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Constructions en forme de systèmes articulés ou réticu- lés éventuellement haubannées et cas particulier des py- lônes.
On sait par les études et les brevets anté- rieurs du Demandeur que l'utilisation de contraintes per- manentes, judicieusement réparties dans les matériaux, dans du béton par exemple ou autres agrégats de ce genre, augmente la résistance des constructions et leur donne une aptitude à subir des efforts que les matériaux, uti- lisés sans contraintes préalables sont incapables de supporter. Jusqu'à présent il a été surtout réalisé des éléments monolithiques ou des éléments assemblés par l'effet des contraintes mais destinés dans l'un et l'autre cas à supporter des efforts pratiquement définis.
La présente invention a pour objet la réali- sation de constructions qui, par leurs dimensions sont appelées à subir des efforts accidentels importants, sou- vent alternés d'ailleurs, dont la grandeur est mal connue, efforts dus par exemple a l'action du vent, C'est le cas en particulier des pylônes ou des fermes à très grandes portées. On sait que l'on donne habituellement à ces cons- tructions la forme de systèmes articulés ou réticulés gé- néralement isostatiques et que l'on choisit les dimensions de chacun des éléments et celles de leurs assemblages, de manière qu'ils puissent résister aux efforts maximum que l'on suppose devoir agir sur la construction.
L'invention concerne en conséquence l'obtention avec des matériaux soumis à des contraintes préalables, d'éléments entrant dans la réalisation de ces systèmes ainsi que l'assemblage de ces différents éléments, de préférence par des articulations ou des semi-artioulations relevant également de la technique des matériaux précontraints. En
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outre elle concerne également la réalisation d'éléments pouvant constituer des parties de ces systèmes, soumis à des efforts complexes par exemple à des efforts simultanés de compression et de flexion. Enfin elle fournit une solu- tion au problème de la liaison avec le sol d'éléments ten- dus, ces éléments pouvant ou non faire partie intégrante des constructions sus-visés.
Parmi celles-ci, les pylônes ou les ouvrages en élévation analogues offrent, par l'importance de leur dimensions d'ensemble ou celles de leurs parties constituti- ves, des difficultés particulières. Le Demandeur s'est atta- ché , résoudre ces difficultés et il s'étendra plus parti- culiérement da,s la description qui we suivre sur l'appli- cation an cas des pylônes.
Il est toutefois bien entendu que les moyens décrits s'appliquent à tout système articulé ou réticulé et plus généralement à toute construction compor- tant ensemble ou séparément les éléments suivants : - des éléments comprimés - des éléments comprimas et fléchis - des éléments tendus - des éléments de jonction - des ancrages au sol ou à une fondation.
Les premiers n'offrent pas e soi de difficul- tés partiouliéres de réalisation mais il sera bon, au moins titra de sécurité complémentaire, de les traiter comme des éléments simultenément comprimés et fléchis.
Les éléments comprimés ainsi que les éléments comprimés et fléchis seront avantageusement réalisés en ma- tériaux précontraints. On leur donnera de préférence la forme do corps creux et, si leur longueur est importante, ils pourront être réalisés par tronçons successifs assemblés.
Ils pourront également comporter, soit des parties métalli- ques en treillis, soit des parties en fonte ou en acier per- mettant d'obtenir localement de grandes résistances ou un faible encombrement. Si la matière précontrainte est du bé- ton on pourra en le confectionmant soigneusement se dispen- ser d'y incorporer des armatures. Une forme avantageuse de réalisation consiste à constituer ces éléments sous la forme d'anneaux circulaires assemblas bout à bout et avantageuse- ment frettés.
Le Demandeur a décrit notamment dans les bre- ve ts français n 764.505 du 10 février 1933 et n 860.164 du 14 juin 1959 ainsi que dans sa demande de brevet fran- quis en date du 29 Juin 1943 pour :"Procédés et dispositifs de mise en tension de frettes particulièrement applicables à la réalisation de réservoirs et autres corps creux en bé- ton et produits ainsi obtenus" das moyens de frottage qui permettant la réalisation de corps creux frettés sans li- mite théorique de diamètre.
Les anneaux circulaires ainsi obtenus dont les joints peuvent d'ailleurs être de forme et d'orientation quelconques seront avantageusement assemblés, soit sur un banc horizontal de montage, si leurs dimensions le permet- tent, soit sur place par superposition par exemple s'il s'agit d'éléments verticaux. Pour la réalisation des joints on pourra coffrer les évidements intérieurs à l'aide d'élé- ments élastiques ou exteiisibles, par exemple des manches gonflés d'sir, La soliderisation des éléments juxtaposés ainsi obtenus résultera de leur mise compression.
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Les éléments tendus pourront évidemment être constitués par des systèmes de chaînes, de câbles torsadés ou à fils parallèles, etc., ces formes de réa- lisation connues présentent toutefois un certain nombre d'inconvénients.
Tout d'abord elles sont difficiles à proté- ger indéfiniment contre la corrosion; de plus elles sont faciles à détruire, soit à la soie, au chalumeau ou au burin soit, dans le cas de pylônes de lignes électriques, par l'amorce d'un arc.
