1 montrant un ancrage pour câble de hauban utilisant un déviateur selon l'invention, la figure 5 montrant en outre i 5 une premiëre forme du trajet courbe des canaux du déviateur dans le cas où
les trous de la tête d'ancrage ont des axes parallèles à l'axe médian longitudinal du câble ;
- la figure 6 est une figure sernblable~ à la figure 5, également avec un déviateur selon l'invention, montrant une seconde forme du trajet courbe des canaux du déviateur dans le cas où les trous de la tête d'ancrage ont des axes qui convergent 2o vers l'axe médian longitudinal du câble ;
- la figure 7 est un schéma permettant d'expliquer le calcul de la longueur de la zone de déviation qui est nécessaire pour dévier transversalement de ladite quantité prédéterminée un toron d'un câble dans le cas du déviateur de la figure 6 ;
- les figures 8 à 11 sont des vues en élévatïon latérale, avec arrachement, 25 montrant quatre formes concrètes de réalisation d'un déviateur selon l'invention conforme à la figure 6.
La figure 1 montre un ancrage conventionnel 1 pour un câble de hauban multi-torons 2.
Bien que pour des raisons de simplification et de clarté de la figure l, celle-ci 3o ne montre que deux torons 3, le câble de hauban 2 comporte usuellement un grand WO 00/23654 ~ p PCT/FR99/02496 nombre de torons, par exemple 37 torons 3 comme montrés dans les figures 2 et 3.
L'ancrage 1 comprend une tëte d'ancrage 4, qui est percée de n trous 5 (37 trous dans l'exemple représenté) dans chacun desquels les torons 3 du câble de hauban 2 sont ancrés individuellement de manière connue, par exemple au moyen de clavettes ou mors coniques 6, auquel cas les trous 5 sont en partie cylindriques et en partie coniques. Les trous 5 de la tête d'ancrage 4 sont disposés selon un arrangement formant un réseau maillé, par exemple à maille triangulaire équilatérale (figure 3), qui a une dimension donnée de maille, par exemple 33 mm dans le cas où l'on utilise des torons du type T15S de classe 1770 ou 1860 MPa (correspondant à une force 10 garantie à la rupture de 265.500 ou 279.000 N) qui ont un diamètre de 15,7 mm. La dimension de maille correspond à la distance entre les axes d'une paire quelconque de trous 5 adjacents.
L'ancrage 1 représenté dans la figure 1 comprend en outre un déviateur 7 percé de n trous 8 (n = 37 dans l'exemple représenté), qui permet de convertir ~ 5 l'arrangement des torons 3 dans ia tête d'ancrage 4 en un arrangement formant un réseau maillé (figure 2) qui a une dimension de maille plus petite que celle du réseau maillé des trous 5 de la tête d'ancrage 4, par exemple une dimension de maille de 18 mm, pour la partie courante du câble de hauban 2. La partie courante du câble de hauban 2 est la partie qui s'étend entre l'ancrage 1 montré dans la figure 1 et un autre 2o ancrage (non montré) situé à l'autre extrémité du câble de hauban 2, et qui passe usuellement dans une gaine 9 (seule une toute petite partie de cette gaine est visible dans la figure 1 ) constituée par exemple par un tube en polyéthylène haute densité
(PEHD).
Le déviateur 7, réalisé par exempie en PERD, est fixé à l'une des extrémités 25 d'un tube métallique 1 l, lui-même fïxé ou encastré dans une partie 12 d'un ouvrage à
haubaner. Le tube 11 supporte et maintient le déviateur 7 à une distance prédéfinie I, (figure 4) de la tête d'ancrage 4. Cette distance li est usuellement choisie de telle façon que la déviation angulaire a, produite par le déviateur 7 reste inférieure ou égale à une valeur prédéfinie usuellement à 1 à 2 ° pour tous les torons 3 afin que, en 3o service, ceux-ci ne soient pas soumis à une fatigue trop importante à
l'endroit où ils sortent du déviateur 7, c'est-à-dire aux orifices de sortie des trous 8 orientés vers la tête d'ancrage 4, et éventuellement aussi à l'endroit où ils entrent dans la tête d'ancrage 4, c'est-à-dire aux orifices d'entrée des trous 5 orientés vers le déviateur 7 si les axes des trous 5 sont parallèles à l'axe médian longitudinal I 3 de l'ancrage I .
En se référant à la figure 4, si l'on désigne par d le décalage transversal subi par l'un quelconque des torons 3 du câble 2 entre le déviateur 7 et la tête d'ancrage 4, 5 par e, la distance entre l'axe 13 et l'axe du trou 8 par lequel passe le toron 3 dans le déviateur 7, et par e~ la distance entre l'axe 13 et l'axe du trou 5 par lequel passe le toron dans la tête d'ancrage ~l, la distance li est alors donnée par l'équation suivante d e2-e, I~= _ - (1) tga tga Les distances e, et e~ sont elles-mêmes données par les équations suivantes e, = r.mi (2) e2 = r.m~ (3) dans lesquelles m, et m2 sont respectivement les dimensions de maille des réseaux formés par les trous 8 et 5 respectivement dans le déviateur 7 et dans la tête d'ancrage 4, et r est un nombre correspondant au rang du trou 8 ou 5 considéré
par rapport à l'axe I 3. A partir des équations ( 1 ) à (3), la distance l, peut être exprimée 2o par l'équation suivante r(m, - tn,) I~ _ (4) tga 25 Etant donné que les torons 3 qui subissent la plus forte déviation angulaire a sont ceux qui se trouvent à la périphérie du réseau maillé de trous, en particulier ceux qui passent dans les trous qui sont situés aux sommets de l'hexagone formé par le réseau de trous et qui ont le rang le plus élevé (les trous de rang 3 dans l'exemple représenté sur la figure 3), la distance l, doit donc ëtre calculée pour les trous de rang 3o le plus élevé. Pour un câble 2 de 37 torons du type TI SS. avec une dimension de maille m, de 18 mm, une dimension de maille m~ de 33 mm, une déviation angulaire a de 1 ° et une valeur de r égale à 3, on obtient une distance l, égale à 2,56 m. Pour un câble 2 de 61 torons. r est égal à 4 et avec les mêmes valeurs des paramètres m,.
