FR2995328A1 - Systeme d'ancrage, comprenant un dispositif d'ancrage et un tirant, destine a assurer la stabilite d'un ouvrage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un système comprenant un dispositif d'ancrage destiné à stabiliser un ouvrage et un tirant comprenant une barre d'ancrage (9) et une tête d'ancrage (10), le dispositif d'ancrage comprend une plaque d'ancrage (2) avec une première face opposée à une deuxième face, la deuxième face étant configurée pour être en appui sur l'ouvrage (1) à ancrer, et une cavité ayant un fond (6) muni d'une ouverture traversante (7), la cavité est destinée à recevoir au moins partiellement la barre d'ancrage (9) s'étendant depuis la cavité au travers de l'ouverture traversante (7) et la tête d'ancrage (10) coopérant avec la barre d'ancrage (9), caractérisé par le fait que la cavité s'étend au-delà de la deuxième face (4) de sorte que le fond (6) de la cavité sur lequel la tête d'ancrage (10) est destinée à être en appui est agencé au-delà de l'épaisseur de la plaque d'ancrage (2). Le système selon l'invention trouvera son application pour stabiliser un ouvrage en associant le poids des terrains environnants. Le système d'ancrage selon l'invention peut être utilisé pour divers ouvrages tels des parois de fouilles, des barrages, des structures souterraines, des murs de soutènement.

Description

La présente invention concerne un système d'ancrage, comprenant un dispositif d'ancrage et un tirant, destiné à assurer la stabilité d'un ouvrage en l'ancrant dans le terrain environnant. Le système selon l'invention trouvera son application pour stabiliser un ouvrage en associant le poids des terrains environnants. Le système d'ancrage selon l'invention peut être utilisé pour divers ouvrages tels que des parois de fouilles : les dispositifs sont mis en place au fur et à mesure de l'excavation et assurent la stabilité des parois sous la charge du terrain voisin, l'ancrage se fait sensiblement horizontal ou incliné dans le sol, ou bien des barrages : l'ancrage se fait sensiblement verticalement dans le sol, ou bien des structures souterraines : épinglage du rocher de voûtes et parois d'ouvrages tels que centrales électriques souterraines, galeries, tunnels et souterrains divers, ou bien pour l'ancrage d'ouvrages de grandes hauteurs soumis à l'effort du vent (tours, cheminées, pylônes), ancrage de massifs de câbles de ponts suspendus, culées de ponts, ouvrages présentant de grands porte-à-faux (hangars d'aviation, tribunes de stades...) ou bien pour des murs de soutènement : les murs de soutènement qui longent les routes à flanc de montagne ont souvent besoin d'être ancrés, il est également possible d'épingler à leur partie arrière les terrains à forte pente qui tendent à glisser ou à s'ébouler.

Les systèmes d'ancrage, aussi dénommés tirants d'ancrage, sont utilisés depuis longtemps dans les constructions, notamment dans les travaux publics. Ce système est un tirant tendu servant à ancrer un ouvrage auquel il est fixé à un terrain meuble ou rocheux. Par ancrage d'un ouvrage on entend l'ensemble des dispositions de construction propres à contribuer à la stabilité de l'ouvrage en transmettant au sol des forces de traction. Les structures de consolidation de talus et de pans rocheux sont également considérées comme ouvrage. Ces systèmes peuvent être du type tirant d'ancrage temporaire utilisé uniquement le temps de construction de l'ouvrage ou tirant d'ancrage définitif pour toute la durée de vie de l'ouvrage.

Parmi ces deux types, il existe des tirants d'ancrage précontraints, ce sont des tirants pour lesquels, une fois la mise en tension effectuée, les variations des forces de précontrainte sous l'effet des actions extérieures sont relativement faibles et se situent entre des limites précises. Les systèmes d'ancrage connus comprennent une armature par exemple sous forme de barre scellée dans le terrain. L'armature se termine au niveau de l'ouvrage par une tête d'ancrage venant en appui sur une surface d'appui rapportée entre l'ouvrage et la tête d'ancrage. La tête d'ancrage dépasse alors de la surface d'appui et donc de l'ouvrage. La portion du tirant d'ancrage qui dépasse de l'ouvrage peut être gênante à plusieurs titres, esthétique ou sécurité, les portions débordantes peuvent être blessantes pour des personnes ou des animaux.

