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PROCEDE ET APPAREIL DE PRECONTRAINTE DE PIECES EN BETON.
La présente invention a trait à un procédé et à un appareil permettant de soumettre des pièces de béton de forme allongée à une tension préa- lable., et aux pièces "précontraintes" obtenues par ce procédé.
Jusqu'à ce jour,, la précontrainte de pièces de béton de forme allongée a généralement été effectuée à l'aide d'une série de barres ou fils d'acier,dont on effectuait la mise en place pendant les premiers stades de formation de la pièce. On procédait alors à la coulée de la pièce et on laissait le béton faire sa prise. Les barres ou fils métalliques étaient ensuite mis sous tension et ancrés aux extrémités de la pièce de béton durci. Cette méthode., qui a reçu des applications ayant donné les résultats désirés, a été modifiée dans quelques détails secondaires, mais bien que le mode opératoire fondamental soit,, en général, satisfaisant,, ladite méthode présente quelques inconvénients bien connus des spécialistes et dont l'élimination s'impose.
La méthode antérieure exigeait un ancrage pour les extrémités de chacun des fils ou barres métalliques. Ainsi., si le nombre de barres ou fils utilisés est relativement élevé, la dépense que représente le coût des ancrages par pièce fabriquée devient un facteur important du prix de revient.
De plus, la précontrainte devient coûteuse. Mais le plus grave de tous les inconvénients est peut-être le fait que, dans le cas d'ancrages par liaison, les armatures de métal se détendent progressivement, de sorte qu'une partie de l'effet de précontrainte se trouve perdu.
La présente invention offre un procédé de précontrainte et procure une pièce précontrainte dans lesquels un grand nombre des inconvénients des procédés antérieurs sont évités ou suppriméso Dans le cas d'une poutre en béton, conformément à l'invention, on commence d'une manière générale par- établir la pièce en béton et on ancre ensuite une des extrémités du ou des fils métalliques, ou éléments équivalents mis sous tension et on enroule ces
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fils autour de la pièce dans le sens longitudinal, dans la position la plus avantageuse. Comme l'enroulement comporte plusieurs spires ou tours de fil, un effet de cabestan est obtenu.
On ancre alors temporairement l'extrémité libre du fil, à l'aide de pinces ou de moyens équivalents, puis on la recouvre par du béton ou une autre matière à base de ciment. Aussitôt que le béton a fait prise et est devenu dur, on enlève les moyens d'ancrage temporaires. La liaison entre le fil et le béton maintient le fil sous tension. Toutefois, dans le cas où le fil viendrait à se détendre en partie, en raison d'une perte d'adhérence, sa tendance au glissement serait contrecarrée par l'effet de cabestan. Dans une forme de réalisation de l'invention, on effectue l'enroulement du fil dans une rainure qu'on remplit d'un coulis de ciment au fur et à mesure que s'effectue l'enroulement du fil sous tension. Le fil est ainsi noyé dans du béton, et ce dernier est rendu très compact derrière et entre les convolutions du fil.
De plus, une liaison parfaite - est ainsi obtenue qui protège complètement le fil contre une rouille possible.
La présente invention concerne par conséquent un procédé et un appareil de précontrainte de pièces en béton de forme allongée, qui évitent la nécessité d'avoir recours à de nombreux moyens d'ancrage coûteux et compliqués, tout en assurant un ancrage positif.
Un autre objet de l'invention réside dans un procédé de précontrainte qui est plus économique et plus efficace que les procédés proposés jusqu'à ce jour.
D'autres objets de l'invention seront mis en évidence au cours de la description détaillée qui en sera donnée ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue perspective, avec arrachement partiel, représentant une traverse de chemin de fer précontrainte longitudinalement; la figure 2 est une coupe horizontale par la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe verticale par la ligne 3-3 de la fig.
1 ; la figure 4 est une vue de côté illustrant le procédé et l'appareil de précontrainte longitudinale d'une traverse de chemin de fer ; la figure 5 est une vue en plan correspondant à la figure 4; la figure 6 est une vue de côté de la traverse de chemin de fer précontrainte longitudinalement, et représente les moyens d'ancrage; la figure 7 est une coupe verticale par la ligne 7-7 de la figure 6 ; la figure 8 est la vue enplan d'une forme d'appareil portant un élément de construction de forme allongée; la figure 9 est une vue de côté correspondant à la figure 8 et représente l'élément de construction porté par l'appareil et une portion d'un fil enroulé autour dudit élément;
la figure 10 est une coupe par la ligne 10-10 de la figure 9, et représente les organes de guidage du fil métallique montés par rapport à l'élément de construction; la figure 11 est une vue à plus grande échelle d'une portion d'un des organes de guidage du fil représentés à la figure 10 et donne des détails dudit organe par rapport à l'élément de construction; la figure 12 est une vue semblable à la figure 11 d'une portion d'une autre forme d'organe de guidage du fil;
La figure 13 est une vue perspective avec, arrachement partiel représentant un dispositif de guidage du fil permettant d'effectuer la mise en place du fil autour des extrémités d'un élément de construction;
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la figure 14 est une vue perspective illustrant un dispositif d'ancrage temporaire du fil métallique;
la figure 15 est une vue perspective d'un autre élément de construction composé de blocs; la figure 16 est une coupe par la ligne 16=16 de la figure
15; la figure 17 est une coupe par la ligne 17-17 de la figure 15 ; la figure 18 est une vue perspective de la poutre de la figure
15 et illustre une partie du fil recouverte d'un liant protecteur; la figure 19 est une vue perspective d'une dalle et représente le dispositif déflecteur de fil prévu pour enrouler autour de cette dalle un fil métallique précontraint; la figure 20 est une coupe par la ligne 20-20 de la figure 19 ; la figure 21 est une vue en élévation et représente une forme de réalisation d'un appareil enrouleur,alors que la figure 22 est une coupe par la ligne 22-22 de la figure 21; la figure 23 est une vue en plan correspondant à la figure 21 ;
la figure 24 est une vue en plan fragmentaire de l'extrémité de la poutre; la figure 25 est une vue en élévation avec coupe verticale par- tielle d'une autre forme de réalisation de l'invention; la figure 26 est une vue en plan fragmentaire de l'appareil repré- senté à la figure 25 ; la figure 27 est une élévation-coupe représentant une autre forme de réalisati on de l'invention.