WO 00/23654 ~ ~ PCT/FR99/02496 m2 et a, on obtient pour la distance pour la distance l~ une valeur de 3,44 m.
D'après ce qui précède. on voit donc que, dans l'ancrage 1 conventionnel montré dans ia figure 1, la distance l, doit être relativement importante. Grâce à la présente invention. cette distance peut être considérablement réduite comme on va maintenant le voir.
La figure 5 montre un ancrage 10 utilisant un déviateur 7 selon une première forme de réalisation de l'invention. Les éléments de l'ancrage 10 de la figure 5 qui sont identiques ou qui jouent le même rôle que ceux de l'ancrage conventionnel 1 de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de rëférence et ne seront pas décrits lo à nouveau en détail. Le déviateur 7 de l'ancrage 10 de la figure 5 se présente sous la Forme d'un corps 14, par exemple cylindrique, qui a une longueur axiale plus grande que celle du déviateur 7 de l'ancrage conventionnel 1 de la figure 1, et qui comporte autant de canaux 8 qu'il y a de torons 3 dans le câble 2. Chaque canal 8 a de préférence un diamètre intérieur c» qui satisfait à la relation ts _cp+0,4mm_<fi<_cp+2mm dans laquelle cp est le diamètre extérieur d'un toron 3.
Sur la face du corps 14 orienté vers la gaine 9, le réseau maillé formé par les canaux 8 du déviateur 7 de la figure 5 a une première dimension de maille m, qui peut être la même que celle du réseau maillé formé par les trous du déviateur 7 des 2o figures I et 2. Sur la face opposée du corps 14, qui est tournée vers la tête d'ancrage 4, le réseau maillé formé par les canaux 8 du déviateur 7 de la figure 5 a une seconde dimension de maille m~ qui est plus grande que la première dimension de maille m, et qui est de préférence égale à la dimension de maille du réseau formé par les trous 5 de la tête d'ancrage 4. Dans ces conditions, le déviateur 7 et la tête d'ancrage 4 25 peuvent être accolés l'un à l'autre comme montré dans la figure 5.
A l'exception du canal central 8 du déviateur 7, qui est situé sur l'axe longitudinal du corps 14 et qui est droit, tous les autres canaux 8 du déviateur 7 de la figure 5 s'étendent entre les deux faces du corps 14 suivant un trajet courbe, qui a en tout point une courbure plus égale à une courbure maximale prédéfinie. Dans cette 3o forme de réalisation, le trajet courbe des canaux situés à la périphérie du réseau maillé ont une courbure plus forte que celle des trajets des canaux plus proches de WO 00/23654 ~ ~ PCT/FR99/02496 L'axe longitudinal du corps 14, tout en restant cependant inférieure à la courbure maximale prédéfinie. Comme indiqué plus haut, cette courbure maximale prédéfinie est choisie de façon à être compatible avec la résistance mécanique des torons 3 et avec leur tenue à la fatigue. Avec des torons 3 du type T15S qui sont les plus 5 couramment utilisés pour les câbles de haubans, ie rayon minimal de courbure du trajet courbe des canaux 8 est au moins égal à 1 m, de préférence au moins égal à
2 m, par exemple égal à 2.5 m.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 5, dans lequel les axes des trous 5 de la tëte d'ancrage 4 sont parallèles ou sensiblement parallèles à l'axe médian longitudinal 13 de l'ancrage 10. le trajet courbe de chaque canal 8 du déviateur 7 comporte deux parties successives courbées en sens opposés. Plus précisément, partant de la face du corps 14 qui est tourné vers la gaine 9, chaque canal 8 a un trajet courbe qui comporte une premiêre partie dont la concavité
est tournée radialement vers l'extérieur du corps 14, et une seconde partie dont la I5 concavité est tournée radialement vers l'intérieur dudit corps 14, les deux parties se raccordant l'une à l'autre de manière continue.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, la longueur de la zone de déviation des torons 3 du câble 2 est égale à la longueur axiale du corps 14 du déviateur 7. Si l'on compare les figures 1 et S, dans lesquelles les ancrages 1 et 10 ont 2o été dessinés à la même échelle, on peut voir que la longueur de la zone de la déviation des torons 3 dans l'ancrage 10 est nettement plus courte que la longueur de la zone de déviation des torons 3 dans l'ancrage conventionnel 1, Ia longueur de cette dernière zone correspondant à la distance li.
Si on utilise une tête d'ancrage 4 comportant des trous ~ dont les axes 25 convergent vers l'axe médian longitudinal 13 de l'ancrage 10 en direction du déviateur 7, comme montré dans la figure 6, la longueur de la zone de déviation des torons 3, c'est-à-dire la longueur du corps 14 du déviateur 7, peut être encore réduite davantage. Dans le mode de réalisation de la figure 6, à l'exception du canal central qui a un trajet rectiligne, les autres canaux 8 du déviateur 7 ont un trajet courbe qui 3o est courbé de façon de monotone depuis l'une des faces d'extrémité du corps jusqu'à sa face d'extrémité opposée. chaque trajet courbe ayant une concavité
orientée radialement vers l'extérieur du corps 14. De préfërence, chaque trajet courbe WO 00/23654 ' ~ PC'f/FR99/02496 a la forme d'un arc de cercle, c'est-à-dire qu'il a une courbure constante, sans que cela constitue une limitation impérative de l'invention. En effet. chaque trajet courbe pourrait avoir une courbure qui varie depuis une face d'extrémité jusqu'à la face d'extrémité opposée du corps 14. à condition toutefois qu'en chaque point de chaque trajet courbe la courbure reste inférieure à la courbure maximale prédéfinie susmentionnée.