Le document japonais JP2011-149239 propose un système d'ancrage dont la surface d'appui agencée entre la tête d'ancrage et l'ouvrage est épaissie et élargie pour y loger la tête d'ancrage. Toutefois, ce dispositif n'est pas satisfaisant en terme de reprise des efforts de traction de l'armature, ni d'un point de vue esthétique la surface d'appui étant plus encombrante, il est nécessaire de la camoufler dans ledit ouvrage nécessitant l'ancrage. Il existe donc le besoin de proposer un système d'ancrage dont la transmission des efforts de traction, de compression et de cisaillement entre l'ouvrage et le dispositif d'ancrage est améliorée tout en étant plus facilement intégrable à l'ouvrage à stabiliser. A cet effet, la présente invention concerne un système d'ancrage comprenant une plaque d'ancrage munie d'une cavité s'étendant au delà de l'épaisseur de la plaque de sorte que la tête d'ancrage soit agencée dans la cavité s'étendant au-delà de l'épaisseur de la plaque. Avec l'invention, la plaque d'ancrage sert de surface de reprise des efforts de traction du tirant sur l'ouvrage et la cavité joue le rôle de surface d'appui entre la tête d'ancrage et l'ouvrage. La reprise des efforts de traction de la tête d'ancrage sur la plaque d'ancrage est particulièrement efficace, l'effort est direct. Le système présente également l'avantage de mieux répartir les efforts de poinçonnement à diffuser dans l'ouvrage puis les efforts sont remontés à l'extrados de l'ouvrage ce qui permet de mobiliser toute l'épaisseur de l'ouvrage, il y a un cône de diffusion des efforts. De plus, la plaque d'ancrage ne doit pas être plus épaisse que les surfaces d'appui de l'art antérieur. La plaque d'ancrage est peu visible et la tête d'ancrage est complètement invisible en étant placée dans la cavité. D'autres buts et avantages apparaitront au cours de la description qui suit qui présente un mode de réalisation préféré mais non limitatif. Il convient de rappeler que la présente invention concerne un système comprenant un dispositif d'ancrage destiné à stabiliser un ouvrage et un tirant comprenant une barre d'ancrage et une tête d'ancrage, le dispositif d'ancrage comprend une plaque d'ancrage avec une première face opposée à une deuxième face, la deuxième face étant configurée pour être en appui sur l'ouvrage à ancrer, et une cavité ayant un fond muni d'une ouverture traversante, la cavité est destinée à recevoir au moins partiellement la barre d'ancrage s'étendant depuis la cavité au travers de l'ouverture traversante et la tête d'ancrage coopérant avec la barre d'ancrage, caractérisé par le fait que la cavité s'étend au-delà de la deuxième face de sorte que le fond de la cavité sur lequel la tête d'ancrage est destinée à être en appui est agencé au-delà de l'épaisseur de la plaque d'ancrage. Ainsi la première face de la plaque et le fond de la cavité sont disposés de part et d'autre de la deuxième face, cette dernière s'étendant préférentiellement dans un plan. Suivant des variantes préférées mais non limitatives pouvant être cumulatives ou alternatives, le dispositif d'ancrage est tel que : - la cavité est de forme tubulaire ; - l'axe longitudinal de la cavité est configuré pour former un angle compris entre 40° et 90° avec le plan de la deuxième face ; - le dispositif système comprend des renforts latéraux agencés entre la cavité et la deuxième face ; - la cavité est formée par un godet agencé sur la deuxième face au niveau de l'ouverture traversante formée dans la plaque ; - le godet est fixé à la plaque par soudure sur la deuxième face ; - le godet est fixé à la plaque par soudure sur la première face ; - la plaque a une épaisseur de 15 à 30 mm ; - la cavité a une profondeur totale de 150 à 200 mm ; - le dispositif d'ancrage comprend un capuchon obturant la cavité agencé sensiblement dans l'épaisseur de la plaque. Suivant un autre aspect, l'invention concerne un dispositif d'ancrage destiné à stabiliser un ouvrage comprenant une plaque d'ancrage avec une première face opposée à une deuxième face, la deuxième face étant configurée pour être en appui sur l'ouvrage à ancrer, et une cavité ayant un fond muni d'une ouverture traversante, la cavité est destinée à recevoir au moins partiellement un tirant comprenant une barre d'ancrage et une tête d'ancrage, la barre d'ancrage est apte à s'étendre depuis la cavité au travers de l'ouverture traversante et la tête d'ancrage coopérant avec la barre d'ancrage, caractérisé par le fait que la cavité s'étend au-delà de la deuxième face de sorte que le fond de la cavité sur lequel la tête d'ancrage est destinée à être en appui est agencé au-delà de l'épaisseur de la plaque d'ancrage. Les figures ci-jointes sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles représentent seulement un mode de réalisation de l'invention et permettront de la comprendre aisément.