En outre, les chaînes ou les barres utilisent mal le métal et leur rupture, qui a lieu presque toujours en des points singuliers (filetages, changement de forme, point d'attache, etc...) se produit sous de faibles allon- gements c'est-à-dire pratiquement avec un faible travail mécanique Cette considération a une importance particu- lière lorsque les constructions sont exposées à des chocs accidentels importants, par exemple, pour un pylône, le choc dû à une rupture de ligne lors d'un ouragan. Ces chocs déterminent non une forme de grandeur limitée expri- mable en kilogrammes mais un travail destructeur W qui peut être chiffré en kilogrammes-mètres. Les éléments résistent à ce travail par une certaine déformation ¯L et la force moyenne qui intervient vaut alors : W .
¯l
Il convient donc d'attacher autant d'impor- tanoe au nombre de kilogrammes-mètres nécessaires pour rom- pre par choc des organes tendus qu'à la grandeur de la for- ce statique qui en provoque la rupture.
En ce qui concerne les câbles toronnés, la ré- partition des contraintes y est irrégulière et mal connue; elle se modifie très largement au cours du temps sous l'ef- fet des variations de leur effort longitudinal ainsi que des vibrations continuelles, double action destructive à laquelle le vent soumet perpétuellement les pylônes de li- gnes et ouvrages analogues.Les câbles toronnés sont donc très sensibles à la fatigue par efforts répétés et on enre- gistre des ruptures sous des charges inférieures de moitié la somme des efforts de rupture des fils qui les composent
Leurs allongements élastiques sont très impor- tants et souvent gênants par les grandes déformations des ouvrages qu'ils permettent,
mais leurs allongements plasti- ques sont presque nuls parce que ces câbles cassent presque toujours bien avant que ltensemble du câble ait atteint la limite élastique. En sorte que le nombre de kilogrammètres , nécessaire pour provoquer la rupture d'un câble est réduit malgré ses grandes possibilités d'allongement élastique, celui-ci étant toujours petit vis-à-vis des allongements plastiques théoriquement possibles.
Ces différents inconvénients ont amené le De- mandeur à utiliser pour les éléments tendus des organes en béton préoontraint, quoiqu'à première vue il paraisse peu indiqué d'utiliser de pareils organes en raison de la sur- charge du béton et, de plus, de la difficulté du transport d'éléments de grande longueur, par exemple les haubans des pylônes, puisqu'il est impossible de rouler en bottes 'des organes en béton précontraint.
Poids et nécessité des assemblages paraissent de nature à provoquer l'abandon de cette solution. Toutefois
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le Demandeur préconise en vue de la réduction du poids d'utiliser des bétonsde haute qualité et des taux de con- trainte extrêmement élevés. Ces bétons exempts de fissures grâce à la précompression constituant une protection chimi- que parfaite et indéfinie et un excellent isolement électri- que.
Les essais du Demandeur ont prouvé qu'en tendant, au voisinage de leur limite élastique, des fils ou tiges d'a- cier de haute qualité (en pratique : acier tréfilé ou lami- né à froid pour lequel E < 130 et R > 165, moins onéreux que les aciers employés pour les fils de câbles) séparés par des intervalles de l'ordre de leur diamètre et en enro- bant ces fils de mortier de composition optima à tous points de vue et vibré en place sous pression, on pouvait obtenir des éléments précontraints dans lesquels la compression per- manente supportée par le béton peut atteindre 700 kgs, 800 kgs et même 1000 kg/cm2.
La résistance à la rupture, trouvée aux essais, de ces sortes de câbles est remarquable- ment élevée et dépasse toujours un peu la somme des limi- tes de rupture de chacun des fils qui les forment, On pour- ra améliorer la tenue de ces câbles aux chocs accidentels par un léger frettage qu'il y aura intérêt à prévoir en acier inoxydable ou parfaitement protégé contre l'oxydation.
En acceptant pour de tels câbles un poids total quadruple de celui des aciers longitudinaux qu'ils renferment, ce qui correspond à une section de béton égale à 10 fois environ celle des aciers, on peut obtenir une tension permanente des aciers de l'ordre de 80 kg/mm2, soit la moitié de leur limite de rupture, cela avant la mise en place des câbles sous tension,
Quand ces câbles sont mis en place sous ten- sion, on n'observe pas de fissuration tant que la tension ne dépasse pas la moitié environ de la limite de rupture du câble.
Un tel câble est moins déformable, plus résistant à la rupture par sollicitations rythmées et exige pour être rompu par choc une puissance mécanique plus élevée qu'un câble toronné normal en acier 100 - 130 kgs de même poids total et qui contient par suite 4 fois plus de métal et a sensiblement le marne diamètre extérieur, Au point de vue de la résistance aux efforts appliqués en une seule fois, un tel câble serait inférieur aux câbles toronnés, mais de moins de moitié.
Lorsque de tels éléments tendus doivent être de grande longueur on peut les réaliser par parties assem- blées, la seule condition que doit remplir l'assemblage étant qu'il soit au moins aussi résistant que la portion courante du câble.