En se référant à la figure 7, qui illustre schématiquement la déviation d'un toron 3 par le déviateur 7 de la figure 6 dans le cas oû le trajet courbe des canaux 8 a une forme en arc de cercle, la longueur h du déviateur 7 est donnée par l'équation suivante e~ = R sin(3 (5) dans laquelle R est le rayon de l'arc de cercle du trajet courbe suivi par le toron 3 dans le déviateur 7, et (3 est l'angle au centre dudit arc de cercle.
Dans ce cas, le décalage transversal d subi par le toron 3 entre l'entrée et la sortie du déviateur 7 est donné par l'équation suivante d = e~ - ei = R(1 - cos[3) (6) dans laquelle e, représente la distance entre l'axe 13 et le centre de l'orifice du canal 8, côté gaine 9, et e2 représente la distance entre l'axe 13 et le centre de l'orifice du canal 8. côté tête d'ancrage 4. En tenant compte du fait que les valeurs de e, et e, sont là encore données par les équations (2) et (3) indiquées plus haut. et que la somme des carrés du sinus et du cosinus de l'angle (3 est égale à l, la longueur h du déviateur 7 est alors donnée par l'équation suivante h _ [ 2 r R(m~ - m i )-rz(m~ - m, )Z] ~~z (7) Pour un câble 2 composé de 37 torons 3 du type TISS, en supposant que la valeur du rayon R soit choisie égale à 2,5 m et avec les mêmes valeurs de r, m, et m?
que celles indiquées plus haut à propos de l'ancrage conventionnel I de la figure I , on obtient une valeur de 0,47 m pour la longueur l~ du déviateur 7 de !a figure 6.
Pour un câble de hauban ? composé de 61 torons 3, on obtient de même pour la longueur l~ une valeur de 0.54 m. Afin de faciliter la comparaison entre l'ancrage conventionnel 1 de la figure 1 et l'ancrage selon l'invention de la figure 6, les valeurs de li et h sont résumées dans le tableau suivant Nombre de torons r I, en m I, en m 1,~1, du cble 37 3 x.56 0.47 5.4 61 ~ ~ x,44 I 0,54 I 6.4 5 Comme on peut le voir d'après le tableau ci-dessus, pour un câble de 37 torons, la longueur 1, du déviateur 7 selon l'invention {figure 6) est 5,4 fois plus petite que la longueur 1, de la zone de déviation de l'ancrage conventionnel I
et, pour un câble de 61 torons. la longueur I~ est 6,4 fois plus petite que la longueur li. Dans le cas du mode de réalisation de la tïgure 5, la longueur h du déviateur 7 serait l0 environ égale au double de celle du déviateur 7 de la figure 6, les valeurs obtenues dans ce cas restant toutefois nettement inférieures à celles de la longueur .~,.
Avec le déviateur 7 selon l'invention, la longueur du tube métallique I 1 qui supporte et maintient le déviateur peut être fortement réduite, puisque sa longueur peut être égale à la longueur h du déviateur comme montré dans les figures 5 et 6.
I5 Dans les deux modes de réalisation des figures 5 et 6, les fonctions du déviateur 7 selon l'invention sont les suivantes - guider les torons 3, lors de leur enfilage, depuis la zone courante du câble de hauban 2 dans la gaine 9 où les torons 3 sont disposés parallèlement les uns aux autres selon un réseau à maille étroite, jusque dans les trous S de la tête d'ancrage 4, ?o qui sont disposés selon un réseau à maille relativement large, ou, vice-versa, depuis les trous 5 de la tête d'ancrage 4 jusque dans la zone courante du câble de hauban 2 ;
- imposer aux torons tendus un trajet courbe à l'intérieur du déviateur 7;
- et transférer les efforts radiaux {créés par la tension des torons du câble et par la courbure de leur trajet à l'intérieur du déviateur) jusqu'à un point fixe de ZS l'ouvrage à haubaner, par l'intermédiaire du tube 1 l, tout en étant capable de résister aux efforts de traction et de compression auxquels le déviateur est soumis en service en raison de la tension des torons et des charges dynamiques appliquées aux câbles ou transmises par ceux-ct.
WO 00/23654 ~ 6 PGT/FR99/02496 En outre, le déviateur 7 selon l'invention est conçu de manière à ne pas engendrer des contacts susceptibles de provoquer, en service, une usure préjudiciable des torons 3, par frottement par petits débattements, en particulier lorsque les torons
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 5, dans lequel les axes des trous 5 de la tëte d'ancrage 4 sont parallèles ou sensiblement parallèles à l'axe médian longitudinal 13 de l'ancrage 10. le trajet courbe de chaque canal 8 du déviateur 7 comporte deux parties successives courbées en sens opposés. Plus précisément, partant de la face du corps 14 qui est tourné vers la gaine 9, chaque canal 8 a un trajet courbe qui comporte une premiêre partie dont la concavité
est tournée radialement vers l'extérieur du corps 14, et une seconde partie dont la I5 concavité est tournée radialement vers l'intérieur dudit corps 14, les deux parties se raccordant l'une à l'autre de manière continue.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, la longueur de la zone de déviation des torons 3 du câble 2 est égale à la longueur axiale du corps 14 du déviateur 7. Si l'on compare les figures 1 et S, dans lesquelles les ancrages 1 et 10 ont 2o été dessinés à la même échelle, on peut voir que la longueur de la zone de la déviation des torons 3 dans l'ancrage 10 est nettement plus courte que la longueur de la zone de déviation des torons 3 dans l'ancrage conventionnel 1, Ia longueur de cette dernière zone correspondant à la distance li.
