BE898301A - Dispositif de mise en tension de barres de précontrainte et de détermination de cette tension. - Google Patents

Abstract

Le dispositif est constitué par un appareil de traction appuyé par sa partie fixe (12) contre un élément à précontraindre (A) et un écrou à rotule (1) engagé sur le filetage d'une barre de précontrainte (B) et coopérant avec une cuvette de rotule (3) appuyée sur l'élément (A) par l'intermédiaire d'une bague de rotule (13), mobile en toutes directions sur ladite face par rapport à ladite barre, la partie fixe dudit appareil étant appuyée contre cette bague par l'intermédiaire d'une portion sphérique (12a) coopérant avec la zone sphérique de ladite bague.

Description

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  Description jointe à une demande de 
BREVET BELGE déposée par la société dite : FREYSSINET INTERNATIONAL (STUP) ayant pour objet : Dispositif de mise en tension de barres de précontrainte et de détermination de cette tension Qualification proposée : BREVET D'INVENTION Il est signalé à toutes fins utiles qu'une demande de brevet correspondante a été déposée en France le 9 juin 1981 sous le   n     81.     11305   

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La présente invention concerne un dispositif orientable pour la mise en tension de barres de précontrainte. 



   On sait que, spécialement pour la mise en précontrainte d'éléments en béton de faible dimension, on utilise des barres d'acier courtes aux extrémités filetées de façon à conserver, pratiquement sans relâchement, la tension imposée à ces barres, au moyen d'écrous prenant appui, à l'état tendu des barres, sur les faces extrêmes de l'élément par lesquelles sortent les extrémités de ces barres. On sait également que, pour obtenir un appui correct de chaque écrou contre la face de sortie de l'élément, la partie d'écrou tournée vers cette face est conformée en boule de rotule et coopère avec une cuvette annulaire appliquée, autour de la barre, contre l'élément.

   On compense ainsi les faibles imperfections de construction qui entrainent de légères erreurs d'orientation (en général inférieures à cinq degrés) de l'axe de la barre par rapport à la perpendiculaire à la face de sortie de cette barre. 



   Cependant, même avec des erreurs d'orientation plus faibles, par exemple au plus égales à trois degrés, le vérin de mise en tension de la barre fonctionne dans des conditions incorrectes puisque les axes de la barre et du vérin ne coïncident pas rigoureusement. 



   La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et, en outre, de permettre une évaluation très précise de la valeur de la tension imposée à cette barre, soit lors de sa première mise en tension, soit au cours de vérifications ultérieures de cette tension. 



   Selon l'invention, l'appareil de mise en tension d'une barre de précontrainte, appareil dont la partie mobile est rendue solidaire de celle-ci, est appuyé contre la face plane de sortie de cette barre par l'intermédiaire d'une bague de rotule, mobile en toutes directions sur ladite face par rapport à ladite barre, la partie fixe dudit appareil étant appuyée contre cette bague par l'intermédiaire d'une portion sphérique coopérant avec la surface sphérique de celle-ci. 



   De préférence, la bague est conformée en forme de cuvette et l'extrémité de ladite partie fixe en forme de portion de 

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 boule de rotule. 



   De préférence, également dans ce cas, le centre des surfaces sphériques coopérantes coïncide sensiblement avec le point de fixation de la barre sur la partie mobile dudit appareil. 



   Pour obtenir, pratiquement sans intervention extérieure, une mise en place correcte de la partie fixe de l'appareil de mise en tension contre la bague de rotule, la surface d'appui de l'écrou à rotule est ménagée dans une plaque plane, lisse et éventuellement lubrifiée, contre laquelle est appliquée ladite bague de rotule. 



   Ainsi, la bague de rotule recevant la partie fixe de l'appareil de mise en tension se centre spontanément par rapport à celle-ci de façon à annuler les réactions d'appui dissymétriques de ladite partie fixe contre ladite bague. 