On se référera maintenant aux dessins dont les figures 1 à 3 représentent une traverse de chemin de fer en béton qui a été pourvue d'un enroulement longitudinal de fil métallique ayant été soumis, conformément à l'invention a une précontrainte longitudinale. Comme représenté., la traverse de béton en question, désignée par 20, a été établie de manière qu'elle présente une rainure 21 sur tout son pourtour. Cette rainure renferme un fil métallique à l'état tendu 22, enroulé de plusieurs tours autour de la traverse.
Une des extrémités, 23, du fil 22 est ancrée en l'engageant dans un trou 24 à tragers ladite traverse. Ce trou 24 fait communiquer les deux portions de la rainure 21 qui se trouvent de part et d'autre de la traverse.- L'extrémité 23 du fil est coudée, comme représenté en 23, et elle est maintenue par les diverses spires de fil enroulées autour de la traverse. On remplit la rainure 21 d'un coulis de gunite ou d'un mortier jusqu'au niveau des faces latérales de la traverse 20. L'autre extrémité 27 du fil sous tension 22 est ancrée à l'aide d'un dispositif d'ancrage 28 d'un type courant, composé d'un cylindre à évidement conique et d'un noyau ou coin conique en deux piéces moyé dans le coulis de gunite ou autre ciment 26, ce dispositif pouvant d'ailleurs être omis air le ciment 26 est capable d'effectuer à lui seul l'an- 0-age du fil 22.
La traverse 20 est en outre pourvue de deux trous 29 à ses extrémités. Il ressort de la disposition qui vient d'être décrite que la mise sous tension préalable ou précontrainte de la traverse de béton 20 est assurée par le fil métallique tendu 22. Cette disposition particulière évite ainsi la nécessité d'avoir recours à une série de fils ou barres métalliques disposés dans le sens de la longueur de la traverse et pourvu chacun d'un dispositif d'ancrage à ses extrémités.
Pour mieux faire comprendre le présent procédé et le présent appareil qui permettent de fabriquer des pièces en béton de forme allongée précontraintes longitudinalement, conformément à l'invention, on se référera maintenant aux figures 4 à 7 incluses qui illustrent l'application de l'invention à des poutres de faible longueur, telles que la traverse de chemin de fer sus-mentionnée 20. Cette traverse est montée sur un plateau tournant
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30 disposé verticalement et supporté par un socle 31. Deux boulons 32 traversent le plateau tournant 30 en deux points espacés.
La traverse 20 est placée sur le plateau tournant de manière que les boulons 32 traversent les trous 29 prévus au moulage de la traverse.
Des ressorts 33 sont montés sur les boulons 32 et le montage est fixé à l'aide d'écrous 34 vissés sur ces boulons. Le plateau 30 est supporté par le socle 31 et il est entraîné par un moteur 35 connecté à toute source d'énergie appropriée. L'arbre de sortie 36 du moteur 35 traverse une boite de réduction 37 et l'arbre à vitesse réduite 38 sortant de cette boite est accouplé au plateau tournant 30. Des paliers 39 sont disposés de toute manière appropriée pour supporter les diverses pièces.
Deux colonnes 41 supportent une bobine de fil métallique 40 à une certaine distance du plateau tournant 30. Entre la bobine 40 et le plateau tournant est interposée une filière d'un type courant 42, ou son équivalent, pour tendre le fil métallique, cette filière étant montée sur une colonne 43.
L'enroulement de fil sous tension 22 a lieu en faisant passer un bout 23 du fil à travers la filière 42 (ou son équivalent), en l'enroulant d'un demi-tour autour de la rainure 22, en le faisant passer par le trou 24 de la traverse et en le pliant comme indiqué en 25. On met alors en marche le moteur 35,qui entraïne; le plateau tournant 30 en obligeant le fil à s'enrouler longitudinalement autour de la traverse à l'intérieur de.la rainure 21. Le fil 22 se déroule de la bobine 40 et il est tiré à travers la filière 42, ce qui assure sa mise sous tension convenable. A mesure que s'effectue l'enveloppement de la traverse, les spires du fil 22 viennent faire pression sur le coude extrême 23 et assurent son ancrage en position.
Pour effectuer l'enroulement de poutres plus longues, on peut faire usage d'un type d'appareil différent. Une flèche ou bras en porte-à-faux qui porte à son extrémité une poulie à gorge sur laquelle peut se déplacer le fil tendu, est assujetti à des chaînes passant sur des pignons de chaîne de telle manière que cette poulie soit déplacée autour de la poutre à des niveaux situés en regard des positions requises par le fil. Dans ce cas, la poutre ne tourne pas; c'est l'appareil qui se déplace autour d'elle.
