Dispositif d'ancrage d'un faisceau de fils On sait que pour ancrer à son extrémité un faisceau de fils tendus on a déjà proposé d'épanouir ce faisceau de fils dans une cavité tronconique et de l'y maintenir au moyen d'un cône d'ancrage en foncé à force dans ladite cavité. Dans ce cas, chaque fil est pincé entre la paroi de la cavité tronconique et la paroi du cône, le long de deux génératrices dia métralement opposées de ce fil. Ce dispositif d'an crage n'est satisfaisant que si tous les fils sont éga lement tendus et si la cavité et le cône sont de forme rigoureusement coniques.
La mise en #uvre d'un tel dispostif est toutefois très commode.
On a aussi proposé, pour maintenir dans une ca vité tronconique un faisceau de fils tendus, d'insérer entre chaque paire de fils voisins une clavette d'an crage en forme de coin qui prend appui sur la paroi de la cavité tronconique. Un tel dispositif d'ancrage est d'une mise en aeuvre moins commode que le pré cédent car les clavettes doivent être placées une à une entre les fils. Pour accroître la stabilité de ce dispositif, on sait que l'on peut ménager, dans les clavettes, des rainures de logement des fils. Dans ce cas également, chaque fil est pincé sensiblement le long de deux génératrices diamétralement oppo sées. On peut alors accepter que la cavité ne soit pas parfaitement tronconique.
La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients signalés ci-dessus.
Elle a pour objet un dispositif d'ancrage d'un faisceau de fils dans une cavité tronconique au moyen d'un organe d'ancrage de forme générale tronco- inique pressant les fils contre la paroi de ladite cavité et comportant des logements longitudinaux pour les fils, dispositif caractérisé en ce que cet organe est constitué par un corps déformable tron- conique portant à sa périphérie des coins rigides longitudinaux et effilés, deux coins voisins déter minant, à la périphérie de ce corps, un logement de fil évasé vers l'extérieur dans lequel un fil ne peut pénétrer que partiellement, de façon que la face externe de tous les fils du faisceau soit seule en contact avec la cavité tronconique d'ancrage.
On peut utiliser des fils de section circulaire ou de section non circulaire, par exemple polygonale, pourvu que les fils touchent, à la fois et seulement, les faces en regard des coins et la paroi de la cavité tronconique.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution du dispositif faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente, en perspective, un organe d'ancrage formé d'un corps tronconique déformable en matière plastique portant des coins à sa péri phérie.
La fig. 2 représente, en perspective, un de ces coins.
Les fig. 3 et 4 représentent respectivement en coupe longitudinale (suivant III-III de la fig. 4) et transversale (suivant IV-IV de la fig. 3) l'ensemble d'un dispositif d'ancrage.
La fig. 5 montre, dans une section transversale du dispositif d'ancrage, les efforts transversaux que subit un fil.
La fig. 6 montre en coupe longitudinale une réali sation particulière de la cavité d'ancrage.
Les fig. 7 et 8 montrent des variantes de réali sation d'organes d'ancrage. La fig. 9 montre en coupe, correspondant à IX-IX de la fig. 8, un dispositif d'ancrage réalisé avec un organe d'ancrage tel que montré par cette fig. 8.
Sur la fig. 1, les coins 1 sont en matière résis tante et, de préférence, en acier dur. Ils font saillie à la surface extérieure d'un tronc de cône déformable dans lequel ils sont partiellemen noyés. Ce tronc de cône peut être, par exemple, en caoutchouc ou en un quelconque matériau plastique. Toutefois, le tronc de cône déformable 2 peut éventuellement être en une matière plus rigide mais pratiquement sans grande résistance aux déformations par exemple en mortier de ciment.
En se détériorant, un tel tronc de cône permet aussi les faibles déplacements re latifs des coins qui sont nécessaires, comme on le verra dans la suite, mais il présente l'inconvénient de ne pouvoir être réutilisé.