   Lorsque, grâce à cette adaptation, qui fait coïncider rigoureusement l'axe de l'appareil de mise en tension de la barre avec l'axe de cette barre, une tension peut être appliquée à la barre, l'écrou à rotule d'appui est vissé au contact de la cuvette de rotule ménagée dans la plaque d'appui pour reporter à l'élément de béton la tension de la barre, après quoi l'appareil peut être relâché. 



   Si cet appareil est un vérin hydraulique, il est possible alors de   connaitre   exactement la tension impartie à la barre lorsque l'écrou à rotule a été vissé, ou bien de vérifier le comportement de la barre en service. 



   En effet, lorsque le vérin, relié à l'extrémité de barre dépassant l'écrou, est mis progressivement en pression, il allonge élastiquement d'abord la portion de tige comprise entre l'écrou à rotule et le point de fixation de cette barre sur le vérin, puis lorsque la tension atteint celle de la barre, l'écrou à rotule d'appui commence à décoller de la cuvette ménagée dans la plaque et l'ensemble de la tige s'allonge. 



   Dans ces conditions, si on mesure, en fonction de la pression hydraulique croissante imposée au vérin, l'allongement de la barre entre une référence de position fixe et une référence solidaire de l'écrou à rotule, on constate d'abord un faible allongement, en fonction de cette augmentation de pression, puis un fort allongement, tous deux linéaires, puisque ces 

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 allongements sont élastiques. La valeur de la pression au coude de raccordement des deux droites donne la valeur de la tension réelle dans la barre lorsque l'écrou reprend son appui dans sa cuvette. 



   Dans une forme de réalisation avantageuse, réduisant le poids et l'encombrement gênants lorsque les barres filetées sont destinées au renforcement d'un ouvrage complexe comportant, par exemple, une pluralité de membrures rapprochées et évitant l'utilisation d'un tronçon de barre filetée complémentaire pour prolonger la barre à tendre et à ancrer, l'appareil de traction étant un vérin hydraulique à piston annulaire, ledit piston est directement appuyé contre la bague de rotule tandis que la barre filetée, s'étendant à travers la culasse du cylindre, est appuyée par un écrou contre cette culasse. 



   De préférence, cette dernière comporte un creux central pour le logement partiel de cet écrou, ce qui réduit encore la longueur axiale de l'ensemble. 



   Etant donné que la course du piston dans son cylindre est très réduite, les périphéries internes et externes de ce piston cylindrique sont, pour éviter les risques de coincement dans le cylindre, dépouillées en forme de portions de surface torique sensiblement à partir de la surface du piston recevant la pression hydraulique. 



   Le dessin annexé montrera comment l'invention peut être mise en oeuvre. 



     - La   figure l est une coupe d'un dispositif de mise en tension et de mesure de la tension conforme à l'invention. 



   - La figure 2 est un diagramme des allongements de la barre montrée sur la figure l en fonction de la pression hydraulique admise dans le vérin. 



     - La   figure 3 montre, en coupe axiale, une réalisation avantageuse du vérin selon l'invention. 



   Sur la figure   1,   l'élément en béton A est mis en précontrainte par la barre tendue B dont l'axe fait un léger angle
OC avec la perpendiculaire à la face extérieure Al de cet élément. 



   La barre B filetée est tendue et sa tension est conservée par l'appui de l'écrou à rotule l sur une plaque d'appui 

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 2 pourvue à cette fin d'une cuvette 3. 



   La tension de la barre est imposée par un vérin 4 dont le cylindre fixe 5 est appuyé sur l'élément A, tandis que le piston 6 est mobile sous l'action de l'huile sous pression arrivant par l'ajutage 7. 



   La liaison du piston 6 avec la barre B est assurée par un tronçon de barre filetée 8, grâce au manchon fileté 11, à la bague d'appui 9 et à l'écrou 10. 