Pendant que s'effectue l'enveloppement de la traverse 20 par le fil sous tension 22, à l'intérieur de la rainure 21, on peut déposer un coulis de gunite ou autre ciment ou mortier dans cette rainure par toute méthode connue, par exemple au pistolet, à la brosse ou à la truelle. Ceci est désirable parce que le fil métallique 22 en cours d'enroulement s'enfonce à travers le coulis frais et effectue un tassement parfait de la matière derrière et entre les diverses spires du fil 22. De plus, la traction du fil dans le coulis ou mortier frais assure une bonne liaison et protège le fil contre une rouille possible. Toutefois, il va de soi que la rainure 21 pourrait être remplie du coulis de ciment ou matière similaire une fois termine' l'enroulement du fil 22.
Après qu'un enroulement suffisant de fil sous tension 22 a été effectué autour de la traverse 20 pour assurer la précontrainte désirée de cette traverse, on effectue l'ancrage du bout de fil terminal, comme représenté aux figures 6 et 7. On dispose contre le coté de la traverse 20, et de façon qu'elle recouvre les bords de la rainure 21, une plaque plane 50 présentant une ouverture centrale 51 et une fente allant de cette ouverture à l'un des bords de la plaque. Dans l'ouverture 51 est ajusté un cylindre creux 53 présentant un alésage conique 54. Le cylindre 53 est pourvu d'une bride 55 destinée à s'appliquer sur la plaque 50 et présente une fente 56 régnant sur toute sa longueur.
Un noyau ou coin conique composé de deux moitiés dentelées complémentaires 57 s'ajuste dans la cavité conique 54 et les deux moitiés 57 constituent entre elles un passage 58 destiné à recevoir le fil 22. Ce dispositif d'ancrage assure le maintien du fil tendu jusqu'à ce que le coulis de ciment qui a été appliqué pendant l'opération d'enroulement., ou immédiatement à l'achèvement de cette opération, ait fait prise et
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se soit durci. La liaison entre le fil et le ciment maintient solidement le fil à l'état tendu. Par conséquent, toute tendance au glissementré- sultant d'une perte d'adhérence entre le fil et leciment se trouve complète- ment localisée.
Le risque d'un relâchement du fil 22 résultant d'un glisse- ment ou d'une perte d'adhérence est ainsi évité, à l'exception d'une légère perte de tension éventuelle aux extrémités du fil. Une fois le ciment durci, on enlève 1-ensemble composé de la plaque, du cylindre et du noyau conique en commençant par le noyau 57. Les fentes de la plaque 50 et du cylindre
53 permettent alors d'enlever ces éléments . Le même ensemble peut être réu- tilisé pour la précontrainte d'une autre traverse.
Il peut quelquefois être désirable d'établir un ancrage renforcé de l'extrémité 27 du fil 22. On peut y parvenir en faisant usage de l'ense ble du cylindre et'du noyau conique représenté à la figure 7. Un cylindre 60, présentant une fente 61, est placé autour du fil 22 près et à l'avant de l'an- crage temporaire constitué par la plaque 50, le cylindre 53 et le noyau en deux moitiés 57, avant le remplissage final de la rainure 21 par du ciment.
Le cylindre 60 présente un trou conique 62 et reçoit les deux moitiés 63 d'un coin ou noyau conique, lesquelles moitiés constituent entre elles un passage destiné à recevoir le fil 22. La tension du fil tend à enfoncer les moitiés de coin 63 à l'intérieur du trou conique 62, ce qui crée une action de coincement bloquant fermement le fil entre lesdites moitiés. On remplit finalement la rai- nure 21 de ciment jusqu'à l'affleurement avec les cotes.de la traverse 20. On laisse le cylindre 60 encastré dans le ciment durci dont il devient partie in- tégranteo Il va de soi que la précontrainte d'une pièce en béton pourrait é- galement bien $tre réalisée sans que cette pièce ait été préalablement pourvue d'une rainure périphérique.
On a toutefois constaté que la rainure est préfé- rable à de nombreux égards.
Les constructions décrites au sujet des figures 8 à 20 sont destinées à être appliquées à un élément de construction en béton qui peut à volonté avoir été établi d'une seule pièce, sous forme de poudre ou dalle, ou composée de blocs de béton. Il est toutefois évident qu'on pourrait faire usage de toute matière appropriée autre que le béton, par exemple de blocs de béton de laitier, de pierre ou de boiso
Aux figures 8 à 10, on a désigné par 10 une roue ou autre pièce circulaire disposée horizontalement et portant une table rectangulaire 11 qui est pourvue d'un arbre axial 12 s'étendant vers le bas et reçu dans une ouverture, formant palier; 14 d'une plates-forme circulaire 15.
La roue 10 est supportée, de façon à pouvoir tourner, par une série circulaire de galets ou roulettes 18 assujettis sur la face de dessous de la roue, près de son pourtour, et reposant sur la plate-forme 15.
La roue 10 et la table 11 sont animées d'une rotation par un moteur 19 qui entraîne des pignons 120 et 121, entraînant à leur tour une chaîne de transmission 122. Cette chaîne 122 engrène avec une série de dents 125 prévues sur la jante 126 de la roue 10. Bien entendu, tout autre dispositif d'entraînement pourrait être adopté pour supporter et entraîner la roue 10 en rotation, ainsi qu'il est évident pour l'homme du métier.
Dans cette forme de réalisation, une poutre en béton de forme rectangulaire 130 est placée horizontalement sur la table 11 et fermement assujettie à cette tabla par des tiges filetées 34 et 35 qui sont montées à l'une des extrémités de la table et traversent des ouvertures ménagées près des extrémités 138 et 139 de la poutre 130. Des plaques de retenue et des écrous (figure 13) sont fixés aux extrémités des tiges filetées 34 et 35.
Il est toutefois évident que les dimensions et la forme de la table 11 peuvent être modifiées en conformité avec les dimensions et la forme de la piéce que la table doit supporter, et qu'on peut faire usage de tout autre dispositif pour fixer la poutre de façon qu'elle participe à la rotation de la table.
