FR1464500A - Procédé de fabrication de câbles porteurs et câbles obtenus, réalisés notamment pour la construction de ponts - Google Patents

Description

Procédé de fabrication de câbles porteurs et câbles obtenus, réalisés notamment pour la construction de ponts.
La fabrication de câbles porteurs pour ponts suspendus et ponts analogues, par exemple des ponts à câbles obliques ou des ponts à membrure bridée, a été effectuée jusqu'à présent, soit d'après le procédé de filage en plein air, soit en utilisant des câbles à fermeture particulière. Dans le procédé mentionné en premier lieu, qui est courant surtout aux Etats-Unis d'Amérique pour les ponts à très grande portée, des fils métalliques disposés parallèlement côte à côte sont tirés individuellement ou par groupes depuis le point d'ancrage à l'extrémité du pont sur les selles de pylônes, puis réunis en un câble à l'aide de dispositifs de pressage.Les câbles à fermeture particulière sont constitués, par rapport à ceux qui précèdent, par des fils métalliques tressés ensemble en hélice; plusieurs de ces câbles sont réunis suivant une structure en nids d'abeilles, en un câble hexagonal ou, par disposition orthogonale, en un câble rectangulaire et sont assemblés par des colliers de serrage placés aux points d'accrochage des organes de suspension ou par des bandages d'un autre genre dans le cas de câbles de haubanage.
On sait que la disposition en hélice des fils métalliques dans des câbles à fermeture particulière et l'opération de câblage proprement dite exigent des tolérances dans le rapport de commettage et dans les intervalles entre les fils métalliques, qui conduisent à des manques de sûreté considérables pour l'appréciation du rapport d'allongement dans la gamme inférieure de tension, ce qui rend très difficile une prévision exacte de la longueur de câble s'établissant après l'action prolongée d'une charge composée de la charge permanente et de la charge de circulation. Au contraire, on peut estimer et prendre en considération avec une précision suffisante l'influence du fluage en charge de la matière constituant les fils métalliques, en se basant sur des essais de charge permanente effectués sur des fils métalliques individuels.
Pour supprimer la part d'allongement résiduel qui doit être attribuée à des phénomènes de tassement, lors de la fabrication dans les câbles à fermeture particulière, on a déjà proposé également de fabriquer les câbles avec la plus grande longueur de commettage possible ou de remplir les vides du câble entre deux fils métalliques par une matière qui reste encore élastique pendant le montage des câbles, mais qui durcit à froid ultérieurement et rend le câble non élastique.
Un autre inconvénient des câbles à fermeture particulière à ancrage classique par l'extrémité dans des manchons coniques réside dans leur plus faible amplitude d'oscillation, par rapport aux câbles à fils parallèles, et dans la plus grande élasticité, exprimée par un module d'élasticité apparent de 1600 t/cm contre environ 2000 t/cm dans le cas des fils métalliques parallèles. Dans les deux cas, ceci se manifeste de façon désavantageuse sur l'établissement des dimensions des câbles.
Malgré ces inconvénients, le procédé américain de filage à l'air libre n'a pas pu s'implanter jusqu'à présent pour les ponts européens de moyenne portée, car les frais relativement élevés pour les machines installées sur le chantier, de même que les mesures coûteuses, du point de vue du temps et des frais, pour la mise en paquets des fils métalliques en vue de former des câbles et en vue de la protection contre la corrosion, ne sont pas supportables, pour des raisons de rentabilité, par rapport aux câbles à fermeture particulière.
L'invention concerne un procédé qui permet d'obtenir les avantages des câbles formés de paquets de fils métalliques parallèles, sans devoir utiliser le filage à l'air libre onéreux, de sorte que les câbles peuvent être montés par les procédés utilisés couramment dans le cas de câbles fermés. Conformément à l'invention, pour résoudre ce problème, plusieurs fils métalliques individuels, étirés comme fils profilés, placés côte à côte en une couche, sont réunis en un câble plat déjà à l'atelier et reliés le long de leurs faces de contact, soit d'un bout à l'autre sur toute la longueur, soit seulement par places avec un adhésif métallique se durcissant rapidement.Le câble porteur se compose alors de plusieurs couches superposées de ces câbles plats préfabriqués qui, tout au moins dans le cas d'une section transversale totale moyenne du câble, sont déroulés individuellement du dévidoir d'une façon classique lors du montage, tirés sur une entretoise de câble, ancrés et redressés à la longueur désirée, de sorte qu'on obtient comme résultat final une section de câble rectangulaire ou carrée dont l'aire est à peu près égale à la somme des sections métalliques des fils individuels.Dans le cas de câbles composés d'éléments fermés de forme hexagonale (disposition en nids d'abeilles), l'espace d'air entre les câbles élémentaires s'élève à 30 % au moins, par rapport à la section transversale métallique utilisable de la matière formant les fils et atteint même au moins 40 % lorsque les câbles sont à disposition orthogonale.
