<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de construction de tuyaux en acier à enrobage da béton pour fluides de toute nature et tuyaux obtenus par ce procédé.-
Cette invention a pour objet un procédé de construc- tion de tuyaux en acier à enrobage de béton pour fluides de toute nature et les tuyaux obtenus par ce prpoédé,
On a déjà proposé de construire des tuyaux en acier et béton armé constitués par uine me en tôle d'acier roulée et soudée, renforcée par des armatures internes et externes "ferraillées" noyées dans le béton.
Ce procédé a l'inconvénient d'exiger des armatures lour des et encombrantes, de ne pas utiliser judicieusement le métal, de nécessiter un travail délicat de "ferraillaga" de ne pas donner un produit absolument homogène et, en conséquence, d'en traîner des épaisseurs exagérées de béton qui rendent le tuyau lourd et encombrant et d'un prix élevé.
Le procédé, d'après l'invention, qui remédie à ces inconvénients, consiste à réaliser l'armature du tuyau par deux ou plus de deux âmes en tôle d'acier roulées et soudées, l'âme interne étant généralement pleine, 1'âme externe, au contraire, étant le plus souvent perforée, lesdites âmes étant concentriques et l'espace annulaire formé entre les âmes étant
<Desc/Clms Page number 2>
maintenu par un béton de ciment de granulométrie et dosage con- venables et normalement "vibré" ou comprimé de manière à réa- liser un bourrage solide, homogène et adhérent.
La protection interne et externe de l'ensemble consti- tué par les deux âmes en tôle d'acier et leur bourrage inter" médiaire de béton sera assurée d'une manière appropriée, par exemple et à titre purement indicatif, pour la partie interne par un revêtement de béton centrifugé, cament-gun, ou réfrac- taire, armé ou non, pat du métal déployé par exemple et pour la paroi externe par un revêtement de béton provenant par exemple d'un débordement du bourrage interne au travers des perforations prévues dans cette paroi donnant ainsi au tuyau fini une homogénéité parfaite.
Lorsqu'il s'agira de canaliser un fluide quelconque par exemple des eaux usées, il pourra y avoir avantage à utili- ser pour les deux âmes des tôles perforées, de façon à réaliser très simplement dans une seule et même opération, le bourrage intermédiaire entre les âmes et les revêtements interne et ex- terne de ltensemble âmes-bourrage intermédiaire.
Lorsqu'il s'agira, au contraire, de canaliser des fluides pour lesquels une étanchéité absolue est requise, on constituera de préférence le tuyau avec l'une des âmes, géné- ralement celle externe, en tôle perforée, 1'âme interne étant en tôlepleine,
S'il s'agit d'un fluide gazeux sous pression, on pourra même réaliser le tuyau avec deux âmes en tala pleine.
Bien entendu, l'écartement entre les deux âmes ainsi quel'épaisseur des tôles dépendront de la nature de la con- duite à réaliser, de son diamètre, da la pression du fluide à transporter et des conditions de pose du tuyau. Il y a lieu, en effet, de remarquer que pour un même poids d'acier d'armatures extérieures
<Desc/Clms Page number 3>
extérieures constituées soit en tuyau-frette ainsi que décrit, soit en ferraillage, le,,Moment de résistance de la paroi est, toutes choses égales d'ailleurs, supérieur dans un tuyau cons- truit d'après le procédé faisant l'objet de l'invention.
Suivant une variante les deux âmes concentriques sont pleines et maintenues en position relative convenable pour le coulage du béton au moyen de "doigts" radiaux soudés soit à l'Orne, soit à la"frette" et judicieusement placés.
L'espace annulaire ainsi formé entre les âmes sera rempli par un béton de ciment de préférence "vibré" et fait de préfé rence avec un ciment légèrement "expansif" et en tout cas de gra- nulométrie et de dosage convenables, de manière à réaliser un bourrage solide et homogène.
L'utilisation du tuyau proprement dit, tel qu'il est ainsi défini, sera de préférence effectuée avec des joints adéquats qu'il importe de préciser et de décrire, la confection de ces joints entraînant normalement une confection spéciale des extrémités du tuyau qui variera suivant les fluides à transpor- ter et les conditions dans lesquelles se fera ce transport.