Dans cette forme de réalisation, la poutre 130 présente deux canaux horizontaux 45 et 46 qui s'étendent autour des côtés verticaux 47 et 48
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et des extrémités 138 et 139 de la poutre, de telle sorte qu'on obtient des épaulements supérieurs et inférieurs 49 et 50 (figure 9) autour desdits còtés et extrémités.
Les extrémités 154 et 155 de chacun des canaux 45 et 46 sont reliées entre elles par deux rainures longitudinales 157 et 158 (figures 10, 11 et 14) de largeur relativement faible, formées dans chacun des c8tés verticaux 47 et 48 de la poutre, les flancs inférieurs 160 et les fonds 161 desdites rainures 157 et 158 (figures 10, 11 et 14) étant continus avec les flancs inférieurs 160a et les fonds 161a, respectivement, des canaux 45 et 46. Le nombre et les dimensions des canaux 45 et 46 et des rainures 157 et 158 peuvent varier selon le dessin ou les efforts à appliquer à la pièce, ainsi qu'il est évident pour l'homme du métier.
De plus, ainsi qu'on le verra par ce qui suit, les canaux et rainures ont pour rôle 'd'assurer une mise en place convenable du fil métallique par rapport à la poutre, et il est évident qu'on pourrait faire usage à cet effet de saillies de la poutre, que ces saillies soient des parties d'une seule pièce avec cette poutre ou qu'elles soient constituées par des broches saillantes.
Deux dispositifs déflecteurs 65 et 66 servant à diriger ou dévier le fil pour effectuer sa mise en position entre les extrémités, comme représenté aux figures 8 et 9, sont contés sur la poutre 130 et sont disposés dans des plans verticaux qui coïncident avec les extrémités respectives des rainures 157 et 158. Comme représenté à la figure 10, chacun de ces déflecteurs est composé d'un châssis en forme d'U renversé 67 et dont les deux branches 68 et 69 s'étendent vers le bas, près des côtés verticaux 47 et 48 de la poutre 130. Une traverse horizontale 70 qui est disposée parallèlement à - et près de - la face supérieure 71 de la poutre est fixée aux branches 68 et 69.
Les pièces 67, 68, 69 et 70 sont fixées les unes aux autres de façon réglable à l'aide de boulons 72. Deux pièces segmentaires 75 et 76 sont fixées par des boulons 77 aux extrémités respectives 70a et 70b de la traverse horizontale 70 et aux extrémités 68a et 69a des branches 68 et 69, les surfaces courbes 81 et 82 des pièces 75 et 76 étant tournées vers le bas. Deux plaques de guidage 85 et 86, qui sont pourvues d'un coté d'épaulements ou bossages 87 et 88, sont fixées aux pièces 75 et 76 par des boulons 89 qui traversent aussi les extrémités 68a et 69s des branches 68 et 69.
Les épaulements 87 et 88 sont reçus dans les rainures 157 et 158, les bords inférieurs et extérieurs 92 et 93 (figure 11) desdits épaulements étaht disposés à une faible distance des fonds 161 et des côtés inférieurs 160 des rainures 157 et 158, respectivement.
Les trous 94 des plaques de guidage 85 et 86 à travers lesquels passent des boulons 89 ont une forme oblongue en section, afin de permettre de régler la position des plaques 85 et 86.
La même disposition est prévue pour la traverse supérieure 67 du châssis en U et la traverse horizontale 70, afin qu'il soit possible de régler la position des branches 68 et 69 par rapport aux côtés 47 et 48 de la'-poutre 130. Avant d'effectuer le serrage des boulons 72, on peut tirer fermement les branches 68 et 69 contre les côtés 47 et 48 de la poutre 130 par une tige filetée à manivelle 95, qui est supportée librement, à l'une des branches 69, et dont l'autre extrémité 95a, qui est filetée, se visse dans une ferrure taraudée 97 fixée à l'autre bras, 68.
Grâce à cette construction, les deux déflecteurs sont serrés sur la poutre dans toute position désirée. Pour obtenir certaine répartition des efforts, un seul déflecteur suffit; dans d'autres cas, deux ou plus de deux déflecteurs destinés à être fixés en différents points de la longueur de la poutre peuvent être nécessaires. Ces déflecteurs pourraient être fixés autrement que sur la poutre. On pourrait aussi faire usage de tout autre dispositif permettant de les fixer par rapport à la poutre, par exemple en les montant sur la table 11.
Des déflecteurs permettant d'effectuer la mise en position du fil métallique aux extrémités de la poutre ont été représentés aux figures 8, 9 et 13. Des ferrures de support 100 et 101 sont montées, à l'aide de vis 102, sur les côtés opposés 103 et 104 de la table 11, près des extrémités
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105 et 106 de cette table. Des rails de guidage 110 et 111 sont supportés de façon pivotante an112 113, par chacune des ferrures 100 et'101, respec- tivemento Les extrémités opposées et non supportées 110a et llla des rails
110 et 111 s'étendent dans des directions opposées en travers de la table 11.
Les rails 110 et 111 sont supportés près de leurs portions centrales respec- tives 110b et 111b par des bras 118 et 119, qui sont généralement disposés à angle droit par rapport à eux. Les bras 118 et 119, qui sont eux-mêmes montés de façon pivotante, en 120 et 121, sur les extrémités 105 et 106 de la table 11, sont élevés ou abaissés par des mécanismes à vérin 124 et 125, dont l'un a été représenté en détail à la figure 13.