La figure 1 est une vue en coupe d'un système d'ancrage selon l'invention mis en place sur un ouvrage. La figure 2 est une vue en coupe de détail du système d'ancrage selon l'invention.

Les figures 3 et 4 sont des vues en perspective de la plaque d'ancrage du dispositif d'ancrage selon l'invention. La figure 3 est une vue de la deuxième face de la plaque d'ancrage destinée à être en appui sur l'ouvrage avec la cavité et les renforts faisant saillies. La figure 4 est une vue de la première face de la plaque d'ancrage avec le trou traversant de la cavité obturé par un capuchon.

Le système d'ancrage selon l'invention sert à stabiliser un ouvrage 1. L'ouvrage 1 comprend ici un parement 15 accolé sur un terrain 16. Le dispositif d'ancrage comprend une plaque d'ancrage 2 comportant une première face 3 et une deuxième face 4 opposées. Les deux faces 3 et 4 de la plaque 2 sont sensiblement parallèles entre elles. La deuxième face 4 est configurée pour être appliquée au moins partiellement sur l'ouvrage 1 à stabiliser, ici, le parement 15. Préférentiellement sur l'extrados de l'ouvrage 1, c'est-à-dire la surface extérieure. Selon une possibilité, la première face 3 est sensiblement parallèle à la surface du parement 15. La plaque d'ancrage 2 selon l'invention est en matériau métallique tel que : des aciers type Fe240 ou Fe360 ou inox 316L ou galvanisé ou tout autre matériaux permettant de faire transiter les efforts associés. L'épaisseur de la plaque d'ancrage 2 est avantageusement comprise entre 15 et 30mm. La plaque d'ancrage 2 peut être de forme parallélépipédique ou bien circulaire. La plaque d'ancrage 2 présente des dimensions en largeur et en longueur variables en fonction du type d'ouvrage et des forces en jeu. A titre d'exemple une plaque d'ancrage 2 présente une largeur et une longueur comprise entre 20 et 80 cm. La plaque d'ancrage 2 selon l'invention comprend une cavité faisant avantageusement saillie au-delà de la deuxième face 4. On entend par cavité une réservation formée dans la plaque d'ancrage 2. La cavité forme une protubérance sur la deuxième face 4. La cavité est destinée à être agencée dans l'épaisseur de l'ouvrage 1 plus précisément dans le parement 15. Le parement 15 est configuré pour recevoir la plaque d'ancrage 2 munie de sa cavité. La cavité débouche sur la première face 3 par un trou traversant 8. La cavité comprend un fond 6 muni d'une ouverture traversante 7. La cavité est destinée à recevoir au moins partiellement un tirant. La cavité et plus spécifiquement son fond 6 est contact avec l'ouvrage 1, plus précisément le parement 15.