Si on utilise une tête d'ancrage 4 comportant des trous ~ dont les axes 25 convergent vers l'axe médian longitudinal 13 de l'ancrage 10 en direction du déviateur 7, comme montré dans la figure 6, la longueur de la zone de déviation des torons 3, c'est-à-dire la longueur du corps 14 du déviateur 7, peut être encore réduite davantage. Dans le mode de réalisation de la figure 6, à l'exception du canal central qui a un trajet rectiligne, les autres canaux 8 du déviateur 7 ont un trajet courbe qui 3o est courbé de façon de monotone depuis l'une des faces d'extrémité du corps jusqu'à sa face d'extrémité opposée. chaque trajet courbe ayant une concavité
orientée radialement vers l'extérieur du corps 14. De préfërence, chaque trajet courbe WO 00/23654 ' ~ PC'f/FR99/02496 a la forme d'un arc de cercle, c'est-à-dire qu'il a une courbure constante, sans que cela constitue une limitation impérative de l'invention. En effet. chaque trajet courbe pourrait avoir une courbure qui varie depuis une face d'extrémité jusqu'à la face d'extrémité opposée du corps 14. à condition toutefois qu'en chaque point de chaque trajet courbe la courbure reste inférieure à la courbure maximale prédéfinie susmentionnée.
En se référant à la figure 7, qui illustre schématiquement la déviation d'un toron 3 par le déviateur 7 de la figure 6 dans le cas oû le trajet courbe des canaux 8 a une forme en arc de cercle, la longueur h du déviateur 7 est donnée par l'équation suivante e~ = R sin(3 (5) dans laquelle R est le rayon de l'arc de cercle du trajet courbe suivi par le toron 3 dans le déviateur 7, et (3 est l'angle au centre dudit arc de cercle.
Dans ce cas, le décalage transversal d subi par le toron 3 entre l'entrée et la sortie du déviateur 7 est donné par l'équation suivante d = e~ - ei = R(1 - cos[3) (6) dans laquelle e, représente la distance entre l'axe 13 et le centre de l'orifice du canal 8, côté gaine 9, et e2 représente la distance entre l'axe 13 et le centre de l'orifice du canal 8. côté tête d'ancrage 4. En tenant compte du fait que les valeurs de e, et e, sont là encore données par les équations (2) et (3) indiquées plus haut. et que la somme des carrés du sinus et du cosinus de l'angle (3 est égale à l, la longueur h du déviateur 7 est alors donnée par l'équation suivante h _ [ 2 r R(m~ - m i )-rz(m~ - m, )Z] ~~z (7) Pour un câble 2 composé de 37 torons 3 du type TISS, en supposant que la valeur du rayon R soit choisie égale à 2,5 m et avec les mêmes valeurs de r, m, et m?
que celles indiquées plus haut à propos de l'ancrage conventionnel I de la figure I , on obtient une valeur de 0,47 m pour la longueur l~ du déviateur 7 de !a figure 6.
Pour un câble de hauban ? composé de 61 torons 3, on obtient de même pour la longueur l~ une valeur de 0.54 m. Afin de faciliter la comparaison entre l'ancrage conventionnel 1 de la figure 1 et l'ancrage selon l'invention de la figure 6, les valeurs de li et h sont résumées dans le tableau suivant Nombre de torons r I, en m I, en m 1,~1, du cble 37 3 x.56 0.47 5.4 61 ~ ~ x,44 I 0,54 I 6.4 5 Comme on peut le voir d'après le tableau ci-dessus, pour un câble de 37 torons, la longueur 1, du déviateur 7 selon l'invention {figure 6) est 5,4 fois plus petite que la longueur 1, de la zone de déviation de l'ancrage conventionnel I
et, pour un câble de 61 torons. la longueur I~ est 6,4 fois plus petite que la longueur li. Dans le cas du mode de réalisation de la tïgure 5, la longueur h du déviateur 7 serait l0 environ égale au double de celle du déviateur 7 de la figure 6, les valeurs obtenues dans ce cas restant toutefois nettement inférieures à celles de la longueur .~,.
Avec le déviateur 7 selon l'invention, la longueur du tube métallique I 1 qui supporte et maintient le déviateur peut être fortement réduite, puisque sa longueur peut être égale à la longueur h du déviateur comme montré dans les figures 5 et 6.
I5 Dans les deux modes de réalisation des figures 5 et 6, les fonctions du déviateur 7 selon l'invention sont les suivantes - guider les torons 3, lors de leur enfilage, depuis la zone courante du câble de hauban 2 dans la gaine 9 où les torons 3 sont disposés parallèlement les uns aux autres selon un réseau à maille étroite, jusque dans les trous S de la tête d'ancrage 4, ?o qui sont disposés selon un réseau à maille relativement large, ou, vice-versa, depuis les trous 5 de la tête d'ancrage 4 jusque dans la zone courante du câble de hauban 2 ;
- imposer aux torons tendus un trajet courbe à l'intérieur du déviateur 7;
- et transférer les efforts radiaux {créés par la tension des torons du câble et par la courbure de leur trajet à l'intérieur du déviateur) jusqu'à un point fixe de ZS l'ouvrage à haubaner, par l'intermédiaire du tube 1 l, tout en étant capable de résister aux efforts de traction et de compression auxquels le déviateur est soumis en service en raison de la tension des torons et des charges dynamiques appliquées aux câbles ou transmises par ceux-ct.
WO 00/23654 ~ 6 PGT/FR99/02496 En outre, le déviateur 7 selon l'invention est conçu de manière à ne pas engendrer des contacts susceptibles de provoquer, en service, une usure préjudiciable des torons 3, par frottement par petits débattements, en particulier lorsque les torons
3 ne sont pas gainés individuellement. A cet effet. la surface intérieure de chaque canal 8. au moins dans sa zone où un toron 3 une fois tendu vient en contact avec ladite surface intérieure, peut être constituée - d'un polymère ou d'une résine, par exemple du PEHD, une résine Epoxy, des polyamides, du polytétrafluroéthylëne (PTFE), etc. ;
- ou d'un métal moins dur que l'acier, et tel que les particules d'oxydation ou d'usure ne soient pas abrasives vis-à-vis de l'acier, de préférence un métal plus électropositif que l'acier, par exemple du zinc ou un alliage d'aluminium.