Une forme de réalisation avantageuse de ces assemblages consiste à ménager à l'extrémité du câble un filetage plein ou en creux obtenu par moulage, filetage qui permet le vissage d'un élément de jonction réunissant deux câbles entre eux ou l'extrémité du câble à un autre élément de la construction.
La jonction ainsi réalisée d'un élément tendu à un autre élément de la construction n'est qu'un cas parti- culier des jonctions nécessaires dans les constructions et en particulier dans les systèmes articulés ou réticulés, jonctions qui se présenteront le plus souvent sous la forme de noeuds où aboutissent les extrémités de plusieurs élé- ments.
Sous leur forme la plus simple, ces noeuds
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pourront être constitués par de simples masses de béton, armées selon les besoins et évidées pour le passage des éléments ou la fixation des organes d'ancrage. Ces derniers pourront être incorporés ou simplement appliqués sur la masse de béton.
C'est ainsi que l'on pourra avantageusement utiliser, pour réaliser à la fois la jonction et l'ancrage des éléments tendus, les dispositifs décrits dans les bre- vets ou demandes antérieures du Demandeur, en particulier dans la demande de brevet du 26 août 1939 pour "Système d'an- orage de câbles sous tension destinés à la réalisation de constructions en béton précontraint", dans le brevet 870.070 du 28 Octobre 1940 et dans la demande d'addition du 30 sep- tembre 1941 à la demande du 26 août 1939, ou tout autre pro- cédé d'ancrage connu.
Il est à noter que l'assemblage des éléments comprimés sera facilement résolu par l'utilisation d'organes d'appui appropriés transmettant les efforts de compression à la masse de l'assemblage.
Il sera possible également de réaliser en tout ou en partie les organes de jonction avec du métal et d'y ménager les plaques d'appui, les rotules ou les chapes né- cessaires ainsi que les alvéoles d'ancrage des armatures.
Afin d'obtenir une bonne protection contre la oorrosion également au voisinage des pièces de jonction, on peut aussi éviter toute pièce métallique apparente en réalisant, dans le cas des articulations, les chapes, l'axe et la cosse de jonction des éléments tendus, béton coulé sous pression et armé de fils et de tubes d'acier inoxyda- bles.
Les construotions conformes à l'invention don- neront en général les résultats les meilleurs si leurs dé- formations restent élastiques et limitées. Il est donc préférable que l'on puisse compter, non seulement sur la résistance, mais sur l'indéformabilité des ancrages dans le sol. Pour cela, un bon moyen consiste à raccorder.les éléments tendus sur des éléments ancrés d'avance dans le sol ayant une résistance élastique au moins égale au chiffre correspondant à la résistance à la rupture des éléments tendus qui y sont raccordés.
En exerçant sur ces organes une sollicitation supérieure au chiffre correspondant à la rup- ture des éléments tendus et en injectant à ce moment dans le sol un coulis de ciment pour combler tous les vides qui auraient pu se produire, on obtiendra nécessairement ce résultat et on pourra compter de façon absolue sur la valeur des ancrages.
La desoription qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les fig. 1 et 2 représentant un chantier de montage de tronçons d'éléments comprimés.
Les fig. 3,4 et 5 sont relatives au coffrage des joints de ces tronçons.
La fig. 6 montre la section courante d'un câble constitué par des fils tendus enrobés de béton précontraint.
Les fig. 7 et 8 montrent une forme de réalisation de la partie terminale d'un câble de ce genre.
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La fig. 9 schématise une griffe de traction sur les armatures des câbles représentées par les figures précédentes.
La fig. 10 est un exemple de vis en t8le dé- coupée munie à son extrémité d'un oeil.
Les fig. 11, 12 représentent une forme de réalisation de la jonction de deux éléments tendus.
Les f ig. 13 et 14 montrent des vis ou tire- fonds en béton.
Les fig, 15 et 16 montrent les joints ména- gés entre les éléments comprimés.
La fig. 17 est un cas particulier d'un rac- cordement d'éléments tendus à un élément oomprimé.
Les fig. 18 et 19 sont un exemple de réalisa- tion d'articulation en béton.
Les f ig. 20 à 23 schématisent des exemples d'armement de pylônes.
La fig. 24 montre un exemple complexe de point de jonction de plusieurs éléments tant tendus que comprimés.
Les fig. 25 à 29 sont relatives à des exemples de réalisation d'ancrage dans le sol.
Les fig. 30 et 31 représentent des exemples de pylônes simples réalisés avec les éléments décrits par la présente invention.
Enfin les figures 32 à 35 représentent des constructions complexes haubannées.
Le bano de montage des tronçons des éléments comprimés représenté par les fig. 1 et 2 comporte deux rè- gles horizontales 1 et 2 soutenues par un massif 3 de fon,- dation qui leur assure un alignement rigoureux et une sta- bilité aussi parfaite que possible. Un étaiement et un entretoisement convenable évite de plus leur surécartement.
