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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
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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
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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
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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 @
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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.
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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-
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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.
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