La matrice. c'est-à-dire la matière du corps 14. peut être constituée - du même matériau que la surface des canaux 8, à condition que ce matériau ait les propriétés mécaniques. requises, notamment une résistance mécanique 15 suffisante pour supporter les efforts susmentionnés, en particulier une résistance à la compression supérieure à 20 MPa et une résistance à la traction supérieure à
10 MPa (dans le cas où on utilise des résines pour former la matrice du corps 14, les résines peuvent contenir des charges appropriées comme par exemple des particules de silice ou de la poudre de zinc,, la taille des particules de silice ou de zinc étant alors ?o inférieure à la quantité (m, - ~)/4) ;
- ou d'un matériau différent de celui qui constitue ia surface des canaux 8, par exemple en acier.
Le déviateur 7 selon l'invention (figure 5 ou 6) peut être fabriqué de différentes manières, qui vont maintenant être décrites en faisant référence aux 25 figures 8 à 11.
Dans le mode de réalisation de la figure 8, le corps 14 du déviateur 7 est en une matière plastique coulable et durcissable, comme par exemple une résine contenant éventuellement des charges ou un mortier à base de résine. Les canaux 8 sont définis par des noyaux, par exemple par des tubes courbes (non montrés) et qui 30 ont respectivement des courbures prédéfinies correspondant à la courbure désirée du trajet de chaque canal 8. Les tubes peuvent être en matière plastique ou en métal.
- ou d'un métal moins dur que l'acier, et tel que les particules d'oxydation ou d'usure ne soient pas abrasives vis-à-vis de l'acier, de préférence un métal plus électropositif que l'acier, par exemple du zinc ou un alliage d'aluminium.
La matrice. c'est-à-dire la matière du corps 14. peut être constituée - du même matériau que la surface des canaux 8, à condition que ce matériau ait les propriétés mécaniques. requises, notamment une résistance mécanique 15 suffisante pour supporter les efforts susmentionnés, en particulier une résistance à la compression supérieure à 20 MPa et une résistance à la traction supérieure à
10 MPa (dans le cas où on utilise des résines pour former la matrice du corps 14, les résines peuvent contenir des charges appropriées comme par exemple des particules de silice ou de la poudre de zinc,, la taille des particules de silice ou de zinc étant alors ?o inférieure à la quantité (m, - ~)/4) ;
- ou d'un matériau différent de celui qui constitue ia surface des canaux 8, par exemple en acier.
Le déviateur 7 selon l'invention (figure 5 ou 6) peut être fabriqué de différentes manières, qui vont maintenant être décrites en faisant référence aux 25 figures 8 à 11.
Dans le mode de réalisation de la figure 8, le corps 14 du déviateur 7 est en une matière plastique coulable et durcissable, comme par exemple une résine contenant éventuellement des charges ou un mortier à base de résine. Les canaux 8 sont définis par des noyaux, par exemple par des tubes courbes (non montrés) et qui 30 ont respectivement des courbures prédéfinies correspondant à la courbure désirée du trajet de chaque canal 8. Les tubes peuvent être en matière plastique ou en métal.
4 t ~ PC'f/FR99/02496 Une feuille 15 en un métal moins dur et plus électropositif que l'acier constituant les torons du câble. est placée autour de chaque tube ou noyau allongé servant à
former chaque canal 8 et les tubes sont placés à l'intérieur d'un moule (non montré), qui peut être lui-même constitué en partie par le tube 1 I montré dans la figure 5 ou 6. La feuille 1 ~ peut être par exemple en zinc ou en alliage d'aluminium et elle a par exemple une épaisseur d'environ 5/10 mm (cette épaisseur a été fortement exagérée dans la figure 8 pour la clarté du dessin).
La résine coulable et durcissable destinée à former le corps 14 est ensuite coulée ou injectée dans le moule. Les tubes servant de noyaux pour le moulage sont to retirés du corps 14 après son démoulage, tandis que les feuilles 15 restent dans les canaux 8 atïn de doubler leur surface intérieure.
Dans le mode de réalisation de Ia figure 9, le corps 14 du déviateur 7 est réalisé par moulage de la même manière que le mode de réalisation de la figure 8, excepté que, dans ce cas, les canaux 8 ne sont pas garnis intérieurement d'une feuille t 5 ou autre revêtement métallique. bans les modes de réalisation des figures 8 et 9, les noyaux servant à la formation des canaux 8 dans le corps 14 peuvent présenter une dépouille et/ou être revêtus d'une matière facilitant leur enlèvement du corps 14 après moulage de celui-ci.
Dans le mode de réalisation de la figure 10, chaque canal 8 est usiné dans la zo matière du corps du déviateur 7, par exemple à l'aide d'un outil 16 en forme de demi-diabolo, qui a un profil courbe correspondant à la courbure désirée du trajet courbe du canal 8. Dans ce cas, le déviateur 7 est de préférence constitué par plusieurs corps, par exemple trois corps 14a. 14b, et 14c, percés de n trous et disposés successivement sur un même axe longitudinal et de préférence juxtaposés, les trous 25 homologues des trois corps 14a, 14b et 14c définissant à chaque fois un canal courbe continu 8 pour un toron 3 du câble 2. Chaque trou ou canal 8 du corps intermédiaire 14b, qui a une longueur axiale plus grande que celle des deux corps extrêmes 14a et 14c peut être foré à l'aide de l"outil 16 à partir de chacune des deux faces d'extrémité
du corps intermédiaire 14b, de telle façon que les deux trous ainsi formés se 3o rejoignent au milieu du corps intermédiaire 14b. Dans ce cas, les épaulements qui apparaissent aux interfaces des trois corps 14a, 14b et 14c, du fait des différences de diamètre des trous 8 à ces endroits. peuvent être abattus par des fraisages.
comme 12-1 (~-2000 =R 0G9~C2400 ls montré en 17, afin de ne pas gêner l'enfilage du toron dans les trous alignés des trois corps 14a-14c. Ces trois corps peuvent être réalisés en métal, de préférence dans un métal moins dur et plus électropositif que l'acier constituant les torons, par exemple en aluminium ou en un alliage d'aluminium. Toutefois, les trois corps 14a à
14c peuvent être également réalisés en acier, mais dans ce cas la surface des canaux 8 sera de préférence doublée d'une couche de matière moins dure que (acier constituant les torons du câble. Si cette couche est elle-même métallique, elle pourra être dëposée par exemple par un procédé de dépôt ëlectrolytique ou par tout autre procédé approprié.