Un tirant est un élément de construction dont la fonction est de transmettre des efforts au sol. Le tirant comprend une barre d'ancrage 9 et une tête d'ancrage 10. La barre d'ancrage 9 peut être également un câble. Cette barre d'ancrage 9 s'étend depuis la plaque d'ancrage 2 jusque dans le terrain 16 environnant. C'est la barre d'ancrage qui lie l'ouvrage, par la plaque d'ancrage 2, au terrain 16 environnant. La barre d'ancrage 9 est de longueur variable en fonction de l'ouvrage 1 à stabiliser, de la nature du terrain 16 et du type de dispositif d'ancrage souhaité. A titre d'exemple, la longueur totale de la barre d'ancrage 9 est 2 à 20m pour une section comprise entre 20 et 50 mm. La barre d'ancrage 9 traverse la plaque d'ancrage 2 par le trou traversant 8 de la cavité. La barre d'ancrage 9 comprend une portion scellée 18 dans le terrain 16. Par exemple, un forage peut être préalablement formé dans le terrain 16 pour recevoir la barre d'ancrage 9. Un coulis de scellement 17 est injecté autour de la barre d'ancrage 9. Une portion 19 de la barre d'ancrage 9 est maintenue dans la cavité par la tête d'ancrage 10. Entre les deux portions 18 et 19 de la barre d'ancrage 9, il peut rester une portion libre 20 qui permet d'assurer un serrage du dispositif d'ancrage et une révision du serrage au cours du temps. La tête d'ancrage 10 est destinée à être agencée dans la cavité. La tête d'ancrage 10 est configurée pour venir en appui sur le fond 6 de la cavité qui forme une surface d'appui 11. La tête d'ancrage 10 coopère avec la barre d'ancrage 9. Préférentiellement, la barre d'ancrage 9 comporte au moins une partie filetée destinée à coopérer avec la tête d'ancrage 10 comprenant un filetage interne complémentaire La tête d'ancrage 10 transmet les forces de traction de la barre d'ancrage 9 à l'ouvrage 1 à ancrer par l'intermédiaire de la plaque d'ancrage 2. Il est important que le contact entre la tête d'ancrage 10 et le fond 6 de la cavité soit bon. La tête d'ancrage 10 est du type d'un boulon pouvant être serré pour mettre en traction la barre d'ancrage 9. La tête d'ancrage 9 est introduite dans la cavité par le trou traversant 8 de la première face 3. Selon l'invention, la tête d'ancrage 10, et préférentiellement également la barre d'ancrage 9, sont maintenues dans la cavité. Le tirant ne fait pas sailli au-delà de la première face 3 de la plaque d'ancrage 2. De plus, le fond 6 de la cavité se situe hors de l'épaisseur de la plaque d'ancrage 2, ainsi la surface d'appui 11 avec la tête d'ancrage 10 est au-delà de la deuxième face 4. Ceci permet de conserver une plaque d'ancrage 2 d'épaisseur limitée. Cette épaisseur limitée de la plaque d'ancrage 2 permet une résistance satisfaisante tout en étant facilement intégrable dans l'ouvrage 1. Le système d'ancrage ne forme pas de relief dangereux ou inesthétique à la surface de l'ouvrage 1 et même la plaque d'ancrage 2 peut être encastrée dans l'ouvrage 1 comme illustré en figure 1. La cavité peut prendre diverses formes, de section circulaire ou parallélépipédique ou autre. Avantageusement, la cavité présente la forme d'un tube creux de section circulaire. L'axe longitudinal de la cavité passant pas le centre de l'ouverture traversante 7 et du trou traversant 8 forme un angle avec le plan de la plaque d'ancrage 2 compris entre 45° et 90°. La cavité peut être soit formée de manière unitaire avec la plaque d'ancrage 2, soit être un élément solidarisé. Ce cas là est celui illustré aux figures, la cavité est formée par un godet 5 rapporté sur la plaque d'ancrage 2 plus précisément au niveau de l'ouverture traversante 7. Le godet 5 est une protubérance sur la deuxième face 4. Le godet 5 est soudé à la plaque d'ancrage 2. Avantageusement, les points de soudure se font sur les parois extérieures du godet 5 avec la première face 3 et avec la deuxième face 4. Il peut être prévu comme illustré que le fond 6 du godet 5 soit rapporté. Dans ce cas, le fond 6 est solidarisé aux parois latérales du godet 5 par soudure. Les points de soudure 21 se font sur les parois intérieures du godet sur les deux faces du fond 6. La cavité présent par exemple une profondeur totale de 15 à 20 cm et de 10 à 15 cm pour la grande dimension de la section.