La section métallique compacte rendue possible, conformément à l'invention, et la forme rectangulaire du câble favorisent une solution économique et même sûre du problème de protection contre la rouille, que ce soit au moyen des peintures extérieures classiques ou par disposition d'une enveloppe de matière plastique ou de tôle de faible épaisseur, qui est refermée dans la direction longitudinale par une liaison adhésive ou par repliage. Dans le dernier cas, on peut renoncer à la disposition inévitable de colliers de retenue dans le cas de câbles de ponts à câbles obliques de type classique.
Etant donné que les liaisons par adhésif entre les fils métalliques profilés du câble plat ont simplement pour rôle de maintenir le câble pendant l'enroulement sur des bobinoirs de transport et, ultérieurement, pendant le montage des câbles, mais qu'elles n'ont guère à absorber une sollicitation dans le câble porteur finalement monté, on n'a pas besoin d'adhésifs de grande rigidité finale. Au contraire, pour des raisons techniques du point de vue de la fabrication, on s'efforce d'obtenir, dans l'intervalle de temps le plus court possible, une rigidité minimale de la liaison adhésive adaptée à ce problème.A cette fin, suivant une autre caractéristique de l'invention, on doit insérer par intervalles entre les couches de fils métalliques, d'une façon connue en soi, un adhésif métallique à deux constituants appropriés à base de matière plastique, les endroits de liaison étant avantageusement durcis localement, et dans le temps le plus court, par un réchauffement ponctuel produit par voie inductive. Par l'addition appropriée de corindon ou d'autres charges métalliques à l'adhésif, on peut réduire la dépense pour le traitement initial superficiel des fils métalliques.De cette façon, on compense aussi éventuellement les faibles tolérances des formes profilées des fils, sans avoir à craindre d'effets désavantageux sur la résistance des liaisons adhésives, qui doivent être attribués normalement dans les joints collés dépassant environ 0,15 mm d'épaisseur aux forces de cohésion des adhésifs plus faibles par rapport aux forces d'adhésion.
Pour obtenir un processus aussi continu que possible se déroulant rapidement lors de la fabrication des câbles plats, il est recommandable d'assembler les points d'adhésion situés à intervalles par des colliers à fermeture particulière jusqu'à ce que la résistance mécanique minimale nécessaire des joints de collage soit atteinte. Ces colliers sont retirés après durcissement et réutilisés. Il est également avantageux d'effectuer une combinaison de ces colliers de retenue avec l'utilisation proposée du procédé de durcissement inductif rapide, de sorte que la tête d'induction est couplée passagèrement à la bobine par le collier et est entraînée du câble se déroulant en continu jusqu'à ce que la dureté minimale ait été atteinte, après quoi 'elle est desserrée avec le collier et ramenée dans la position initiale pour la prochaine phase de travail.
Lors de la fabrication des câbles, on doit, en outre, faire en sorte d'utiliser une matière en fil métallique étiré autant que possible sans torsion, ou bien, lors de l'utilisation des fils métalliques, de combiner à chaque fois des fils métalliques de torsion opposée, en vue de compenser la torsion. Dans le cas de câbles porteurs pour ponts de très grande portée, on propose de subdiviser le câble entier en plusieurs paquets de câbles plats à un ou plusieurs joints verticaux et on peut prévoir un assemblage extérieur de toute la section de câble par des colliers. On évite ainsi, en ce qui concerne le montage, des câbles individuels trop larges et/ou trop lourds.
Les joints ouverts permettent, suivant les circonstances, une réalisation plus avantageuse des colliers d'accrochage.
Des avantages d'ordres technique et économique résultent de l'utilisation de l'invention pour réaliser également les supports de selles ou autres points de changement de direction de ponts suspendus et à câbles obliques. Dans le cas de câbles qui se composent d'éléments à fermeture particulière, on est obligé, pour maintenir les pressions de la couche des câbles inférieurs dans des limites admissibles, tant de choisir le rayon de changement de direction en fonction du diamètre des câbles élémentaires, le plus grand possible, que d'obtenir, par profilage (rainures) de la surface d'appui et par l'insertion de fourrures, une pression de contact approximati. vement uniforme.Dans le cas de câbles élémentaires plats, une pression de contact uniforme intervient au contraire sans mesures supplémentaires; à cela s'ajoute que le rayon de courbure minimal admissible ne dépend que des hauteurs de profil, de sorte que la longueur des selles de support peut être réduite.