Le mécanisme à vérin 124 représenté à la figure 13 est élevé ou abaissé par un arbre rotatif 126 s'étendant à partir dudit mécanisme et por- tant à son extrémité opposée une roulette 129 qui s'appuie sur un chemin stationnaire 1130 (figure 9), convenablement monté près des extrémités 105 et 106 de la table 11. Chaque fois que la table reçoit une rotation complè- te, chacune des roulettes 129 et 129a des mécanismes à vérin 124, 125, res- pectivement, roule sur le chemin stationnaire 1130 et elle est de ce fait animée d'une rotation correspondante.
Par un choix approprié des dimensions des roulettes 129 et 129a et des chemins stationnaires 1130, les vérins 124 et 125 et, par suite les rails de guidage 118 et 119, peuvent être élevés ou abaissés dans la mesure désirée à chaque révolution de la table 11. Il va de soi que d'autres types de mécanismes de levage bien connus dans la tech- nique peuvent être adoptés pour élever ou abaisser les rails118 et 119.
A la figure 14, une des extrémités d'un enroulement de fil métallique 140 est ancrée par des plaques serre-fil 141 à la table 11. Lorsque la table tourne, le fil 140 se déroule de la bobine et il est mis sous tension par passage à travers une filière d'étirage ou un autre dispositif de freinage.
Dans le cas d'une filière d'étirage, le fil est réduit en diamètre, et reçoit la tension qu'il est nécessaire de lui communiquer pour le tirer à travers l'orifice de la filière, cette tension dépendant du diamètre du fil et du diamètre dudit orifice. Dans le cas d'un appareil de freinage, le fil s'enroule de plusieurs tours autour d'un organe analogue à un cabestan qui. est frainé de telle sorte qu'il ne tourne que lorsque la tension du fil s'est élevée à la valeur désirée. On se rend compte que des types divers bien connus des techniciens de dispositifs de tension peuvent être substitués aux filières ou dispositifs de freinage si on le désire. On règle le dispositif de tension de façon que le fil possède la tension désirée, selon la qualité du métal, l'effet de précontrainte désiré et le nombre des spires de l'enroulement.
Pendant la rotation de la table 11 (et de la poutre 130), le fil sous tension 140 vient heurter les surfaces courbes 81 et 82 des segments déflecteurs 75, 76 successivement et il est dirigé vers le bas par ces segments de manière que les spires soient convenablement mises en position à l'intérieur des rainures 157 et 158 par les plaques directrices à épaulements 85 et 86. Chaque fois qu'une des extrémités 138 et 139 de la poutre 130 est amenée ,par rotation à une position située en regard du fil 140, ce dernier heurte les rails de guidage 110 et 111,alternativement, et il est ainsi dirigé vers le haut par ces rails et amené à la position de hauteur désirée autour des extrémités 138 et 139 de la poutre 130 et à l'intérieur des canaux 45 et 46.
Le fil 140 est maintenu en position autour des extrémités 138 et 139 de la poutre en raison du fait que la tension du fil oblige celui-ci à mordre suffisamment dans les coins de la poutre.
Il ressort d'un examen de la figure 13 que, dans cette forme de réalisation de l'invention les vérins 124 et 125 sont disposés de telle sorte que chacun des rails de guidage 110 et 111 s'abaisse d'une distance précise à chacun des tours de la table, de sorte que la première boucle 145 du fil 140 se place près des épaulements supérieurs 49 de la poutre, que la seconde boucle 146 se place à une faible distance au-dessous de la première, et ainsi de suite. Ce mode d'espacement du fil aux extrémités de la poutre est voulu dans le but de diminuer les efforts d'appui qui s'exercent entre le fil et
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la poutre, et aussi de répartir les fils au-dessus et au-dessous du centre de gravité de la poutre pour le renforcer contre les efforts tranchants.
On peut modifier la position du fil sur l'extrémité de la poutre selon la répartition désirée des efforts, une ou plusieurs boucles de fil étant superposées l'une à l'autre en même temps que juxtaposées, comme représenté.
Ainsi qu'il a été mentionnéau sujet des figures 11 et 12, les faces 92 et 93 des épaulements 87 et 88 des plaques 85 et 86, peuvent être placées à toute distance désirée des fbnds 161 des rainures 157 et 158. Dans certains cas, on a trouvé qu'il est préférable de faire en sorte que cette distance soit approximativement égale à l'épaisseur du fil ou à un multiple de cette épaisseur. De la sorte,' lorsque la table 11 tourne, chacune des boucles de fil successives se place près et directement au-dessous de la précédente, à l'intérieur des rainures 157 et 158. Ceci empêche les spires de l'enroulement de se grouper d'une manière irrégulière, ce qui aurait pour effet de relâcher certaines spires ou même de les faire saillir à l'extérieur de la rainure.
La distribution du fil à l'intérieur de la rainure régit aussi dans une certaine mesure la répartition des efforts.
A cet égard, on notera que les fonds 161 des rainures 157 et 158 (figures 10 et 11) sont disposés généralement dans un plan parallèle aux còtés ce la poutre. Toutefois, pour contribuer à empêcher la spire inférieure de l'enroulement de fil à se déplacer vers le côté supérieur de la rainure, on peut, comme représenté à la figure 12, disposer le fond 161a de cette rainure obliquement par rapport au coté 48 de la poutre 130. Le bord ou côté adjacent 88a de la plaque de guidage 86 peut aussi être modifié de façon qu'il soit disposé parallèlement au fond 161a.
Après que le nombre désiré de spires de fil a été enroulé autour de la poutre 130, on utilise temporairement une bride-crampon 154 (figure 14) qu'on fixe à l'aide d'un clou ou une broche 155 enfoncé dans le côté 48 de la poutre 130, pour maintenir les spires en position convenable dans les rainures 157 et 158 et les empêcher de se mouvoir lorsque les organes déflecteurs 65 et 66 ont été enlevés.