Le tronc de cône 2 est percé longitudinalement d'un trou 3 permettant, lorsque le dispositif d'an crage est utilisé pour un faisceau de précontrainte, d'effectuer l'injection d'un produit propre à assurer la conservation de ce faisceau, après que celui-ci a été tendu ; de plus, le trou 3 donne au tronc de cône une plus grande déformabilité.
Comme on peut le voir sur la fig. 4, chacun des fils 5 du faisceau à ancrer prend place entre deux coins et, touchant les faces en regard de ceux-ci, il reste en saillie à la surface de l'ensemble tronconique ainsi formé qui se loge dans la cavité tronconique 8.
Si l'on suppose une tension appliquée à la par tie 5b des fils 5, cette tension entraîne les fils qui, eux-mêmes, entraînent les coins, de sorte que cet ensemble se coince dans la cavité tronconique. Ce coincement résulte essentiellement du rapprochement des coins qui est permis par la déformation du tronc de cône 2 ; lorsque le coincement est obtenu, le tronc de cône 2 n'intervient pratiquement plus dans l'équi libre des forces qui bloquent les fils dans la cavité tronconique 8.
Les coins 1 présentent en coupe transversale une section rectangulaire ; autrement dit, les faces 1d du coin 1, visible sur la fig. 2, sont des trapèzes égaux, les faces la et lb sont des rectangles, ainsi que les faces 1c.
La fig. 5 montre les efforts agissant transversale ment sur un fil. Les coins 1, de section transversale rectangulaire, ne subissent pas d'effort radial et ne tendent donc pas à se déplacer radialement par rap port aux fils 5, entre lesquels ils sont serrés, même si le coefficient de frottement entre coins 1 et fils 5 est très faible ;
par contre, les fils 5 sont maintenus entre deux faces de coins présentant entre elles un angle de où n est le nombre total de fils (en fait, il faudrait
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corriger cette valeur d'un terme tenant compte de l'angle au sommet du cône et du nombre de fils, terme négligeable étant donné les propor- tions généralement adoptées).
Si, dans la section montrée sur la fig. 5, f est la force de contact d'un fil 5 et d'un coin 1, comme l'ensemble est en équi libre, cette force est la même à tous les contacts entre coins 1 et fils 5 ; par suite, la force F, qui plaque le fil 5 contre la cavité tronconique 8 et qui est la résultante des deux forces f agissant sur le fil 5, est la même pour tous les fils. De plus, cette force F est considérablement plus petite que les forces f.
On doit noter qu'un dispositif d'ancrage ainsi réalisé présente de très grandes garanties de sécu rité car tous les fils 5 (dont la tension est finale ment reportée sur la paroi de la cavité tronconique 4) sont plaqués contre celle-ci par des forces égales, ce qui assure l'équilibre de ce système de forces. De plus, les fils 5 ne peuvent pratiquement pas se déplacer les uns par rapport aux autres, en cas de surtension de l'un ou de plusieurs d'entre eux, car la somme arithmétique des deux forces f qui pres sent chaque fil 5 entre les coins 1, est très supérieure à la force F qui plaque le fil 5 contre la cavité tron conique 8.
Enfin, le dispositif d'ancrage ne pourrait faillir que si le coefficient de frottement entre les fils 5 et les coins 1 était inférieur au demi-angle du coin, qui est généralement de l'ordre de deux ou trois degrés ; l'expérience montre que l'angle de frot tement est toujours très supérieur à cette valeur, même si les surfaces sont graissées.
Si le dispositif d'ancrage décrit ci-dessus, dont les coins 1 présentent des sections transversales rec tangulaires, est le meilleur, il n'en reste pas moins que des coins de formes différentes peuvent donner satisfaction. C'est ainsi que ces coins peuvent pré senter des sections transversales trapézoïdales, pour vu que le dièdre, formé par les faces en regard des coins, reste ouvert vers l'extérieur de façon que les réactions d'appui du fil sur ces faces de dièdre aient une résultante orientée vers l'extérieur. A la limite, les faces des coins entre lesquelles se place un fil peuvent être presque parallèles.