Dans les dessins annexés :
Figs, 1 à 9 représentent des exemples de cas joints,
Fig. 10 est une vue en bout schématique du tuyau pendant sa construction, les coffrages étant en place, fig 11 est une vue semblale à Fig 10, les coffrages étant enlevés,
Fig 12 est une coupe à plus grande échelle suivant 1 Il..111 de fig. 11.
Dans le cas le plus ordinaire,.,,de conduites bien assises n'ayant pas à subir de phénomènes de dilatation et permettant par conséquent d'avoir une conduite rigide on pourra se borner à placer aux extrémités des tuyaux 1 2, sur l'âme interne, des cornières roulées 3, 4 fixées par soudure ou autrement.
On réalisera
<Desc/Clms Page number 4>
réalisera ainsi, à l'endroit du joint, le dispositif indiqué en fige 1 qui permettra une jonction facile des éléments, par exem- ple en utilisant la soudure autogène en 5 ou tout autre moyen tel que boulons ou rivets6(fig.2)
Bien entendu, rien ne s'opposera à ce que l'on insère entre les cornières destinées à être assemblées une matière quel- conque facilitant le joint et, notamment, dans le cas d'assemblage par soudure autogène, un anneau plat 7, par exemple en tôle (fig.3) destiné à faciliter la soudure.
S'il s'agit de canaliser un fluide quelconque, mais si l'on désire donner à la conduite une certaine souplesse, on pour- ra réaliser le dispositif suivant fig. 4.
A l'une des extrémités (a) du tuyau, sera réalisé un emboîtement obtenu généralement par soudure -sur l'âme interne (b) d'une cornière (c) sur le pourtour extérieur de laquelle sera soudée une bague (d) intérieurement striée ou munie de dents en "crémaillère" (e); l'âme externe ou "tuyau-frette" (h) s'appu- yant sur la face extérieure de cet emboîtement.
A l'autre extrémité (f), le renforcement approprié de l'âme interne sera obtenu par une autre bague (g) jouant le rôle de frette, lisse, striée ou rainurée sur sa face extérieure.
La confection du joint seta des plus simples. Les tuyaux étant"emboîtés", une matière quelconque normalement utilisée pour ce genre de travail, sera placée dans l'espace li- bre et convenablement disposée pour répondre au but cherché (par exemple corde et plomb, associés et matés).
Bien entendu, le joint proprement dit, une fois con- fectionné, sera terminé et convenablement protégé soit par un recouvrement en béton, soit par une bague de béton armé ou non ou de toute autre manière,
S'il s'agit de canaliser un fluide gazeux sous pres- sion, ou si l'on veut réaliser une conduite plus souple pouvant @
<Desc/Clms Page number 5>
se prêter à des phénomèhes de dilatation ou à des mouvements quelcoques, le tuyau sera construit de manière à utiliser l'un des dispositifs suivants Fige. 5, 6 et 7.
Chaque extrémité du tuyau aura son âme interne termi- née et renforcée par une cornière circulaire, comme décrit précédemment,mais 1'assemblage se fera en reliant les corniè- res 3,4 à ltaide d'une pièce de forme convenable, cette pièce étant fixée aux cornières d'une manière quelconque, généralement par soudure électrique.
Les Fige 5, 6 et 7 montrent, à titre d'exemple, respectivement en 8, 9, 10 diverses formes de réalisation de ladite pièce correspondant à des utilisations différentes ou à des modes de fabrication différents, la pièce étant faite en un ou plusieurs secteurs selon le cas.
La pièce de forme interposée sera, bien entendu, dis- posée pour obtenir la souplesse voulue, généralement la forme arrondie suffira, mais rien ne s'opposera à ce que des profils plus complexes soient utilisés.
Bien entendu, l'épaisseur du métal, les dimensions de la pièce et, notamment, le rayon de la section arrondie, dépens dront de chaque cas d'espèce; de même, les différents éléments de la pièce de forme seront confectionné's de manière à réduire au minimum le travail desjonctions, dessoudures notamment.
Enfin, la nature et la nuance du métal seront choisies pour convenir le mieux à chaque cas d'espèce . Par exemple, dans le cas d'un transport de fluide corrosif, on utilisera @ de l'acier qui résiste à ce fluide, de même qu'on utilisera de l'acier approprié si l'on désire obtenir un coefficient d'allongement particulièrement élevé.
Ce type de joint se prêtera particulièrement bien aux efforts de dilatation (fig. 8) ou aux mouvements (fig.9) et rend son application intéressante, même dans le cas des conduites en acier sans revêtement de béton, par exemple pour des conduites de chauffage urbain ou des conduites traversant des terrains miniers.
Dans la forme d'exécution du tuyau représentée //7 nfigs.
<Desc/Clms Page number 6>
Figs 10 à 12, 1'âme a et la frette b, chacune en tôle de pré- férence pleine, sont mises en place dans le moule et maintenues dans cette situation au moyen da quelques "doigts" radiaux i vus à plus grande échelle en fig, 12, de longueur appropriée, et judicieusement placés, soudés les uns à ltextérieur de l'Orne et les autres à 1'intérieur comme à l'extérieur de la frette.
Le saul fait de verser tout d'abord le béton dans 1'es- pace annulaire compris entre l'àme et le coffrage interne 1 assure la juste position des âmes dans le moule et leur fixité par rapport aux parois intérieures de celui-ci.
Le renforcement et les protections interne et externe de l'ensemble constitué par les deux âmes en acier et leur bourrage intermédiaire de béton seront donc assurés dans ce cas par deux revêtements de béton, lesquels revêtements seront ar- més de la manière suivante :
L'intérieur de 1'âme a et l'extérieur de la frette b seront tapissés par du métal déployé d de mailles, dimensions et sens appropriés, qui sera ensuite noya dans le béton "vibré" respectivement entre les coffrages interna!. et externe ± que montre fig. 10 du dessin annexé.
Rien ne s'oppose du reste à ce que le béton noyant le métal "déployé" soit d'une nature différente de celle du bourrage interne; rien ne s'oppose non plus à ce que le tuyau soit fait à partir d'un seul et même béton "expansif" ou non; rien ne s'oppose enfin à ce que le coulage du béton unique ou des bétons et la vibration de ceux-ci soient réalisés en une seule phase ou en plusieurs.
Lorsqu'il s'agira de canaliser certains fluides (gaz notamment) on pourra se dispenser de revêtir intérieure- ment de béton l'âme a du tuyau, la protection de la paroi in- térieure de cette âme étant alors réalisée, soit par métallisa-
<Desc/Clms Page number 7>
tion, soit par Inapplication de produits appropriés.
Bien entendu les épaisseurs de l'âme et de la fretta du tuyau ainsi que ltécartement annulaire, de même que les poids, sens et dimensions des armatures de métal "déployé" dépendront du diamètre et de l'utilisation du tuyau notamment des charges extérieures que ce dernier devra subir et de la pression du fluide canalisé.
La disposition décrite présente les avantages sui- vants :
1. A égalité d'épaisseur et de résistance de paroi de tuyau, elle donne le minimum de poids d'armature.
2. Le "bourrage" de béton, "1'âme" et la "frette" se comportant comme un solide dont les propriétés mécaniques sont supérieures à la somme de celles de 1'acier et du béton considérés isolément,
3. Dans le cas ou' le dit bourrage est fait avec un béton de ciment légèrement "expansif", l'âme et la frette du tuyau .se trouvent respectivement comprimée et tendue, ce qui, pour la résistance du tuyau à l'écrasement par exemple, peut présenter un certain intérêt.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Process for the construction of steel pipes with concrete coating for fluids of all kinds and pipes obtained by this process.
This invention relates to a process for constructing steel pipes with a concrete coating for fluids of all kinds and the pipes obtained by this process,
It has already been proposed to construct steel and reinforced concrete pipes made up of rolled and welded sheet steel, reinforced by internal and external "scrapped" reinforcements embedded in the concrete.
This process has the drawback of requiring heavy and cumbersome reinforcements, of not using the metal judiciously, of requiring delicate "scrap" work not to give an absolutely homogeneous product and, consequently, to drag. exaggerated thicknesses of concrete which make the pipe heavy and bulky and expensive.