   Selon l'invention, l'appui du cylindre 5 contre l'élément A n'est pas direct, mais assuré par un tronçon de cylindre 12 terminé par une tête sphérique   l2a   qui s'appuie sur une bague de rotule en forme de cuvette de rotule 13, laquelle peut librement glisser contre la plaque 2. Ainsi, par le déplacement spontané de cette bague 13 contre la plaque, l'axe du vérin vient coïncider avec celui de la barre sans risque de flexion de celle-ci en raison du sens de la concavité de la cuvette de rotule et de la position du centre de la partie sphérique de celle-ci, centre proche du point de fixation de la barre sur le vérin. 



   Après mise en tension de la barre, la (ou les) ouvertures 14 ménagées dans le cylindre 12 permettent, au moyen d'une broche 15, de manoeuvrer la clé tubulaire 16 engagée sur l'écrou à six pans 1. 



   Pour   connaitre   la tension exacte de la barre après ce serrage de l'écrou, on procède comme suit :
Sur la barre, au contact de l'écrou, est engagé un tronçon de tube 17 dans lequel est transversalement fixé un élément de tige 18 sortant par une ouverture 14. Un curseur 19 fixé sur cette tige est au contact de la pointe mobile 20 d'un comparateur à cadran 21, lequel est fixé par un collier au cylindre d'appui 12,   c'est-à-dire   la partie fixe. 



   La pression hydraulique dans le vérin ayant été relâchée, cette pression (P), en ordonnée sur le diagramme de la figure 2, est progressivement augmentée. Ainsi, le vérin allonge élastiquement d'abord les portions de barre B et de barre 8, comprises entre les écrous 1 et 10 (ce qui permet en fonction de l'allongement (AL) de tracer la portion de droite   D.), puis   toute la barre B et la barre 8, dès que l'écrou 1 a décollé 

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 de la cuvette d'appui, ce qui correspond à la droite   D.   



   Le point de rencontre E de ces deux droites, chacune tracée par au moins deux points, détermine la pression Pl dans le vérin qui correspond très sensiblement à la tension de la barre B. 



   Si la barre B est conservée suffisamment longue, cette opération peut être reprise chaque fois qu'un contrôle de la tension de la barre B parait nécessaire. 



   L'invention s'applique à toutes les constructions mises en précontrainte par des barres à extrémités filetées et spécialement aux membrures de poutres précontraintes transversalement. 



   Dans l'exemple de la figure 3, le vérin de mise en tension est constitué par un cylindre 22, comportant une chambre annulaire 22a, et par un piston, également annulaire 23, comportant des garnitures d'étanchéité (non représentées) et des butées de limitation de course telles que 24 permettant le fonctionnement du vérin alimenté par l'entrée de liquide sous pression 25. Un   évent 26   limite la course du vérin en permettant la fuite de l'huile lorsque la course admissible est atteinte. La barre B est extérieurement suffisamment longue pour être appuyée sur la culasse du vérin par un écrou 27. 



   L'encombrement peut être   réduit. comme représenté,   en ménageant, pour le logement partiel de cet écrou 27, une dépression 28 au centre de la culasse. 



   Comme dans le cas des figures l et 2, lorsque le vérin est mis en pression et la barre B allongée, l'écrou 1 est maintenu en appui contre la cuvette 3 par la rotation de la clef tubulaire 16 manoeuvrée par la broche 15 à travers une fenêtre 29 ménagée dans le piston 23. L'ouverture angulaire de cette fenêtre est suffisante pour permettre à la broche 15, après rotation, de passer d'un trou 16a de la clef tubulaire au trou suivant de cette clef. L'ouverture 29, par exemple de   50 ,   permet de manoeuvrer facilement une clef 16 comportant huit trous radiaux. 



   Le piston 23 comporte, à son extrémité libre, une surface sphérique 23a qui est appuyée contre la bague à rotule 13, 

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 laquelle peut glisser sur la pièce d'appui 2. 