1o Dans le mode de réalisation de la figure 11, le déviateur 7 est obtenu par un procédé mixte combinant les procédés décrits plus haut. Par exemple, le déviateur 7 peut être constitué par deux corps juxtaposés 14a et 14d. Le corps 14a, dont les trous 8 sont les plus rapprochés les uns des autres, peut être en métal ou en matière thermoplastique, par exemple une matière choisie dans la gamme des PEHD ou des polyamides 6. Le corps 14a peut alors être réalisé selon la technique d'usinage par enlèvement de matière décrite à propos de la figure 10, ou selon une technique d'injection sous pression. Le corps 14d peut être réalisé selon la technique de moulage d'une matière plastique thermodurcissable décrite à propos de la figure 8 ou 9.
2o Avec le déviateur selon l'invention, et lorsqu'on utilise des torons T15S, il est possible d'adopter une dimension de maille m, aussi petite que 18 mm. Pour deux câbles constitués respectivement de 37 et 61 torons, on trouve que le premier câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 124 mm, tandis que le deuxième câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 160 mm. Le gain d'encombrement sur la section courante du câble obtenu grâce à l'invention est donc considérable, de l'ordre de 37 % en diamètre, ou de 60 % en section par rapport aux câbles pourvus des systèmes d'ancrage et de déviation courts décrits dans les brevets US 4.442.646, 4.473.915 et 4.484.425.
Il va de soi que les modes de réalisation de la présente invention, qui ont été
3o décrits ci-dessus, ont été donnés à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées par l'homme de .!~e~~çh.e dê~,~iG dan..s -~e~y rteJfml~~ea.~i.Gr3-~
l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention . ar exemple, iI~n est pas FEUILLE MODIFI E
absolument indispensable que le déviateur 7 selon l'invention soit accolé à la tête d'ancrage 4, bien que cette disposition soit particulièrement favorable du point de vue du guidage des torons 3 et du point de vue de la longueur totale de l'ancrage 10. En outre, dans le cas où le déviateur 7 est composé de plusieurs corps successifs, ceux-ci ne sont pas nécessairement accolés les uns aux autres, mais ils peuvent ëtre légërement espacés les uns des autres, par exemple de quelques dizaines de centimètres. En outre, le corps 14 ou les corps 14a à 14c ne sont pas nécessairement cylindriques, mais ils peuvent être tronconiques ou en partie cylindriques et en partie tronconiques, ou encore ils peuvent avoir une section non circulaire, par exemple une 1o section polygonale.
Il n'est pas non plus indispensable que Ie trajet courbe de chaque canal 8 ait une courbure constante (arc de cercle) sur toute sa longueur. La courbure de chaque trajet courbe peut en effet varier sur tout ou partie de la longueur du trajet, pourvu que en tout point dudit trajet la valeur (min. de R) du rayon de courbure reste comprise dans les limites indiquées plus haut. ~-~âx~a., '-~ss~e~sa».e-P
~~ ~ar exemple, à l'exception du canal central du réseau maillé, chaque canal peut avoir une portion de trajet courbe, avec une courbure identique pour tous les 2o canaux, mais des longueurs de trajet courbe différentes (les canaux situés à la périphérie du réseau maillé ayant les portions de trajet courbe les plus longues, et les canaux situés près du milieu du réseau maillé ayant les portions de trajet courbe les plus courtes), et une portion de trajet rectiligne qui suit la portion de trajet courbe.
En outre, si on le désire, les espaces libres entre chaque toron et la paroi du canal correspondant du déviateur peuvent être remplis avec un agent de protection contre la corrosion tel que, par exemple, une résine visco-élastique souple, une cire pétrolière, de la graisse, ou d'autres matières souples ri entravant pas la possibilité de remplacement d'un ou plusieurs torons, toron par toron.
FEUILLE MODIFI E
former chaque canal 8 et les tubes sont placés à l'intérieur d'un moule (non montré), qui peut être lui-même constitué en partie par le tube 1 I montré dans la figure 5 ou 6. La feuille 1 ~ peut être par exemple en zinc ou en alliage d'aluminium et elle a par exemple une épaisseur d'environ 5/10 mm (cette épaisseur a été fortement exagérée dans la figure 8 pour la clarté du dessin).
La résine coulable et durcissable destinée à former le corps 14 est ensuite coulée ou injectée dans le moule. Les tubes servant de noyaux pour le moulage sont to retirés du corps 14 après son démoulage, tandis que les feuilles 15 restent dans les canaux 8 atïn de doubler leur surface intérieure.
Dans le mode de réalisation de Ia figure 9, le corps 14 du déviateur 7 est réalisé par moulage de la même manière que le mode de réalisation de la figure 8, excepté que, dans ce cas, les canaux 8 ne sont pas garnis intérieurement d'une feuille t 5 ou autre revêtement métallique. bans les modes de réalisation des figures 8 et 9, les noyaux servant à la formation des canaux 8 dans le corps 14 peuvent présenter une dépouille et/ou être revêtus d'une matière facilitant leur enlèvement du corps 14 après moulage de celui-ci.