D'autres avantages sont obtenus lors de la mise en oeuvre de l'invention, en particulier lorsque le problème se pose, par exemple, d'empêcher les câbles des ponts à câbles obliques précontraints, au niveau des selles, de patiner sous l'action de grandes forces différentielles, par l'insertion de fourrures de friction. Les grandes surfaces de frottement nombreuses qui peuvent alors être utilisées entre les fils métalliques individuels permettent d'obtenir un résultat satisfaisant dans les cas extrêmes, sans force de serrage supplémentaire.
L'invention conduit aussi finalement à une solution avantageuse de l'ancrage des extrémités de câbles. Dans les systèmes de ponts à ancrage dans le sol ou dans les ponts de béton jetés au moyen de câbles, l'introduction des efforts des câbles dans le corps d'ancrage massif est effectuée avantageusement après l'écartement des câbles élémentaires plats à la verticale et la résolution des câbles individuels en balais spatiaux, suivant un procédé éprouvé dans le domaine du béton armé, par exemple suivant le principe B.B.R.V. . Pour le raccordement des câbles structure d'acier de ponts en acier présentant un haubanage, on propose de munir, déjà à l'atelier, chacun des câbles plats d'un manchon d'extrémité, de préférence aplati, après un tronçonnage précis.Les fils métalliques du câble plat sont alors écartés en un balai plan, après être passés dans le cône plat, et sont maintenus dans leur position par coulée d'une des masses de remplissage pour câbles connues, par exemple du zinc fin. Pour maintenir ce balai le plus court possible, les extrémités des fils métalliques peuvent être préalablement refoulées à la machine.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple des profils différents de fils métalliques à côté desquels se trouvent à chaque fois des tronçons de câbles élémentaires plats composés de plusieurs de ces profils, au sens de l'invention. Un câble porteur entier a donc, conformément aux conditions de chaque cas, un nombre plus grand ou plus petit de câbles plats superposés en couches, présentant la largeur nécessaire.
La figure 1 montre en a, b, c, d, e, différents profils de fils métalliques qui, disposés côte à côte, donnent un câble élémentaire plat dont les délimitations supérieure et inférieure sont planes. Dans la forme de réalisation représentée en a, tous les fils métalliques individuels ont un même profil de section carrée ou rectangulaire, de sorte que les joints intermédiaires s'étendent également en ligne droite, à savoir verticalement, conformément aux côtés opposés du profil.
Dans les autres formes de réalisation (b à e), les fils métalliques profilés ont des faces latérales obliques ou autrement saillantes ou rentrantes. On obtient ainsi, à l'intérieur d'un tel câble élémentaire plat, des recouvrements mutuels des fils métalliques individuels avec des joints intermédiaires s'étendant, de la façon appropriée, obliquement, en coin, en arc de cercle ou autrement dans différentes directions, de sorte qu'un assemblage encore meilleur des fils métalliques est également assuré contre les sollicitations relatives dans la direction verticale.
Dans ces formes de réalisation, les fils métalliques situés aux deux extrémités de chaque câble plat ont néanmoins une forme légèrement différente, à savoir avec un côté extérieur vertical plan.
La figure 2 montre en a et b deux formes de réalisation dans lesquelles non seulement les fils métalliques individuels ne peuvent pas effectuer de mouvements relatifs verticaux, du fait même de leurs profils à l'intérieur des câbles élémentaires plats, mais, en outre, les côtés supérieur et inférieur d'un câble élémentaire plat présentent des saillies et des parties rentrantes. Ceci produit une denture relative correspondante de câbles élémentaires plats superposés, de sorte que même ces câbles ne peuvent pas effectuer de déplacements relatifs horizontaux.Dans l'exemple de réalisation représenté en a conformément aux exemples de réalisation suivant la figure 1 en b et e, abstraction faite des fils métalliques élémentaires aux deux extrémités d'un câble plat, tous les autres fils métalliques individuels sont semblables entre eux et ne sont disposés qu'avec un décalage relatif alterné de 180[deg].
Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 2, représenté en b, un câble élémentaire plat se compose de plusieurs fils métalliques individuels avec deux profils chaque fois alternés. L'un de ces profils, à savoir le profil circulaire, présente une courbure convexe de toutes parts, tandis que l'autre, à savoir le profil tétragonal, présente une courbure concave de tous les côtés. Par suite de cela, deux câbles élémentaires plats superposés doivent être décalés, dans ce cas, de la moitié de la distance entre les câbles individuels semblables, c'est-à-dire qu'ils sont disposés en quelque sorte en quinconce .