Sur ces règles sont juxtaposés des tronçons 4 des éléments comprimés a réunir. Afin d'obtenir un assemblage correct il est bien entendu que ces éléments doivent avoir des for- mes très précises et respectent rigoureusement les cotes des plans. Pour ce faire ils seront réalisés dans des mou- les précis et solides et autant que possible, par vibration sous compression en utilisant les meilleurs dosages en ci- ment et eau ainsi qu'une granulométrie la plus appropriée pour obtenir des bétons sains et compacts doués de haute résistance. L'emplacement des joints peut être avantageu- sement ménagé par des interruptions 5 de la partie courante des règles.
Les fig. 2 et 4 montrent un procédé de réa- lisation des joints de ces éléments. Sur la fig.3, les élé- ments 4 et 4' sont réunis par le joint 6 qui est coffré, à l'intérieur de la partie creuse de ces éléments, par une chambre à air 7 montée sur une jante 8, Un tuyau 9 permet d'insuffler l'air et de mettre cette ohambre sous pression.
Les canaux longitudinaux réservés dans la masse des élé- ments 4 et 4' peuvent également être ménagés grâce à un procédé analogue. L'utilisation de ce procédé est schémati-
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¯¯ Î ÉÉÎaÎÉ 10 simplement cylindrique
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est enfilée dans la canal 11 et mise sous pression. Elle ménage ainsi dans le joint 6 la continuité voulue entre les évidements 11 et 11',
La fig. 5 montre un cas particulier de tron- çons d'éléments 4 dans lequel des canaux tels que 11 ont été ménagés dans les angles.
Il est évident d'ailleurs que ce cas,particulier n'est donné qu'à titre d'exemple et que les tronçons 4 qui ont avantageusement la forme de corps creux, peuvent affecter toute section convenable, polygonale ou circulaire et comporter un nombre quelconque de canaux 11 réservés par exemple en vue du passage des armatures mises en tension.
Le mortier des joints 6 ainsi réalisés est bien entendu préparé avec un dosage optima à tous points de vue : il sera avantageusement soumis avant sa mise en place à une première vibration. De plus, il sera encore de préférence vibré après l'exécution du joint lui-même.
On pourrait également pour réaliser les joints utiliser un mortier sec maté à refus .
Les joints ainsi ménagés entre les tronçons dtéléments comprimés peuvent également être longitudinaux, ce sera le cas par exemple si l'importance du diamètre des éléments comprimés oblige à prévoir des joints radiaux.
Les fig. 15 et 16 montrent un exemple de réalisation de ce genre. Sur la fig, 15 les joints longitudinaux entre les éléments 4a, 4b, 4'a, 4'b, 4'o sont ménagés en découpe par rapport au joint transversal 6. Sur la fig, 16, par contre, les joints longitudinaux 12 sont dans la prolongement l'un de l'autre et une plaque de fer feuillard 13 a été disposée dans le joint transversal 6 de manière à assurer dans la compression une meilleure répartition des efforts sur les tronçons successifs.
La plaque de fer feuillard 13 peut na- turellement être continue, intéresser toute la section du, joint transversal 6 ou éventuellement même, dans le cas ou ce joint est disposé en hélice, être disposée de façon con- tinue dans cette hélice et être réalisée soit par des élé- ments soudés successifs, soit par des éléments se reoou- vrant mutuellement en partie.
La section courante d'un élément tendu est représentée par la fig. 6, le faisceau des fils 14 est en- robé dans du béton de manière telle que les distances en- tre les fils soient de l'ordre de grandeur de leur diamè- tre. L'ensemble du faisceau est entouré d'un frettage con- tinu 15 de préférence inoxydable ou rendu tel par un recê tement approprié.
Les fils 14 sont soumis à une tension préala- ble qui soumet le béton d'enrobage à de très fortes contrain- tes de compression. Cette mise en tension sera de préféren- ce conservée par la simple adhérence puisque, dans ces élé- ments tendus le béton joue essentiellement un rôle proteo- teur et n'intervient que peu ou pas dans la résistance de l'ensemble.
Les éléments tendus seront réalisés en lon- gueur aussi grande que possible compte tenu des facilités de manutention ou de transporté On peut pour cela envisager des longueurs de 10 à 20 mètres, si dans certains cas ces longueurs sont insuffisantes il oonvient de prévoir la pos- sibilité de raccorder entre eux deux éléments tendus. En outre des assemblages sont nécessaires pour réunir l'élé- ment tendu ou câble ainsi réalisé avec d'autres éléments de l'ouvrage, Il est évident que pour conserver la
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résistance au choc du câble ainsi obtenu il est indispensa- ble que les assemblages soient au moins aussi résistants que la partie courante.
Les fig. 7, 8, 9, 11, 12, 13 et 14 sont relatives à des formes possibles de ces assemblages. Mais tout d'abord il convient de noter que pour de tels câbles on pourra utiliser les systèmes d'ancrage décrits dans le brevet 870.070 et les demandes du 26 aout 1939 et du 30 septembre 1941 mentionnées plus haut. Ces demandes ou brevets décrivent en particulier des ancrages en forme de cône; ce sont ces ancrages qu'il conviendra d'entendre lorsque dans la suite il sera question de "cones d'ancrages".