Dans le mode de réalisation de la figure 10, chaque canal 8 est usiné dans la zo matière du corps du déviateur 7, par exemple à l'aide d'un outil 16 en forme de demi-diabolo, qui a un profil courbe correspondant à la courbure désirée du trajet courbe du canal 8. Dans ce cas, le déviateur 7 est de préférence constitué par plusieurs corps, par exemple trois corps 14a. 14b, et 14c, percés de n trous et disposés successivement sur un même axe longitudinal et de préférence juxtaposés, les trous 25 homologues des trois corps 14a, 14b et 14c définissant à chaque fois un canal courbe continu 8 pour un toron 3 du câble 2. Chaque trou ou canal 8 du corps intermédiaire 14b, qui a une longueur axiale plus grande que celle des deux corps extrêmes 14a et 14c peut être foré à l'aide de l"outil 16 à partir de chacune des deux faces d'extrémité
du corps intermédiaire 14b, de telle façon que les deux trous ainsi formés se 3o rejoignent au milieu du corps intermédiaire 14b. Dans ce cas, les épaulements qui apparaissent aux interfaces des trois corps 14a, 14b et 14c, du fait des différences de diamètre des trous 8 à ces endroits. peuvent être abattus par des fraisages.
comme 12-1 (~-2000 =R 0G9~C2400 ls montré en 17, afin de ne pas gêner l'enfilage du toron dans les trous alignés des trois corps 14a-14c. Ces trois corps peuvent être réalisés en métal, de préférence dans un métal moins dur et plus électropositif que l'acier constituant les torons, par exemple en aluminium ou en un alliage d'aluminium. Toutefois, les trois corps 14a à
14c peuvent être également réalisés en acier, mais dans ce cas la surface des canaux 8 sera de préférence doublée d'une couche de matière moins dure que (acier constituant les torons du câble. Si cette couche est elle-même métallique, elle pourra être dëposée par exemple par un procédé de dépôt ëlectrolytique ou par tout autre procédé approprié.
1o Dans le mode de réalisation de la figure 11, le déviateur 7 est obtenu par un procédé mixte combinant les procédés décrits plus haut. Par exemple, le déviateur 7 peut être constitué par deux corps juxtaposés 14a et 14d. Le corps 14a, dont les trous 8 sont les plus rapprochés les uns des autres, peut être en métal ou en matière thermoplastique, par exemple une matière choisie dans la gamme des PEHD ou des polyamides 6. Le corps 14a peut alors être réalisé selon la technique d'usinage par enlèvement de matière décrite à propos de la figure 10, ou selon une technique d'injection sous pression. Le corps 14d peut être réalisé selon la technique de moulage d'une matière plastique thermodurcissable décrite à propos de la figure 8 ou 9.
2o Avec le déviateur selon l'invention, et lorsqu'on utilise des torons T15S, il est possible d'adopter une dimension de maille m, aussi petite que 18 mm. Pour deux câbles constitués respectivement de 37 et 61 torons, on trouve que le premier câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 124 mm, tandis que le deuxième câble s'inscrit dans un cercle d'encombrement de diamètre 160 mm. Le gain d'encombrement sur la section courante du câble obtenu grâce à l'invention est donc considérable, de l'ordre de 37 % en diamètre, ou de 60 % en section par rapport aux câbles pourvus des systèmes d'ancrage et de déviation courts décrits dans les brevets US 4.442.646, 4.473.915 et 4.484.425.
Il va de soi que les modes de réalisation de la présente invention, qui ont été
3o décrits ci-dessus, ont été donnés à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées par l'homme de .!~e~~çh.e dê~,~iG dan..s -~e~y rteJfml~~ea.~i.Gr3-~
l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention . ar exemple, iI~n est pas FEUILLE MODIFI E
absolument indispensable que le déviateur 7 selon l'invention soit accolé à la tête d'ancrage 4, bien que cette disposition soit particulièrement favorable du point de vue du guidage des torons 3 et du point de vue de la longueur totale de l'ancrage 10. En outre, dans le cas où le déviateur 7 est composé de plusieurs corps successifs, ceux-ci ne sont pas nécessairement accolés les uns aux autres, mais ils peuvent ëtre légërement espacés les uns des autres, par exemple de quelques dizaines de centimètres. En outre, le corps 14 ou les corps 14a à 14c ne sont pas nécessairement cylindriques, mais ils peuvent être tronconiques ou en partie cylindriques et en partie tronconiques, ou encore ils peuvent avoir une section non circulaire, par exemple une 1o section polygonale.
Il n'est pas non plus indispensable que Ie trajet courbe de chaque canal 8 ait une courbure constante (arc de cercle) sur toute sa longueur. La courbure de chaque trajet courbe peut en effet varier sur tout ou partie de la longueur du trajet, pourvu que en tout point dudit trajet la valeur (min. de R) du rayon de courbure reste comprise dans les limites indiquées plus haut. ~-~âx~a., '-~ss~e~sa».e-P
~~ ~ar exemple, à l'exception du canal central du réseau maillé, chaque canal peut avoir une portion de trajet courbe, avec une courbure identique pour tous les 2o canaux, mais des longueurs de trajet courbe différentes (les canaux situés à la périphérie du réseau maillé ayant les portions de trajet courbe les plus longues, et les canaux situés près du milieu du réseau maillé ayant les portions de trajet courbe les plus courtes), et une portion de trajet rectiligne qui suit la portion de trajet courbe.
En outre, si on le désire, les espaces libres entre chaque toron et la paroi du canal correspondant du déviateur peuvent être remplis avec un agent de protection contre la corrosion tel que, par exemple, une résine visco-élastique souple, une cire pétrolière, de la graisse, ou d'autres matières souples ri entravant pas la possibilité de remplacement d'un ou plusieurs torons, toron par toron.
FEUILLE MODIFI E
Claims (22)
1) Déviateur pour câble de hauban (2) à n torons séparés (3), comprenant au moins un corps (14) qui a deux faces opposées au moins approximativement perpendiculaires à un axe longitudinal (13) du corps et qui comporte n canaux (8) traversant le corps d'une face à l'autre de celui-ci et disposés selon un réseau maillé, et dans lequel chaque canal (8) a un diamètre intérieur choisi de manière à
définir en service un jeu radial juste suffisant pour qu'un un toron (3) du câble (2) puisse passer librement dans le canal, le réseau maillé formé par les canaux (8) a, sur une première des deux faces opposées du corps (14), une première dimension de maille m1 et sur la seconde face du corps (14) une seconde dimension de maille m2 plus grande que la première dimension de maille, et dans lequel à l'exception d'un canal central situé
sur l'axe longitudinal du corps (14), chaque canal (8) s'étend entre les première et seconde faces du corps suivant un trajet courbe, caractérisé en ce que les canaux (8) qui sont situés à la périphérie du réseau maillé et qui ont, parmi tous les canaux (8), le trajet courbe ayant le plus petit rayon de courbure min. de R , ont en tout point de leur trajet une courbure au plus égale à une courbure maximale prédéfinie, et en ce que le corps (14) est en une matière capable d'être mise en forme avec des épaisseurs inférieures à 2 mm et ayant une résistance à la compression supérieure à 20 MPa et une résistance à la traction supérieure à 10 MPa en ce que ledit plus petit rayon de courbure a une valeur min. de R qui satisfait à la relation
1 m < min. de R ~ 5 m.
3) Déviateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit plus petit rayon de courbure (min. de R) satisfait à la relation:
3) Déviateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit plus petit rayon de courbure (min. de R) satisfait à la relation:
2 m ~ min. de R ~ 4 m.
3) Déviateur selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première dimension de maille m1 a une valeur qui satisfait à la relation:
~+1,5mm~m1~+5mm dans laquelle ~ est la valeur du diamètre intérieur des canaux (8) qui satisfait elle-même à la relation ~+0,4mm ~~~~+2mm dans laquelle ~ est la valeur du diamètre d'un toron (3) du câble (2).
~+1,5mm~m1~+5mm dans laquelle ~ est la valeur du diamètre intérieur des canaux (8) qui satisfait elle-même à la relation ~+0,4mm ~~~~+2mm dans laquelle ~ est la valeur du diamètre d'un toron (3) du câble (2).
4) Déviateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps (14) est en une résine coulable et durcissable, qui est coulée ou injectée dans un moule, et en ce que les canaux (8) sont définis par des noyaux allongés et courbes, qui ont respectivement des courbures prédéfinies et qui sont noyés dans la matière du corps (14) lors du moulage et enlevés du corps après son démoulage.
5) Déviateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la résine contient une charge.
6) Déviateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la charge est constituée par des particules de silice ou de la poudre de zinc, les particules de silice ou de zinc ayant une taille inférieure à la quantité (m1-~)/4.
7) Déviateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la surface intérieure de chaque canal (8), au moins dans sa zone ou un toron (3) une fois tendu vient en contact avec ladite surface intérieure, est doublée d'une feuille (15) d'un métal moins dur et plus électropositif que l'acier, ladite feuille étant placée autour du noyau allongé servant à former le canal correspondant et étant laissée en place dans ledit canal après moulage du corps (14) et enlèvement dudit noyau allongé.
8) Déviateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite feuille de métal est en zinc ou en alliage d'aluminium et a une épaisseur d'environ 5/10 mm.
9) Déviateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les canaux (8) sont usinés dans la matière du corps (14).
10) Déviateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps (14) est en un métal moins dur et plus électropositif que l'acier constituant les torons (3) du câble (2).
11) Déviateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps (14) est en acier et en ce que la surface intérieure des canaux (8) est doublée d'une couche de matière moins dure que l'acier constituant les torons (3) du câble (2).
12) Déviateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs corps (14a-14c) percés de n trous et disposés successivement sur un même axe longitudinal (13).
13) Déviateur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les corps (14a-14c) sont deux à deux en contact et leurs trous homologues définissent à
chaque fois un canal courbe continu (8) pour un toron (3) du câble (2).
chaque fois un canal courbe continu (8) pour un toron (3) du câble (2).
14) Déviateur selon la revendication 13 caractérisé en ce qu'un premier corps (14a) des corps (14a et 14d) est en métal et ses trous sont réalisés par usinage, et en ce qu'un second (14d) des corps (14a et 14d) est réalisé par moulage d'une matière plastique.
15) Déviateur selon la revendication, 13 caractérisé en ce qu'un premier corps (14a) des corps (14a et 14d) est en matière thermoplastique et est réalisé par l'une des deux techniques comprenant l'injection sous pression et l'usinage par enlèvement de matière, et en ce qu'un second (14d) des corps (14a et 14d) est réalisé par moulage d'une matière plastique thermodurcissable.
16) Déviateur selon fane quelconque des revendications 1 à 15 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un tube de maintien (11), de même longueur que le corps (14), qui entoure étroitement ledit corps et qui sert à la fixation de celui-ci sur une structure (12) à laquelle le câble de hauban (2) est ancré.
17) Déviateur selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que chaque canal (8) a un trajet courbe qui comporte deux parties successives courbées en sens opposés, à savoir, partant de la première face du corps (14), une première partie ayant une concavité tournée vers l'extérieur du corps, suivie d'une seconde partie ayant une concavité tournée vers l'intérieur du corps.
18) Déviateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que chaque canal (8) a un trajet qui est courbé de façon monotone de la première à
la seconde face du corps (14).
la seconde face du corps (14).
23
20) Déviateur selon la revendication 19 caractérisé en ce que chaque trajet courbe a la forme d'un arc de cercle.
21) Dispositif d'ancrage d'un câble de hauban multi-torons, comprenant une tête d'ancrage (4) qui comporte n trous (5) dans chacun desquels les torons (3) du câble de hauban (2) sont ancrés individuellement, et qui sont disposés selon un arrangement formant un réseau maillé qui a une dimension donnée de maille, et un déviateur (7) permettant de convertir l'arrangement des torons (3) dans la tête d'ancrage (4) en un arrangement formant un réseau maillé qui a une dimension de maille plus petite que ladite dimension donnée de maille, pour une partie courante dudit câble (2), caractérisé en ce que le déviateur (7) est un déviateur conforme à
l'une quelconque des revendications 1 à 20.
l'une quelconque des revendications 1 à 20.
22) Hauban comprenant un câble (2) composé de plusieurs torons séparés (3), et deux dispositifs d'ancrage (1) situés aux extrémités du câble, caractérisé
en ce que au moins l'un des deux dispositifs d'ancrage (1) est un dispositif d'ancrage selon la revendication 21.
en ce que au moins l'un des deux dispositifs d'ancrage (1) est un dispositif d'ancrage selon la revendication 21.
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| FR9812980 | 1998-10-16 | ||
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |