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Procédé et moyens d'ancrage et de mise sous tension d'armatures dans les poutres en béton et autres matériaux.
La présente invention concerne la précontrainte des maté- ri aux et elle a pour obj et un nouveau mode d'application, aux pou- tres en matériaux peu résistants à l'extension, d'une compression préalable de sens opposé aux tensions exercées par les charges per- manentes ou variables que ces poutres sont destinées à supporter: Le terme "poutre" est employé ici dans un sens très large, englo- bant tous ouvrages tels que colonnes, poteaux, hourdis, traverses de chemins de fer, pièces de ponts et de charpentes, tuyaux, en béton ou autres matériaux pierreux, en bois, métal, matériaux mou- lés ou agglomérés, que ces poutres soient faites d'une pièce ou de plusieurs pièces juxtaposées, de même ma.tière ou de matières dif- f érentes.
En vue d'appliquer à des poutres en béton une compression préalable il est connu de munir ces poutres, lors de leur fabrica- tion, de trous, conduits ou évidements s'étendant dansla direc- tion des efforts de tension auxquels elles auront à résister, d'y placer des armatures de fer ou d'acier et de mettre celles-ci sous tension à l'aide de vérins appropriés. Afin de reporter sur la poutre les efforts qui doivent la mettre sous compression, des dis- positifs d'ancrage des armatures doivent être prévus à ses deux extrémités. D'abord ancrées à uhe extrémité, les armatures sont saisies à l'autre extrémité et mises sous tension par un appareil de traction, après quoi on procède à l'ancrage de cette dernière extrémité.
A cet effet, il a notamment été proposé de caler les extrémités des armatures sous tension dans une cavité armée for- mant le prolongement du trou ou conduit dans lequel les armatures sont passées. Ces moyens d'ancrage ou de serrage ont l'inconvénient d'être d'une manipulation compliquée et d'exiger un appareillage spécial; de plus, ils ne permettent ni de modifier la tension une foi s donnée aux armatures, ni de leur appliquer successivement des tensions graduées.
Suivant la présente invention, on évite ces inconvénients en faisant usage, à l'une au moins des extrémités des armatures, d'une pièce d'attache mobile par rapport à la poutre et par l'in- termédiaire de laquelle la tension est appliquée aux fils ou tiges
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d'annatures fixés dans cette pièce, que l'on bloque ensuite pour reporter sur la poutre la tension imposée aux armatures et la rendre permanente. Ainsi les manipulations sont simplifiées, car il ne faut aucun appareillage spécial et il est plus aisé d'as- surer une bonne fixation de tous les fils d'armature alors qu'ils sont libres que lorsqu'ils sont sous tension. De plus on est maî- tre de détermiher exactement la tension définitive et de la mo- difier si nécessaire.
Enfin, suivant une caractéristique avanta- geuse de l'invention, la position de l'attache par rapport à la poutre peut en tout tenps être réglée afin de rétablir ou de modi- fi er la tension ini ti al e.
Pour mettre le procédé à exécution on utilise une pièce d'attache tubulaire, en acier, dans laquelle les filssont calés. au moyen d'un coin ou fixés d'autre façon. La pièce d'attache est munieintérieurement et extérieurement de solides pas de vis, ou d'autres moyens pour donner prise d'une part à l'appareil de trac- tion destiné à mettre les armature sous tension, d'autre part à un écrou ou autre organe destiné à assurer sa fixation à la poutre.
Une plaque de répartition et/ou des organes de frettage servent à renforcer la poutre au voisinage de la pièce d'attache.
A l'extrémité opposée de la poutre, les armatures sont ancrées de façon analogue entre une pièce d'attache tubulaire et une pièce de se. rage. Ici, toutefois la pièce d'attache peut être fixe par rapport à la poutre. Une plaque de répartition et/ou un frettage peuvent aussi être prévus autour de cette pièce d'atta- che.
Quelques tonnes d'exécution de l'invention sont repré- :=:en tees à ti tre d'exemples sur ledessin annexé :
Fig.l représente une poutre avec pièce d'attache suivant l'invention, pendant l'application de la tension aux armatures.
Figs. 2, 3 et 4 représentent respectivement, à plus grande échelle, quelques formes d'attache fixe.
Fi gs. 5 et 6 représentent l'attache mobile respective- ment avant et pendant Inapplication de la tension.
Fig. 7 montre l'attache mobile fixée en place, dans une poutre dont le mode de renforcement est légèrement mo di fi é.
Fig. 8 est, à une échelleagrandie, une coupe de conduit contenant les armatures. on a figuré sur le dessin des poutres en béton 1 pour- vues d'un ou plusieurs conauits 2 parallèles aux tensions que la poutre aura à supporter. Dans ces conduits sont placés des fils d'acier 3 qui, à une extrémité, sont emprisonnés dans une pièce d'attache constituée d'un tube d'acier 4 dont la paroi intérieure est légèrenent conique et dans laquelle les fils sont fixés au moyen d'une cale 5 également conique. La pièce 4 et la cale 5 sont de préférence en acier moins dur que les fil s, afin que ceux- ci s'y impriment et assurent ainsi une surface de contact suffi- sante pour enpécher tout glissanent.
La pièce d'attache 4 peut être rendue fixe par rapport à la poutre 1 de toute manière appropriée. Dans les exemples des Figs. 1, 2 et 4, la pièce 4 est munie d'un rebord extérieur 6 qui prend appui sur une plaque de répartition 7, noyée ou non dans le béton, un frettage 8 pouvant en outre être prévu (Fig.2). Dans la Fig.3, la pièce 4 est elle-même noyée dans le béton et munie exté-
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rieurement de frettes 9 afin d'assurer une adhérence suffisante au b éton.
Les extrémités opposées des filsd'armature sont fixées, à l'aide d'une cale conique 13, dans une pièce d'attache mobile 10, qui comme la pièce 4, est en acier et de forme tubulaire, lé- gèrement conique à l'intérieur, mais s est en outre munie d'un fi - 1 et extéri eur 11 et, sur unepartie de sa longueur, d'un fil et in- térieur 12 (Figs. 5, 6, 7) faisant suite à la paroi conique. La pièce d'attache 10 peut si on le désire, faire saillie à l'exté- rieur de la poutre, mais il est plus avantageux d'éviter de for- tes saillies et à cet effet le conduit 4 se prolonge par une par- tie 14 d'une section et d'une profondeur telles que la pièce 10 puisse y coulisser et que seule son extrémité dépassé la poutre après le déplaçaient dû à l'allongement des fils (Figs. 1, 6, 7).
Les fils 3 étant calés dans la pièce 10 mise en place clans la cavité 14 (Fig.5), on visse dans le filet 12 de cette pièce une tige filetée 15 constituant l'organe de prise de l'appareil de traction, lequel peut être de tout type connu. On a figuré à la Fig.l un vérin hydraulique dont le cylindre 16 prend appui sur la poutre par des pieds 17, tandisque l'effort de traction est appliqué à la tige 15 par la traverse 18.
A l'aide de cet appareil on applique l'effort de traction voulu, ce qui amène la pièce 10 de la position de la Fig.5 à celle de la Fig.6, puis on bloque celle-ci dans cette dernière position en vissant sur le fil et extérieur 11 un écrou 19 préalablement enfilésur la tige 5. on peut alors relâcher la pression du vérin et enlever l'appareil de traction. L'effort de tension créé dans les fil s d'acier est reporté par l'écrou sur une plaque de répartition 20, éventuellenent avec dispositifde frettage 21, ou autre dispositif équivalent, de manière a maintenir la poutre dans un état de com- pression permanente.
Au lieu d'appliquer directement aux armatures la ten- sion définitive au moyen du vérin, il est avantageux de leur ap- pliquer d'abord une tension légèrenent supérieure,puis de dimi- nuer l'effort de traction et de ne bloquer la pièce d'attache que quand la tension a été ramenée à la valeur désirée.
Dans ce cas l'excédent de traction a pour effet de permettre aux filsd'acier de s'imprimer dans les paroi s des pièces d'attache et de réaliser une surface de contact suffisante pour éviter tout glissenent ul- térieur des fils, dans le cas où 'une surcharge accidentelle vi en- drait augmenter la tension admise comme maximum. on s'assure en même temps que les pièces d'ancrage et le. poutre elle %ne sont capables de supporter des efforts supérieurs à ceux qu'elles au- ront à supporter en service normal. on conçoit que la réalisation de l'invention ci-dessus décrite permet d'agir ultérieurement sur l'écrou pour modifier la tension des armatures en cas de besoin, notamment pour rétablir la tension initiale si celle-ci a été affaiblie par la.
contrac- tion du béton ou toute autre cause.
Le procédé permet aussi de réaliser la mise sous tension par étages, ce qui peut 'être intéressant par exemple lorsque, dans une poutre armée de plusieurs faisceaux de filsd'acier, la mise soustension en une opération d'un seul faisceau pourrait créer des efforts préjudiciables à l'ouvrage. Dans ce cas, l'écrou 19 ou autre organe de blocage peut être mis en place après une ac- tion partielle du vérin, chaque déplacement du vérin étant suivi d'un serrage de l'écrou jusqu'à ce que la tension désirée soit atteinte.
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Bien entendu, au lieu d'être ancrées à, demeure dans la pcutre à l'une de leurs extrémités, les armatures peuvent y être fixées aux deux extrémités par des attaches mobiles telles que 10.
Commeil a été dit, 1''invention est applicable à la précontrainte d'ouvrages de formes et compositions diverses et il est entendu que ues modifications peuvent être apportées aux modes 'exécution décrits, sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, au lieu de pas de vis, la:pièce d'attache mobile pourrait être muniede saillies ou de perforations étagées afin de p er- mettre l'introduction de colliers ou de broches pour prendre ap- pui sur la poutre.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'ancrage et de mise sous tension d'arma- tures métalliques dans les poutres en béton ou/et autres ma.tiè- res peu résistantes à l'extension, caractéri se en ce qu'à l'une au moins de leurs extrémités, les fils ou tiges d'armature, lo- gés oans des trous ou éviuenents de la poutre, sont fixés dans unepièce d'attache mobile, par l'interméoiaire de laquelle on leur applique la tension, , après quoi on bloque cette pièce pour reporter la tension sur la poutre.
2. - Procédé suivant la rrevendi cation 1, caractérisé en ce que l'on applique d'abord aux armatures une tension légère- ment supérieure à celle qu'elles doivent conserver pour augmenter leur liaison avec la pièce d'attache, cette tension étant ensuite ramenée à la valeur désirée.