On pourra donc, soit ancrer ces câbles sous tension conformément aux dits brevets soit réaliser d'a- bord les ancrages, la tension devant être donnée ultérieu- rement.
Les fig. 5 et 6 sont relatives à une premiè- re forme possible d'assemblage. On fait naître vers l'ex- trémité de chaque fil 14 à des positions bien définies des organes d'ancrage tels que des nodules 14a obtenus en chauffant le fil sur une soudeuse par résistance et en le refoulant lorsqu'il est devenu assez plastique pour sup- porter ce traitement. On peut au reste remplacer ces nodu- les 14a par des bouoles ou des crochets en acceptant des encombrements plus grands.
On distribuera les extrémités de ces fils munies d'arrêts tels que 14a, conformément à la figure 5, autour d'un tirefond 16 servant de noyau et on entourera le tout d'une armature comportant une ou mieux plusieurs frettes 17 concentriques en acier, de préférence à haute résistance; la plus extérieure de ces frettes sera de pré- férence en métal inoxydable ou rendu tel par un revêtement approprié. On coule alors l'ensemble, sur la longueur du tirefond, en mortier de ciment, aveo toutes les précautions déjamentionnées et on obtient, en dévissant après prise, le mandrin oentral, un écrou dans lequel on peut visser une vis semblable au modèle.
Les essais du Demandeur ont montré qu'en donnant à cet éorou une profondeur d'environ
5 fois le plus grand diamètre d'un tirefond en acier ordi- naire ayant une résistance à la rupture un peu supérieure à celle du câble on obtient sur une telle vis un assemblage ayant la même résistance que le câble lui-même; avec un écrou à droite et un écrou à gauche, on pourra donc assem- bler deux câbles par une vis unique.
On pourra améliorer le serrage des écrous en les chauffant légèrement avant de procéder au blocage de la vis et, si l'usinage de la vis laisse à désirer, on peut y remédier par un garnissage, fait soit avec une résine synthétique, soit aveo de la pâte de ciment pur, Ayant ainsi préparé les deux têtes d'un élé- ment tendu, on réalisera l'enrobage de mortier de la partie courante entre têtes, les armatures 14 seront mises sous tension en agissant sur les têtes avec des vérins, grâce à deux vis 16 de forme appropriée. Si la longueur du tire- fond et la force du frettage sont suffisants la rupture se produit toujours hors de l'assemblage dont la résistance est supérieure à celle du câble en section normale.
Les vis en acier étant onéreuses on peut les remplacer par des vis en béton armé, telles que celles qui sont montrées par les figures 13 et 14, obtenues en grou- pant des fils d'aoier à haute résistance, munis de groupes
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de nodules 14a et 20a à leurs extrémités. On frettera cet ensemble par des spires telles que 19 ou tout autre moyen, puis on le coulera en béton dans un moule ayant intérieu- rement la forme d'un tirefond. On peut réaliser ainsi un double tirefond qui ermettra de joindre deux câbles; on aura soin de donner a oes tirefonds une résistance nette- ment supérieure à celle des câbles. On peut aussi (fig.14) terminer en tirefond ainsi formé l'extrémité d'un câble.
Il est également possible de terminer les câ- bles par des cosses formées en prenant par moitié les fils, de préférence pourvus de nodules à leur extrémité, et en les recourbant en forme de cosse selon un peu plus d'un demi-cercle, moitié à droite, moitié à gauche par exemple, o'est le cas de la cosse réalisée sur la figure 18. On frette alors l'extrémité des fils et le tout est coulé sur toute la hauteur des fils repliés. On obtiendra ainsi un système ayant la forme d'une barre à oeil plus résistant que le câble lui-même. La cosse montrée par la fig, 13 peut éga- lement être rapportée à l'extrémité d'un câble pourvue d'un écrou.
AU lieu de commencer par la formation des têtes, on peut faire l'inverse et commencer par le bétonna- ge de la partie courante en réservant celui des têtes. Dans ce cas on saisira les extrémités des barres 14 soit par des nodules 14a avec des griffes 18, telle que celle de la fig.
..9, qui peuvent être construites pour saisir d'un seul coup tous les fils d'un même oable, soit avec des mordaches, et on les tendra avec un vérin ou un groupe de vérins. On bé- tonne tout le câble, en ménageant une longueur libre de quelques décimètres à chaque extrémité. On relâche la ten- sion après duroissement du mortier.
Dans le cas où. les or- ganes d'arrêt, par exemple les nodules 14a de la figure 11 ont été prévus,on obtiendra une jonction de résistance éga- le à celle du câble, en oroisant les extrémités en regard de deux éléments sur une longueur égale à 30 ou 40 fois le diamètre des fils; les nodules sont intercalés entre les barres du groupe opposé au besoin grâce à une légère défor- mation élastique des fils; on recouvre le tout d'un fretta-, ge 19, de préférence à plusieurs couches, dont la dernière très proche de la surface extérieure, sera inoxydable ou protégée parfaitement eontre la oorrosion, et on enrobe le tout en mortier de la meilleure qualité possible et parfai- tement vibré, de préférence sous légère pression.