Les faces 1c (fig. 2) des coins 1, qui sont au contact des fils 5, peuvent présenter des stries pour augmenter le coefficient de frottement ; les faces 1c peuvent aussi être entaillées par une gorge ser vant de logement au fil. En raison de l'importance des forces de serrage f, ces précautions sont géné ralement inutiles.
Le dispositif d'ancrage qui vient d'être décrit peut être utilisé de manière passive, c'est-à-dire que le corps central ayant été mis en place comme il est montré par les fig. 3 et 4, une tension est appli quée à la partie 5b des fils 5, ce qui entraîne un autoblocage des fils après un faible mouvement de ceux-ci et de ce corps central.
Ce dispositif peut aussi servir comme organe de blocage mis en oeuvre après que le faisceau de fils a été tendu. On utilise alors un appareil compre nant deux vérins dont l'un, grâce à un dispositif ap proprié connu, saisit l'extrémité des fils dans leur parties 5a (fig. 3) et permet d'appliquer à l'armature de précontrainte la tension voulue. L'autre vérin in tervient alors pour enfoncer le corps central consti tué par les coins 1 solidaires du noyau déformable 2, jusqu'à ce qu'il y ait coincement des coins 1 entre les fils 5.
Dans ce cas, on peut prévoir qu'un coin 1 au moins ou, de préférence, plusieurs coins régulière ment répartis, peuvent coulisser le long du noyau déformable et, initialement, ces coins sont laissés en retrait par rapport aux autres. Le corps défor- mable 2 et tous les coins ayant été mis en place, le coincement est parachevé en enfonçant les coins en retrait. Comme l'angle de ces coins est très faible, on peut ainsi obtenir un coincement parfait. Le vérin de tension est alors relâché et la tension du faisceau de fils 5 est reportée à la cavité tron conique 8.
La relaxation d'un tel ancrage au mo ment de la libération de la tension est très faible, surtout lorsqu'on procède comme il vient d'être in diqué, c'est-à-dire en provoquant le coincement par l'enfoncement complémentaire d'un coin au moins.
Comme le dispositif d'ancrage ne subit aucune détérioration au blocage, la mise en tension pourra être reprise ultérieurement autant de fois qu'on le désire. Il suffit d'appliquer à la partie 5a des fils 5 une tension légèrement supérieure à la tension de ces fils 5 dans leur partie 5b pour que cesse leur coincement, ce qui permet de leur appliquer ensuite une tension supérieure à la précédente. Cette parti cularité rend possible la mise en tension d'armatures très longues à l'aide d'un vérin de faible course.
On notera que la section des fils 5 ne doit pas être obligatoirement circulaire ; on peut, par exem ple, employer des fils de section trapézoïdale.
Dans le dispositif d'ancrage qui vient d'être dé crit, la cavité tronconique 8 n'a pas besoin de pré senter des qualités spéciales au point de vue frot tement, il suffit qu'elle ait une résistance suffi sante à l'expansion ; elle peut être prévue notam ment dans une pièce métallique massive. Une forme économique de réalisation est représentée par la fig. 6. Dans l'enveloppe résistante 6 constituée, par exemple, par un tube d'acier dur, est mise en place une matière résistant à l'écrasement, par exemple du béton 7. La cavité tronconique est chemisée par une feuille 11 de métal résistant, mais pouvant supporter des déformations relativement importantes avant rupture, par exemple de l'acier mi-dur.
Le corps déformable qui relie les coins entre eux peut être réalisé d'autres manières que celle montrée par la fig. 1, pourvu que lesdits coins puissent se déplacer latéralement les uns par rapport aux autres sans effort excessif.