La cavité ou le godet 5 peut être renforcés par des renforts latéraux 12. Ceci est particulièrement utile lorsque que la cavité est un élément rapporté sur la plaque d'ancrage 2. Ces renforts se positionnent entre les parois extérieures du godet 5 et la deuxième face 4 de la plaque d'ancrage 2. Les renforts 12 peuvent prendre la forme de gousset. Les renforts 12 sont préférentiellement soudés à la face 3 de la plaque d'ancrage 2 et sur la face extérieure du godet 5. La cavité peut être obturée par un capuchon 13 rapporté au niveau de l'ouverture traversante 7. Préférentiellement, le capuchon 13 est agencé dans l'épaisseur de la plaque d'ancrage 2. Pour la mise en place du système selon l'invention, un procédé d'assemblage comprend avantageusement les étapes suivantes : - positionnement d'une barre d'ancrage 9 dans l'ouvrage 1, un forage 14 peut avoir était préformé si la barre d'ancrage 9 n'est pas autoforante, - mise en place d'un coulis de scellement 17 autour de la barre d'ancrage 9, préférentiellement au niveau du terrain 16 de sorte à solidariser la barre d'ancrage 9 au terrain 16, - préférentiellement une fois le coulis de scellement pris, positionnement de la plaque d'ancrage 2 sur l'ouvrage 1, préférentiellement la deuxième face 4 en appui sur l'ouvrage, avantageusement l'extrémité libre de la barre d'ancrage 9 dépassant du coulis de scellement 17 est introduite dans la cavité par l'ouverture traversante 7 de la plaque d'ancrage 2, la cavité se positionne dans l'ouvrage 1 préférentiellement au niveau du parement 15, - la tête d'ancrage 10 est introduite dans la cavité par le trou traversant 8 de la plaque d'ancrage 2, - préférentiellement, la tête d'ancrage 10 est serrée sur la barre d'ancrage 9 de sorte à mettre en traction le tirant et la plaque d'ancrage 2.

REFERENCES 1. ouvrage 2. plaque d'ancrage 3. première face 4. deuxième face 5. godet 6. fond 7. ouverture traversante 8. trou traversant 9. barre d'ancrage 10. tête d'ancrage 11. surface d'appui 12. renfort 13. capuchon 14. forage 15. parement 16. terrain 17. coulis de scellement 18. portion scellée 19. portion maintenue dans la cavité 20. portion libre 21. points de soudure

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système comprenant un dispositif d'ancrage destiné à stabiliser un ouvrage (1) et un tirant comprenant une barre d'ancrage (9) et une tête d'ancrage (10), le dispositif d'ancrage comprend une plaque d'ancrage (2) avec une première face opposée à une deuxième face, la deuxième face étant configurée pour être en appui sur l'ouvrage (1) à ancrer, et une cavité ayant un fond (6) muni d'une ouverture traversante (7), la cavité est destinée à recevoir au moins partiellement la barre d'ancrage (9) s'étendant depuis la cavité au travers de l'ouverture traversante (7) et la tête d'ancrage (10) coopérant avec la barre d'ancrage (9), caractérisé par le fait que la cavité s'étend au-delà de la deuxième face (4) de sorte que le fond (6) de la cavité sur lequel la tête d'ancrage (10) est destinée à être en appui est agencé au-delà de l'épaisseur de la plaque d'ancrage (2).
2. 2. Système selon la revendication 1 dans lequel la cavité est de forme tubulaire.
3. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'axe longitudinal de la cavité est configuré pour former un angle compris entre 40° et 90° avec le plan de la deuxième face (4).
4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant des renforts latéraux agencés entre la cavité et la deuxième face (4).
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la cavité est formée par un godet (5) agencé sur la deuxième face (4) au niveau de l'ouverture traversante (7) formée dans la plaque (2).
6. 6. Système selon la revendication précédente dans lequel le godet (5) est fixé à la plaque (2) par soudure sur la deuxième face (4).
7. 7. Système selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel le godet (5) est fixé à la plaque (2) par soudure sur la première face (2).
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la plaque (2) a une épaisseur de 15 à 30 mm.
9. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la cavité a une profondeur totale de 150 à 200 mm.
10. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un capuchon (13) obturant la cavité agencé sensiblement dans l'épaisseur de la plaque (2).