Les exemples oi-dessus ne sont pas limitatifs.
On pourrait envisager par exemple l'utilisation de frettage formés par des tubes dans lesquels on viendrait souder des éléments d'assemblages, par exemple des axes et des plaques percées, assemblées ou non à l'avance, à un autre élément, en tôle par exemple, par soudure électrique ou encore des éléments munis de filetages, etc.. Les exemplesdonnés com- binés avec les moyens connus permettent de créer un nombre presque illimité de combinaisons de jonction.
Un câble peut comporter un quelconque des assemblages possibles à chacune de ses extrémités.
Les assemblages comportant l'emploi de béton coulé avant tension seront d'abord exécutés, puis on tendra les câbles comme il est dit ci-dessus en sollicitant les extrémités non munies d'assemblages coulés, par exemple avec une griffe telle que 18.
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Il est possible d'utiliser les formes d'assem- blage qui viennent d'être décrites, pour relier un élément tendu à un point d'amarrage ou à un noeud de la construction.
Il est commode alors d'utiliser un écrou terminal tel que ce- lui qui est montré par la figure 7 et d'y visser une tige terminée par un moyen de fixation adapté au problème à résou- dre par exemple : une vis ordinaire avec un écrou, une chape à plaque, à oeil, une tête en forme de T, une boucle, etc. un exemple de ces moyens est illustré par la fig,10 qui repré- sente une tôle découpée dont la partie hachurée peut être en- robée dans le béton de l'extrémité d'un câble.
On pourra également réaliser cette liaison par l'adhérence améliorée des barres 14, de préférence par la création de nodules ou de crochets, et incorporer ces barres dans une masse de béton, de préférence frettée, solidaire du point d'assemblage. Il peut etre avantageux alors d'utiliser cette fixation pour agir en tension sur les armatures et réa- liser ensuite le béton d'enrobage des éléments tendus.
Des exemples simples de ces assemblages par articulation sont illustrés par les figures 17, 18 et 19.
Sur la première de celles-ci, un tronçon 21 d'élément comprimé est fretté intérieurement et extérieurement par deux cylindres en tôle 22 et 23 ; unechape 24, formée de deux plaques découpées, reliées par une plaque transversale 25, est encastrée et soudée dans les cylindres 22, 23, Entre les deux cylindres est coulé du mortier avec les précautions prévues plus haut relativement aux pièces comprimées. La cha- pe 24 peut alors recevoir un oeil porté par une tige telle que celle qui est montrée par la fig.10. Les parties métalliques apparentes de ce tronçon seront bien entendu inoxydables ou rendues telles par tout traitement convenable.
Le tronçon 21 peut également être réalisé entièrement en fonte ou en acier coulé. Il est à noter que la chape 24 porte de plus un oeil 26 qui permet l'utilisation d'un organe tendu provisoire pour permettre le montage ou le remplacement de l'élément tendu définitif.
Les fig. 18 et 19 montrent un exemple de jonc- tion articulée, réalisée de manière à ne laisser qu'un minimum de métal apparent et ceci en vue de la proteotion contre la oorrosion. L'élément tendu 27 est pourvu comme il a été dit plus haut d'un oeil terminal 29 fretté en 28. Une cossen tôle 30 enveloppe avantageusement l'intérieur de cet oeil. Ce der- nier est traversé par un axe 31 prenant appui dans les deux parties 32 d'une chape de béton solidaire du point d'amarrage.
Les parties 32 sont armées de fers ronds 33 noyés et ancrés dans le point d'amarrage tandis que l'axe 31 est constitué par un tube 34 en acier inoxydable de préférence rempli de mortier coulé sous pression et armé de nombreux fils fins 35, de préférence également en acier inoxydable et pourvu de no- dules 35a..
Un autre exemple d'assemblages d'éléments de constructions est représenté par les figures 20, 21, 22 et 23. Il est applicable aux bras d'armement des pylônes de lignes électriques.
Les fig, 20 et 21 montrent, en coupe transver- sale et horizontale, un bras 36 fixé sur un tronçon 37 d'é- lément comprimé. Une ou plusieurs armatures 38 traversent le
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bras 36, qui peut être d'ailleurs évidé dans sa partie cen- trale, et elles ceinturent le tronçon 37. Mises en tension préalable elles sont ancrées dans des organes d'ancrage 39, par exemple des plaques métalliques.
Les fig. 22 et 23 montrent des articulations à chape 40 noyées dans les tronçons 41. Dans ces chapes sont articulées, soit des bras horizontaux 42, soit les extrémi- tés des tirants 43.
La figé 24 correspond à un exemple d'assem- blage complexe formant un noeud d'une construction réticu- lée. Ce noeud est réalisé par une pièce métallique de forme convenable 45 qui comprend une surface d'appui en forme de calotte sphérique, pour l'élément comprimé 44 et des chapes d'articulation pour les éléments tendus 46,47 et 48 ; ceux- ci peuvent avantageusement être constitués comme il a été dit plus haut et terminés par des tirefonds munis des oeils convenables. Il est à noter que la pièce métallique 45 peut comporter de plus les ancrages des armatures 49 et 50 mises avantageusement en tension préalable; pour cela ces armatu- res traversent la pièce 44 dans des tubesménagés dans le bé- ton, par enrobage de tubes minces, de mandrins en caoutchouc ou de tout autre manière.