The method, according to the invention, which overcomes these drawbacks, consists in producing the reinforcement of the pipe by two or more cores of rolled and welded sheet steel, the internal core being generally solid, 1 ' outer core, on the contrary, being most often perforated, said cores being concentric and the annular space formed between the cores being
<Desc / Clms Page number 2>
held by cement concrete of suitable grain size and dosage and normally "vibrated" or compressed so as to achieve a solid, homogeneous and adherent filling.
The internal and external protection of the assembly constituted by the two sheet steel cores and their intermediate concrete filling will be provided in an appropriate manner, for example and purely as an indication, for the internal part by a coating of centrifuged concrete, cament-gun, or refractory, reinforced or not, pat of expanded metal for example and for the external wall by a coating of concrete originating for example from an overflow of the internal packing through the perforations provided in this wall thus giving the finished pipe a perfect homogeneity.
When it comes to channeling any fluid, for example waste water, it may be advantageous to use perforated sheets for the two cores, so as to achieve very simply in a single operation, the intermediate packing. between the cores and the inner and outer linings of the intermediate core-stuffing assembly.
When, on the contrary, it is a question of channeling fluids for which absolute sealing is required, the pipe will preferably be formed with one of the cores, generally the external one, made of perforated sheet, the internal core being in full sheet,
If it is a gaseous fluid under pressure, the pipe can even be made with two cores in full tala.
Of course, the spacing between the two cores as well as the thickness of the sheets will depend on the nature of the pipe to be produced, its diameter, the pressure of the fluid to be transported and the pipe laying conditions. It should indeed be noted that for the same weight of steel of external reinforcements
<Desc / Clms Page number 3>
outside formed either of pipe-hoop as described, or of reinforcement, the ,, moment of resistance of the wall is, all other things being equal, greater in a pipe constructed according to the process which is the subject of invention.
According to a variant, the two concentric cores are solid and maintained in a suitable relative position for pouring concrete by means of radial "fingers" welded either to the Orne or to the "hoop" and judiciously placed.
The annular space thus formed between the cores will be filled with a cement concrete, preferably "vibrated" and made preferably with a slightly "expanding" cement and in any case of suitable grain size and dosage, so as to achieve a solid and homogeneous filling.
The use of the pipe itself, as it is thus defined, will preferably be carried out with adequate joints which it is important to specify and describe, the making of these joints normally entailing a special making of the ends of the pipe which will vary. depending on the fluids to be transported and the conditions under which this transport will take place.
In the accompanying drawings:
Figs, 1 to 9 represent examples of joined cases,
Fig. 10 is a schematic end view of the pipe during construction with the formwork in place, Fig 11 is a similar view to Fig 10 with the formwork removed,
Fig 12 is a section on a larger scale along 1 II..111 of fig. 11.
In the most ordinary case,. ,, of well-seated pipes not having to undergo expansion phenomena and consequently allowing to have a rigid pipe, we can limit ourselves to placing at the ends of the pipes 1 2, on the internal core, rolled angles 3, 4 fixed by welding or otherwise.
We will realize
<Desc / Clms Page number 4>
will thus achieve, at the location of the joint, the device indicated in fig 1 which will allow easy joining of the elements, for example by using autogenous welding in 5 or any other means such as bolts or rivets6 (fig. 2)
Of course, nothing will prevent the insertion between the angles intended to be assembled of any material facilitating the joint and, in particular, in the case of assembly by autogenous welding, a flat ring 7, for example. example in sheet metal (fig. 3) intended to facilitate welding.
If it is a question of channeling any fluid, but if it is desired to give the pipe a certain flexibility, the device according to fig. 4.
At one of the ends (a) of the pipe, a fitting will be made generally obtained by welding -on the internal core (b) of an angle (c) on the outer periphery of which a ring (d) will be welded on the inside. ridged or provided with "rack" teeth; the outer core or "pipe-band" (h) resting on the outer face of this socket.
At the other end (f), the appropriate reinforcement of the internal core will be obtained by another ring (g) acting as a hoop, smooth, ridged or grooved on its outer face.
The simplest seta joint making. As the pipes are "nested" any material normally used for this type of work will be placed in the free space and suitably arranged to meet the intended purpose (eg rope and lead, associated and mate).
Of course, the joint itself, once made, will be finished and suitably protected either by a concrete covering, or by a ring of reinforced concrete or not or in any other way,
If it is a question of channeling a gaseous fluid under pressure, or if one wishes to achieve a more flexible pipe capable of @
<Desc / Clms Page number 5>
be suitable for expansion phenomena or any movement, the pipe will be constructed so as to use one of the following devices. 5, 6 and 7.
Each end of the pipe will have its internal core terminated and reinforced by a circular angle iron, as described above, but the assembly will be done by connecting the angles 3, 4 using a suitably shaped piece, this piece being attached to the angles in any way, usually by electric welding.
Figs 5, 6 and 7 show, by way of example, respectively at 8, 9, 10 various embodiments of said part corresponding to different uses or to different manufacturing methods, the part being made in one or more sectors as appropriate.
The interposed shaped piece will, of course, be arranged to obtain the desired flexibility, generally the rounded shape will suffice, but nothing will prevent more complex profiles from being used.
Of course, the thickness of the metal, the dimensions of the part and, in particular, the radius of the rounded section, will cost in each case; Likewise, the various elements of the shaped piece will be made in such a way as to minimize the work of the junctions, notably desoldering.
Finally, the nature and shade of the metal will be chosen to best suit each individual case. For example, in the case of transporting corrosive fluid, steel which resists this fluid will be used, just as appropriate steel will be used if it is desired to obtain a particularly elongation coefficient. Student.
This type of joint will lend itself particularly well to expansion forces (fig. 8) or movements (fig. 9) and makes its application interesting, even in the case of steel pipes without concrete lining, for example for pipes of district heating or pipes crossing mining land.
In the embodiment of the pipe shown // 7 nfigs.
<Desc / Clms Page number 6>
Figs 10 to 12, the core a and the hoop b, each preferably made of solid sheet metal, are placed in the mold and maintained in this situation by means of a few radial "fingers" i seen on a larger scale in Fig, 12, of appropriate length, and judiciously placed, welded one inside the Orne and the other inside and outside the hoop.
The saul fact of first pouring the concrete into the annular space between the core and the internal formwork 1 ensures the correct position of the cores in the mold and their fixity with respect to the interior walls of the latter.
The internal and external reinforcement and protection of the assembly made up of the two steel cores and their intermediate concrete packing will therefore be provided in this case by two concrete coatings, which coatings will be reinforced as follows:
The interior of the core a and the exterior of the hoop b will be lined with expanded metal d of the appropriate mesh size and direction, which will then be embedded in the "vibrated" concrete respectively between the internal forms. and external ± as shown in fig. 10 of the accompanying drawing.
There is nothing to prevent the concrete embedding the "expanded" metal from being of a different nature from that of the internal packing; there is also nothing to prevent the pipe from being made from one and the same "expanding" concrete or not; Finally, there is nothing to prevent the pouring of the single concrete or the concretes and the vibration of the latter being carried out in a single phase or in several.
When it comes to channeling certain fluids (gas in particular), it will be possible to dispense with internally coating the core a of the pipe with concrete, the inner wall of this core then being protected, either by metallization. -
<Desc / Clms Page number 7>
tion, or by the non-application of appropriate products.
Of course the thicknesses of the core and the band of the pipe as well as the annular spacing, as well as the weight, direction and dimensions of the "expanded" metal reinforcements will depend on the diameter and the use of the pipe, in particular the external loads that the latter must be subjected to the pressure of the channeled fluid.
The arrangement described has the following advantages:
1. For equal pipe wall thickness and strength, it gives the minimum reinforcement weight.
2. The concrete "stuffing", "the core" and the "hoop" behaving like a solid whose mechanical properties are greater than the sum of those of steel and concrete considered in isolation,
3. In the case where 'said stuffing is made with a slightly "expanding" cement concrete, the core and the hoop of the pipe are respectively compressed and stretched, which, for the resistance of the pipe to crushing for example, may be of some interest.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.