Divers artifices peuvent être utilisés pour fixer temporairement les extrémités du fil de tension. Comme représenté à la figure 14, un cadre rectangulaire 156 pourvu d'entailles 1157 et 1158 sur ses côtés opposés, est alors placé contre l'extrémité 38 de la poutre, les deux extrémités 140a et 140 b du fil traversant ces entailles. On glisse alors des dispositifs d'ancrage à cône femelle et coin 164 et 165 d'un type courant sur lesdites extrémités, près de la face du cadre 156 tournée vers l'extérieur) puis on chasse les coins à fond. On se rend compte que ce dispositif d'ancrage temporaire, du fil a à la fois pour effet de fixer les deux extrémités du fil et de mettre à profit la traction équilibrée des deux brins pour maintenir le cadre en position.
De cette façon, lorsque ce système d'ancrage temporaire du fil est appliqué, on peut couper les extrémités du fil qui se trouvent à l'extérieur des dispositifs 164 et 165 et transférer la poutre de la table à un autre lieu de travail.
Les fils peuvent être protégés d'une façon permanente et/ou ancrés et liés par tout revêtement protecteur, tel que du métal pulvérisé, du mortier ou une autre substance à base de ciment appliqué à la main, ou un coulis de gunite ou autre ciment projeté à l'intérieur des rainures 157 et 158 et des portions des canaux 45 et 46 qui s'étendent le long des côtés longitudinaux 47 et 48 de lapoutre 130. Les portions des canaux 45 et 46 qui s'étendent en travers des extrémités 138 et 139 de la poutre peuvent aussi être garnies du liant. La figure 18 représente une poutre ainsi revêtue, une partie du revêtement étant partiellement brisée pour la compréhension du dessin.
Lorsque le liant a suffisamment durci, on peut enlever les moyens d'ancrage temporaires et sectionner les extrémités saillantes du fil, étant donné que le revêtement maintient le fil en place sous tension. Si on le désire, on peut compléter la fixation des extrémités du fil en enfonçant des clous, broches ou attaches similaires dans la poutre.
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Dans certains cas, il peut être désirable d'enrouler à titre de support temporaire plusieurs boucles de fil 170 autour du bord supérieur 171 de la poutre.comme représenté aux figures 15 et 18,dans un plan généralement parallèle à la face supérieure 71 et voisin de cette face. Les extrémités du fil de support temporaire 170 sont fixées par une plaque de serrage 172 maintenue par un clou 173 qui est enfoncé dans le côté de la poutre. Ainsi, lorsqu'on enlève la poutre de la table et qu'ol la transporte à pied d'oeuvre, on ne court aucun risque qu'elle fléchisse ou se fendille lorsqu'elle est levée ou secouée. Les fils temporaires 170 servent aussi à empêcher le flé- chissement de la poutre lors de l'opération d'enroulement du fil sous tension autour de ladite poutre.
Une fois celle-ci en place dans la structure de bâtiment, on peut enlever les fils temporaires 170, qui ne sont pas revêtus de liant.
Bien que la poutre précédemment décrite soit constituée par une seule pièce en béton, il est évident qu'elle pourrait être composée d'une sé- rie de blocs rectangulaires 13a. 130b et 130c. comme représenté aux figures
15 et 18. Dans-cette variante de construction de poutre,on notera que tous les blocs 130a et 13b, à l'exception des deux blocs extrêmes 130 et 130 ', sont creux intérieurement, comme il ressort des figures 16 et 17. Les blocs de la portion centrale ont la section transversale de la figure 16, alors que ceux des extrémités ont la section transversale de la figure 17.
Pour munir d'un enroulement de fil sous tension une poutre de ce type, il est né- cessaire de fixer les blocs côte à côte à l'aide d'un tirant fileté 176 traversant les cavités centrales 175 des blocs 130a et 130b et des trous 177 pratiqués dans les blocs d'extrémité 130c et 130c, Les extrémités du tirant 176 portent des rondelles 178 et sont fixées par des écrous 179. Une fois l'opération d'enroulement terminée, on peut enlever le tirant 176 et les écrous 179 puisque la tension exercée par le fil suffit à maintenir les blocs assemblés. Il semble préférable, lorsqu'on effectue l'enroulement d'une poutre de ce type, de faire usage d'une ligature de fil temporaire 170 du type précédemment décrit.
L'avantage d'une construction de ce type est évidemment que la poutre terminée est relativement légère et que son prix de revient est moindre, puisque la quantité de béton nécessaire pour former les blocs creux est moindre.
Il va de soi que Ces éléments de construction autres que des poutres peuvent aussi recevoir un nroulement de fil sous tension. Par exemple, les figures 19 et 20 représentent un élément de construction en forme de dalle 190. Cette dalle présente des rainures et elle est montée sur une table tournante 191 du type précédemment décrit, les rainures étant tournées vers le haut et la dalle étant fixée à la table à l'aide de boulons 192 et 193.
La dalle 190 représentée à titre d'exemple possède deux rainures 196 et 197 qui s'étendent le long de sa face 198 tournée vers le haut et qui constituent entre elles un épaulement de renforcement saillant 199.
Un déflecteur 202 est monté sur la surface supérieure 198a de 1'épaulement 199 et il est fixé sur cette surface par les mêmes boulons 192 et écrous 193 que ceux qui sont utilisés pour fixer la dalle 190 à la table tournante 191. Aux extrémités du déflecteur 202 sont formés deux épaulements obliques 204 et 205 qui sont tournés vers le bas et butent centre les extrémités 206 et 207 de l'épaulement de renforcement 199 avec lequel ils font un angle. Les faces de butée 210 et 211 des épaulements 204 et 205 s'étendent vers le bas presque jusqu'à un plan contenant les fonds 212 et 213 des rainures 196 et 197.