De plus comme précédemment il peut être prévu des oeils supplémentaires tels que 51 pour la ma- noeuvre et l'érection de la construction.
Cet exemple montre qu'il est toujours possi- ble de réaliser, au moins à l'aide d'une pièce métallique, le noeud de jonction de plusieurs éléments tant tendus que comprimés.
Lorsque la construction doit comporter des éléments tendus directement ancrés au sol, par exemple des haubans il est avantageux de procéder comme le montrent les figures 25 à 29 inclus.
On oonstruira à l'avance les organes de trac- tion ou tirants 52 précontraints avec de fortes sections de béton et ceci dans un triple but :obtenir de faibles défor- mations, relever la limite de déformation élastique de ces organes et assurer la meilleure protection possible aux aciers destinés à demeurer enfouis dans le sol. On donnera aux arma- tures 53 une section suffisante pour qu'elles' supportent sans fissuration une tension correspondant à la charge de rupture du hauban 54 qui les prolonge ; onobtiendra ainsi une marge de sécurité complémentaire, au point de vue notamment de la résistance à l'oxydation.
Vers le bas, on laissera largement dépasser les fils 53 qu'on munira de moyens d'ancrage large- ment prévus par exemple les boucles ou crochets 53a et qu'on épanouira pour que le béton de l'anorage proprement dit pénè- tre bien entre eux. On pourra y prévoir un canal longitudinal 55 suivant l'axe destiné à l'injection sous pression du massif ; ce canal sera prolongé vers le bas par un tube métallique lé- ger tel que 56 sur les figures 27, 28 par exemple.
Après avoir établi l'organe de traction dans la direction exacte de l'effort à supporter qui devra toujours être bien déterminée,on soellera suivant le terrain le cheve- lu des armatures 53 oréé à sa base. Il sera bon de prendre soin de limiter la quàntité de mortier ou béton de scellement de telle sorte qu'une faible longueur de la partie bétonnée du tirant 52 en soit recouverte.
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Les différentes figures montrent un certain nombre de possibilités d'adaptation de ces scellements au terrain. On peut procéder comme le montrent les fig. 25 et
26 en réalisant des massifs de béton 57 établis dans des fouil- les telles que 57a sur la fig. 25 dans laquelle AB est la sur- face généralement horizontale du terrain, fouilles aussi étroi- tes que possible, élargies seulement à leur base pour former crochet et remplies ensuite avec les déblais aussi parfaitement que possible et de préférence en vibrant le remblai comme du béton.
On peut aussi sceller le chevelu de boucles 53a dans des masses de béton 58 coulées dans des poches obtenues en re- foulant le terrain par une charge d'explosif comme le montrent les fig. 27 et 29 ou encore comme le montre la fig.28, utiliser de simples forages de grand diamètre s'il s'agit de roches du- res ; en cas de roches fracturées, il est recommandé de laver le forage à l'eau sous pression.
Dans ces deux derniers cas au moins on laissera libre de mortier le corps du tirant.On pourra alors saisir le tirant par un moyen d'attache quelconque préparé dans ce but, par exemple une tête en T ménagée sur le corps de ce tirant, un vérin muni de mordaches multiples à coins saisissant les ar- matures 53, des griffes multiples, telle que celle qui est représentée sur la fig. 9, combinée avec l'emploi de nodules, etc. et, en prenant appui sur un trépied approprié non repré- senté reposant sur trois plaques d'appui, soumettre le tirant à une tension de préférence supérieure à celle qui correspon- drait à l'effort de rupture du tirant ;
puis après un délai suf- fisant pour la réalisation des tassements, injecter en mortier de ciment les cavités qui auraient pu se produire en utilisant par exemple comme tube d'injection celui qui a été réservé dans le tirant lui-même. On obtiendra ainsi un ancrage dans le sol offrant des garanties de résistance etd'indéformabilité absolu- es.
Dans le cas de faibles charges, on attachera un élément tendu sur un seul tirant d'ancrage.
La fig. 25 montre une forme de réalisation de la tête du tirant qui permet de tendre un hauban par exemple quelles que soient ses dispositions, pourvu qutil soit consti- tué ou armé par des fils. Ces derniers traversent un canal 60 ménagé dans la tête du tirant et sont arrêtés par un cane d'an- orage 61.
Dans le cas de haubans exerçant de puissants efforts ou des efforts de direction variable, on aura intérêt à utiliser plusieurs tirants qui convergeront vers un point du hauban, c'est le cas de la fig.29. En répartissant ainsi les efforts, on utilisera à moindre frais la résistance et le poids du terrain.