La figure 3 montre enfin deux autres formes de réalisation dans lesquelles des câbles plats superposés sont légèrement décalés latéralement les uns des autres, comme dans l'exemple de réalisation représenté en b à la figure 2, dans le sens d'une denture relative. Néanmoins, tous les fils métalliques élémentaires, c'est-à-dire à l'exception de ceux qui se trouvent aux extrémités d'un câble plat sur deux, ont alors le même profil, à savoir un profil hexagonal (a) et un profil anguleux (b).
Dans toutes les formes de réalisation, chaque câble plat préfabriqué à l'atelier peut être constitué en principe par plusieurs couches, superposées et collées ensemble, de rangées de fils métalliques profilés de réalisation correspondante; ceci n'est d'ailleurs pris en considération, pratiquement, que pour une hauteur de profil relativement faible des fils métalliques individuels ou pour des arcs de changement de direction relativement grands dans la selle de support.

Claims (12)

1. RÉSUMÉ L'invention a pour objet : I. Un procédé de fabrication de câbles porteurs, en particulier pour la construction de ponts, composés de fils métalliques individuels disposés parallèlement entre eux, remarquable notamment par les caractéristiques suivantes, considérées séparément ou en combinaisons :

   1. Plusieurs fils métalliques individuels profilés sont réunis à l'atelier en un câble plat en forme de bande, de préférence par juxtaposition en une seule couche, et sont reliés ensemble le long de leurs surfaces de contact d'un bout à l'autre. ou par places avec un adhésif métallique se durcissant rapidement, puis, le cas échéant, sur le chantier seulement, plusieurs câbles élémentaires plats de ce genre sont posés les uns au-dessus des autres en un câble complet de section totale remplie pratiquement en totalité par les fils métalliques individuels ;
2. 2. Pour l'obtention accélérée d'une résistance mécanique minimale déterminée des liaisons adhésives nécessaires, seulement pendant le transport et le montage des câbles élémentaires plats, on utilise des adhésifs à deux constituants à base de matières plastiques et les endroits de liaison sont durcis par un réchauffement produit, par exemple, par voie inductive;
3. 3. On ajoute à l'adhésif des charges métalliques ou autres pour compenser les faibles aspérités éventuelles sur toutes les faces profilées des fils métalliques individuels;
4. 4. Les fils métalliques individuels réunis en un câble élémentaire plat sont assemblés en outre jusqu'au durcissement des liaisons adhésives temporairement par des colliers de serrage devant être ensuite enlevés;
5. 5. Le dispositif servant au chauffage inductif de liaison adhésive est relié temporairement avec chaque fois un collier de serrage et est adapté conformément au déroulement continu d'un câble élémentaire plat depuis un bobinoir de transport successivement à des endroits différents. II. Un câble porteur préfabriqué par- le procédé du paragraphe I, caractérisé par les particularités suivantes, prises ensemble ou séparément :
6. 6. Tous les fils métalliques individuels ont le même profil, par exemple un profil carré ou rectangulaire, et chaque câble élémentaire plat, constitué par plusieurs fils métalliques, présente une face supérieure et une face inférieure planes ainsi que des joints intermédiaires verticaux;
7. 7. Les fils métalliques individuels présentent des faces latérales obliques ou autrement saillantes et _rentrantes, alternativement d'une façon quelconque, de sorte qu'on obtient dans chaque câble élémentaire plat des recouvrements mutuels des fils métalliques individuels avec des joints intermédiaires obliques, en forme de coin ou d'arc, ou s'étendant autrement dans des directions différentes;
8. 8. Les fils métalliques individuels présentent à la face supérieure et à la face inférieure des parties saillantes et rentrantes, de sorte qu'on obtient une denture relative formée par les câbles élémentaires plats superposés;
9. 9. Les fils métalliques individuels juxtaposés dans un câble élémentaire plat, à l'exception des deux fils métalliques des extrémités du câble, ont le même profil mais sont décalés mutuellement avec une alternance de 180[deg] ;
10. 10. Les fils métalliques individuels juxtaposés, dans un câble élémentaire plat, ont alternativement deux profils différents;
11. 11. Les câbles élémentaires plats superposés sont décalés latéralement les uns par rapport aux autres relativement à la position de leurs fils individuels et de leurs joints intermédiaires;
12. 12. Chaque câble plat se compose d'au moins deux tronçons juxtaposés, posés individuellement le cas échéant, avec des joints intermédiaires ouverts s'étendant sur toute la hauteur du câble porteur.