Des rails 216, 217, 218 et 219 servant au guidage du fil métallique sont fixés par des clous 220 au coins respectifs 221, 222, 223 et 224 de la dalle 190 et s'étendent obliquement vers le bas pour venir reposer sur la surface supérieure de la table 191.
Pour illustrer l'opération d'enroulement de cette forme de réalisation de l'invention, on supposera que la table 191 et la dalle 190 tournent dans le sens dextrorsum. Le fil sous tension 140 vient d'abord heurter l'épaulement 204 du déflecteur 202, qui le dévie vers le bas, l'amène au voisinage du fond 213 de la rainure 197, et le fait passer autour de l'extrémité 206
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da 1^épaulement de renforcement 199. Le fil vient ensuite heurter le rail ds guidage 216, qui le relève au-dessus du coin 221 de la dalle 190. Dans la continuation de la rotation de la dalle, le fil 140 entre en contact avec le rail 217, qui le fait passer autour du coin 222 en provoquant son engagement brusque dans la rainure 197.
Le fil rencontre ensuite l'épaulement 205 du déflecteur 202,qui le guide vers le bas et l'amène près des fonds 212 et 213 des rainures 196 et 197 autour de l'extrémité opposée 207 de l'épaulement 199. L'opération de déviation du fil est répétée à chacune des extrémités de l'épaulement 199, jusqu'à ce que la quantité désirée de fil ait été enroulée sur cet épaulement. On notera que le fil 140 ne peut pas glisser vers le haut et sortir de la rainure 196 (ou 197) au moment où il passe autour des coins 220, 221, 222 et 223 de la dalle, puisqu'il est maintenu abaissé par les épaulements 204 et 205 du déflecteur 202.
Comme on le voit mieux à la figure 20, les fonds 212 et 213 des rainures 196 et 197 peuvent être légèrement relevés près du centre de la dalle 190, comme cela est indiqué en 230, les rainures 196 et 197 étant de ce fait moins profondes en cet endroit. Cette disposition des rainures a pour rôle de relever les spires de fil près du milieu de la dalle pendant que le fil s'enroule autour de l'épaulement de renforcement 199, ce qui, comme dans le cas de la construction de poutre précédemment décrite, assure l'effet de précontrainte. Bien entendu, la surface 198 susmentionnée est la surface supérieure de la dalle lorsque celle-ci a été mise-en place dans une construction.
De Berne, comme décrit au sujet du procédé de précontrainte de la poutre, le fil est. ancré, et les rainures 196 et 197 de la dalle peuvent être remplies d'un ciment ou autre matière de protection et/ou de liaison après que le fil a été enroulé.
-un observera aussi que, grâce à la disposition convenable du déflecteur 202 et des rails 216, 217, 218 et 219, le fil sous tension 140 peut être enroulé de différentes façons autour de la dalle 190. En disposant différemment l'appareil déflecteur, on peut faire en sorte que le fil ne soit inséré que dans une des rainures et qu'il soit enroulé autour d'un des côtés de la dalle, selon la répartition des efforts qu'on désire.
En se référant particulièrement aux figures 21 et 22, 130 désigne une poutre en béton qui est montée sur un support 312 et qu'on se propose de renforcer en enroulant, en principe hélicoidalement, autour de sa périphérie, un fil d'acier 3140 La poutre 130 est fixée au support 312 à l'aide de crampons à vis 351. Près des extrémités de ladite poutre, des évidements sont prévus pour la réception de tubes 318 (Fig. 24) et d'arbres 320 et 322 supportant deux pignons de chaîne 324. L'arbre 320 supporte un moteur d'en- traînement 326 qui sert à faire tourner l'arbre 321 et ses pignons 324.
Un arbre 323 tourne sur l'arbre 322. Des chaînes 328 relient les pignons de chaque paire entre eux et, à ces chaînes, sont fixés deux blocs, à savoir un bloc supérieur 330 et un bloc inférieur 332, qui supportent une colonne verticale 334. Au-dessous du bloc inférieur 332, la colonne 334 présente une fente 346, et l'extrémité inférieure de cette fente reçoit de façon télescopique un dispositif 348 servant à guider le fil, lequel dispositif présente une entaille 350 dans laquelle sont disposés en regard l'un de l'autre deux galets ou billes 352 destinés à entrer en contact avec les surfaces opposées d'un chemin-came 354.
Le fil 314 peut être amené au dispositif de guidage 348 à partir de tout dispositif d'alimentation en fil, tel qu'une bobine de fil pivotant sur un trépied monté au-dessus de l'appareil entier, ou une bobine de fil placée latéralement audit appareil.
Le chemin-came 354 entoure le support entier 312 et il est divisé en segments, ainsi qu'on le voit clairement à la figure 21, chacun des segments étant porté par une tige 356 qui reçoit, électriquement, hydrauliquement ou de toute autre manière assurant un mouvement progressif des segments, un mouvement d'avancement ou de recul par rapport à un cylindre 358, de manière à effectuer l'espacement désiré des spires ou convolutions successives de l'hélice de fil 314,d'une manière prédéterminée. Les chemins 354' qui se trouvent aux deux extrémités, forment chacun un parcours en forme de fer
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A adaval servart à guider la came en travers de l'extrémité de la poutre, ess enemins extrêmes étant reliés par des charnières 355 au reste du chemin
354.