Dans l'exemple représenté par la fig. 7, les coins 10 sont soudés ou collés sur un tube tronconique métallique 9. La paroi du tube 9 doit être mince, de manière que sa rigidité n'entrave pas les dépla cements relatifs des coins 10. L'ensemble représenté par la fig. 7 peut éventuellement être réalisé d'une seule pièce par coulée de métal ou par estampage d'une matière homogène, les mouvements relatifs des parties formant coins étant facilités par la fi nesse des sections du tube 9 qui les réunissent, les quelles peuvent être ajourées.
La réalisation en une seule pièce, par coulée ou estampage, d'un ensemble tel que celui montré par la fig. 7, est difficile en raison du manque de dépouille des parties formant coins et de la finesse des sections qui les réunissent. Aussi, pour faciliter la fabrication en une seule pièce, est-il préférable de donner aux sections droites des coins une forme trapézoïdale, le petit côté du trapèze étant situé vers l'extérieur.
La fig. 8 montre un semblable dispositif ; la fig. 9 montre la coupe transversale selon IX-IX de l'ancrage qu'il permet. On voit que les faces 12a d'une même partie 12 formant coin sont les faces d'un dièdre ouvert vers l'intérieur. Il en résulte que les amincissements 13 du noyau central sont com primés.
De préférence, l'épaisseur de ces parties minces 13 est déterminée de telle sorte que le métal qui les constitue subisse une contrainte de compres sion moyenne voisine de sa limite élastique, lorsque l'ancrage est en oeuvre ; dé ce fait, ces amincisse ments ne présentent, lorsqu'ils sont comprimés, qu'une résistance négligeable à la flexion. Il en résulte qu'au moment du blocage du dispositif d'ancrage, celui-ci peut se déformer pour que l'ensemble constitué par les coins et les fils s'adapte parfaitement dans la ca vité tronconique qui l'enserre.
De préférence, on choisit, pour constituer l'or gane d'ancrage, un métal présentant une limite élas tique élevée et pouvant supporter d'importantes dé formations plastiques avant rupture.
L'organe et le dispositif d'ancrage montrés par les fig. 8 et 9 sont théoriquement moins sûrs que les organes d'ancrage formés à l'aide de coins dont la section transversale est rectangulaire, car les forces qui naissent au contact des fils et des coins sont plus faibles pour le dispositif d'ancrage montré par la fig. 9 que pour les précédents ; de plus, ce der nier ancrage se prête moins bien à de nombreux réemplois car le métal qui le constitue finit par s'écrouir ;
par contre, la relaxation du dispositif d7an- crage montré par la fig. 9, au moment où l'effort de tension du câble lui est reporté, est moindre que pour les ancrages comportant des coins à section rectangulaire.
Les réalisations montrées par les fig. 7, 8 et 9 présentent un avantage complémentaire Après ancrage d'une première nappe de fils dans une cavité tronconique, il est possible d'utiliser la cavité tronconique de l'organe d'ancrage lui-même pour l'ancrage d'une seconde nappe de fils intérieure et concentrique à la première au moyen d'un second organe d'ancrage de plus petit diamètre que le pre mier et qui se loge dans celui-ci. Théoriquement, la cavité tronconique de ce second organe d'ancrage peut être utilisée à son tour pour réaliser un troi sième ancrage et ainsi de suite.
Cependant, avec des dimensions usuelles de câbles et de cavités tronconiques d'ancrage, la puis sance d'ancrage, c'est-à-dire l'effort de tension que supportent les fils, susceptible d'être obtenue dans une de ces cavités intérieures n'est guère que la moi tié de la puissance d'ancrage qui peut être obtenue dans la cavité tronconique de dimensions immédia tement supérieures. Autrement dit en utilisant deux organes d'ancrage concentriques tels que montrés par les fig. 8 et 9 on augmente seulement de une fois et demie la puissance de l'ancrage, et avec trois organes concentriques de une fois trois quarts.
Il n'y a donc guère intérêt à disposer l'un dans l'autre plus de trois organes d'ancrage.