   Du fait que la course de traction du vérin est très courte, le piston risque de se coincer dans le cylindre au moindre dévers de l'un par rapport à l'autre. Pour éviter ce risque, les surfaces externes du piston, à partir de la surface active de celui-ci, sont dépouillées en forme de portion de surfaces toriques 23b et 23c. Ainsi, le piston peut légèrement basculer dans le cylindre sans inconvénient. 



   Comme dans le cas des figures 1 et 2, un tronçon de tube 17, porteur d'une tige radiale 18 sortant -par 1-'ouverture 29 et supportant un comparateur à cadran 30, permet, par l'appui de la touche de ce comparateur sur un organe (schématisé en 31), solidaire du piston 23 (partie fixe du vérin), de déterminer la valeur de la tension dans la barre B. 



   Un avantage important de cette réalisation est la légèreté de l'ensemble de l'appareil qui doit pouvoir être transporté à la main sur des parcours acrobatiques. 



   Elle s'applique spécialement à la mise en tension de barres courtes dans des ouvrages de forme complexe dans lesquels l'accès à ces barres, pour leur mise en tension, est difficile.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS 1.-Dispositif de mise en tension d'une barre de précontrainte (B) comportant au moins une extrémité filetée, constitué par un appareil de traction appuyé par sa partie fixe (12) contre l'élément à précontraindre (A) et un écrou à rotule (1) engagé sur le filetage de la barre (B) et coopérant avec une cuvette de rotule (3) appuyée sur ledit élément (A), caractérisé par le fait que ladite partie fixe (12) est appuyée contre la face dudit élément (A) par l'intermédiaire d'une bague de rotule (13), mobile en toutes directions sur ladite face par rapport à ladite barre, la partie fixe dudit appareil étant appuyée contre cette bague par l'intermédiaire d'une portion sphérique (12a) coopérant avec la zone sphérique de ladite bague.
2. 2.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague est conformée en cuvette et l'extrémité de ladite partie fixe en forme de portion de boule de rotule.
3. 3.-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le centre des surfaces sphériques coopérantes coincide sensiblement avec le point de fixation de la barre sur la partie mobile dudit appareil.
4. 4.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cuvette d'appui de l'écrou à rotule est ménagée dans une plaque plane, lisse, éventuellement lubrifiée sur sa face externe.
5. 5.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'appareil de mise en tension étant un vérin, une référence de position est ménagée sur l'écrou à rotule et une autre sur la partie fixe du vérin, un appareil de mesure de distance étant disposé entre ces références.
6. 6.-Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé par le fait que l'organe de référence de position de l'écrou est solidaire d'un tube coulissant sur la barre et appuyé sur l'écrou à rotule, tandis que l'organe de réfé- <Desc/Clms Page number 9> rence fixe porté par la partie fixe du vérin supporte un comparateur à cadran dont la pointe est en contact avec l'organe de référence solidaire dudit tube.
7. 7.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, l'appareil de traction étant un vérin hydraulique à piston annulaire, ledit piston, constituant la partie fixe de l'appareil de traction, est directement appuyé contre la bague de rotule.
8. 8.-Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la barre filetée s'étend à travers la culasse du cylindre du vérin et est appuyée par un écrou contre cette culasse.
9. 9.-Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la culasse comporte un creux central pour le logement partiel de cet écrou.
10. 10.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les phériphéries interne et externe du piston sont dépouillées en forme de portions de surface torique sensiblement à partir de la face du piston recevant la pression hydraulique.
11. 11.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi annulaire du cylindre comporte un forage d'échappement du fluide hydraulique du vérin, découvert par le déplacement du piston pour limiter la course de celui-ci.
12. 12.-Procédé de détermination de la tension d'une barre de précontrainte à extrémité filetée mettant en oeuvre un dispositif selon les revendications 1, 5 ou 7 et utilisant un diagramme"pression du vérin-allongement de la barre", caractérisé par le tracé, à pression croissante du vérin, de deux droites représentant l'allongement élastique de la portion de barre comprise entre la fixation au vérin et l'écrou d'appui, puis de la barre entière, la tension à déterminer étant représentée par le point de concours de ces deux droites.