Le fil est entraîné de haut en bas à travers un guide 360 porté par le bloc 330 et à travers un guide 362 porté par le bloc 332, passe ensuite à travers une filière 364 qui est constituée dans (ou portée par) l'organe
348 et qui peut assurer une partie ou la totalité du frottement qui est né- cessaire pour tendre convenablement le fil au cours de son enroulement autour de la poutre.9 Toutefois, on peut assurer la tension désirée à l'aide de tout autre dispositif, par exemple à l'aide de sabots ou de disques de freina- ge montés sur la bobine de fil et convenablement réglés de l'une quelconque des nombreuses manières bien connues dans la technique. On peut modifier les positions relatives des segments lorsqu'on désire changer la répartition des fils.
Comme représenté aux figures 25 et 26, le mouvement rectiligne entre la poutre et la filière ou le dispositif de guidage du fil peut être rectiligne dans trois dimensions. Dans ces figures, la poutre destinée à être pourvue de l'enroulement de fil, et son support 312, sont interposés entre deux rails 366 et 368 qui supportent un chariot 370 mobile dans les deux sens dans la direction 'Longitudinale de la poutre 130. Le chariot 370 repose, à gauche, sur le chemin 366 à l'aide de galets 372, alors qu'il por- te, à droite, un ou plusieurs pignons ou rouleaux dentés 374 qui engrènent avec une denture de crémaillère 376 portée par le-rail 368. Les pignons 374 peuvent être entraînés par un arbre 378 de toute manière propre à permettre de communiquer un mouvement dans les deux sens au chariot 370, par rapport à la poutre.
Ce mouvement dans les deux sens du chariot le long de la poutre est un des trois mouvements rectilignes sus-mentionnés. La partie supérieure du chariot 370 est constituée par une plaque 380 qui est convenablement fixée par des boulons 382 et présente une fente ou ouverture allongée 384 transversale à l'axe de la poutre. Cette fente reçoit l'extrémité supérieure d'une colonne 334 qui, à l'aide de deux collets 386, est assemblée avec, et retenue dans la fente 384, de manière à pouvoir effectuer à la fois un mouvement de pivotement et un mouvement axial dans les deux sens. Une portion saillante de la colonne 334 est reque dans une ouverture correspondante d'un levier 388 dont une portion intermédiaire présente une fente 390 destinée à recevoir un doigt 392 qui est fixé à la plaque 380 et autour de laquelle le levier 388 peut pivoter.
L'autre extrémité du levier présente une fente 394 destinée à recevoir un doigt 396 porté par une tige 398 coulissant par rapport à un boîtier 400 qui est convenablement fixé à la plaque 380 et renferme un mécanisme (pneumatique, hydraulique,électrique ou autre) capable de communiquer un mouvement alternatif au levier 388, qui communique à son tour au moment voulu un mouvement alternatif à la colonne 334, pour provoquer son déplacement en travers des extrémités de la poutre.
La variante représentée à la figure 27 comprend un chariot portepièce 402, pourvu de roulettes 404 et d'une crémaillère 406 qui engrène avec un pignon 408 porté par l'arbre 410 d'un moteur 4120 L'arbre 410 est supporté dans des consoles-paliers 414 fixés à un socle 416 par lequel le moteur 412 est également supporté et sur lequel le chariot 402 peut se déplacer dans les deux sens.
Un bâti 418 fixé au socle 416 supporte une plaque 380 qui est essentiellement la même que la plaque 380 des figures 25 et 260 Dans ce cas, une colonne verticale 420 est montée pour tourner et coulisser dans la fente 384 dans laquelle elle est maintenue en position dans le sens longitudinal par des bagues 422 et 424. La portion inférieure de la colonne 420 présente une fente 426 permettant le libre passage du fil 341, qui est destiné à traverser le guide ou filière 364 constitué dans un bloc 428 monté de façon coulissante sur la colonne 420, ce bloc étant destiné à être déplacé progressivement sur ladite colonne par une vis 430 dont l'extrémité inférieure ou tête 432 est assemblée de façon pivotante avec le bloc.
La vis 430 se visse dans un taraudage 434 de la colonne pour faire coulisser le bloc 428 le long de cette vis lorsque celle-ci reçoit une rotation d'un moteur 436 monté sur une table 336 portée par l'extrémité supérieure de la colonne.
Le fil 314 arrive d'une source extérieure, comme précédemment décrit. Il
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ressort de la description de cette variante que le mouvement alternatif dans la direction longitudinale de la pièce à précontraindre, telle qu'une poutre, est effectué par le mouvement de cette pièce elle-même sur son chariot 402 sous la commande du moteur 412. Le mouvement rectiligne transversal à l'axe longitudinal de la poutre 130 est effectué de la même manière que celle décrite au sujet de la figure 26, à savoir à l'aide d'un mécanisme à levier et à moteur. La répartition des fils est régie par des chemins-cames 425 montés à l'aide de colonnes 427 sur le chariot 402. Les chemins 425 encerclent le chariot entier.
Un organe 423 engagé dans les chemins, est fixé rigidement à la colonne 420 et provoque la montée et la descente de cette colonne dans les bagues 422 et 424. Il est aussi prévu une butée 423 sur la portion supérieure de la colonne. L'organe 423 doit posséder une longueur suffisante pour rester à l'intérieur des chemins-cames lorsque la colonne pivote. Le mouvement progressif nécessaire pour assurer l'espacement des spires successives de l'enroulement et obtenu, dans ce cas, à l'aide du moteur 436 qui entraîne la vis 430 de manière à faire coulisser le bloc 428. Cette façon de déterminer la forme de l'enroulement de fil est la mpins coûteuse du point de vue de la construction.
La forme de l'enroulement est déterminée par les chemins-cames et l'organe commandé par ces cames, alors que l'espacement des spires est déterminé par la vis. Cette disposition pourrait être utilisée avec le chariot mobile de la figure 25.