Ces tirants se joindront par exemple dans un massif
62 fretté ou armé à la demande, dans lequel ils s'ancreront soit par adhérence, soit par des nodules tels que 63 ou des cônes d'ancrage, dans ce massif viendra aboutir le hauban 54 en un point généralement assez élevé au-dessus du sol et où il pourra être fixé soit par un cône d'ancrage unique 64, soit par des cônes multiples entre lesquels on répartira les fils du hauban pour constituer un certain nombre de câbles secondaires qu'on mettra en tension simultanément, en utilisant les vérins correspondants. Ces aônes d'ancrage et ces vérins ont été dé- crits dans les brevets ou demandes antérieures déjà plusieurs fois mentionnées.
Cette façon de procéder n'est pas exclusive, il est évident par exemple qu'on pourra utiliser un tirefond prolongé par une vis, tel que le tirefond 16 de la fig. 7, sur lequel on agira avec un écrou.
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Les figures suivantes illustrent des exemples de constructions exécutées en utilisant les différents élé- ments qui viennent d'être décrits. Elles sont relatives à des pylônes de lignes électriques qui comportant des éléments de dimensions particulièrement importantes étant donné qu'il est légitime de prévoir pour ces constructions des hauteurs de
100 mètres et plus. La réalisation de constructions moins im- portantes avec ces éléments ne présentera pas en conséquence de difficultés.
Une combinaison judicieuse des différents éléments permet de réaliser non seulement les systèmes articu- lés ou réticulés auxquels il a été fait allusion au début mais encore des constructions rigides soumises à des efforts com- plexes ou des constructions mixtes comportant simplement un petit nombre d'articulations.
Deux exemples de ces possibilités sont repré- sentés par les figures 30 et 31,
La fig, 30 montre un pylône simple sans hauban encastré dans le sol et destiné à supporter une ligne tripha- sée.Il est constitué par un füt vertical fléohi et comprimé formé d'un grand nombre de tronçons superposés, réunis par une oompression parallèle à l'axe du fût, obtenus par une série de haubans, de préférence intérieurs, visitables et amovibles, quand les dimensions du fût permettront de le réaliser. A par- tir du bas, on trouve :
1 ) Un béton de fondation 64 pouvant transmet- tre au sol le poids du système et un des éléments du couple de renversement.
2 ) Une couronne inférieure d'ancrage 65 qui peut être une virole en béton armé, comportant des saillies- intérieures 66 entre lesquelles on peut passer des câbles ou groupes de fils, munis de têtes d'ancrage appropriées formées, soit de petits massifs de béton fretté fortement'solidarisés avec les fils, soit par des boucles, ou des nodules en saillie sur des fils,soit encore par un cône d'anorage. Ces moyens d'obtenir une téta d'ancrage ne sont d'ailleurs pas exclusifs.
Ces têtes prennent appui sur les saillies intérieures de la virole 65; les ombles peuvent donc être mis en place et retirés à tout moment une fois détendus.
3 ) Des viroles tronconiques 67 pouvant d'ail- leurs être remplacées par du béton exécuté en place, leur rôle pouvant aussi se limiter à celui d'un coffrage.
4 ) Une couronne 68 plus rigide comportant des organes d'inflexion des câbles intérieurs et capables de trans- mettre au sol, par des organes appropriés 69, la composante supérieure du couple de renversement supporté par le fùt
5 ) Une virole Inférieure 70 comportant un trou dénomme 71 de visite.
6) Des viroles 72 tronconiques aussi légères que possible, formant la majeure partie du fut.
7 Des viroles 73 contenant ou supportant des cônes d'ancrage femelles ou tout autre organe d'ancrage de rôle analogue, prolongées vers le bas par des tubes permettant le passage des armatures et grâce auxquels on peut tendre et ancrer les câbles 74 ou les détendre dans le cas où l'on vpu- ,drait remplacer un câble devenu défectueux. Ces viroles 73
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sont réparties de manière à obtenir une utilisation économi- que des câbles. Les câbles sont de préférence à fils paral- lèles protégés par un bon revêtement anti-rouille.
8 ) Des viroles portant des bras d'armement en béton armé, béton précontraint ou en charpente métallique, ou même en bois, fixés de manière quelconque. On utilisera avantageusement les éléments décrits en regard des figures
20, 21, 22 et 23.
On peut exécuter ainsi de très grands pylö- nes de hauteur non limitée, surtout si on envisage des fruits et des épaisseurs variables. Dans le cas de très grandes di- mensions, tous les éléments peuvent d'ailleurs être subdivi- sés par des joints radiaux comme il est décrit en regard des figures 15 et 16.
On peut envisager que les câbles, au lieu d'être libres dans le milieu de la oonstruction, empruntent des canaux ménagés dans l'épaisseur des viroles; cela est par- ticulièrement ais dans le cas de sections polygonales, trian- gle, rectangle, losange, etc.... On réservera l'intégrité des canaux par l'artifice illustré par la figure 4 eton injectera les canaux en mortier après mise en tension des câbles.
Quand les pylônes ont de grandes hauteurs, ils doivent résister à des moments d'encastrement considéra- bles et deviennent de ce fait trop lourds et trop coûteux; on peut en réduire considérablement le prix ainsi que celui des fondations, par des haubannages.
La fig. 31 montre un exemple de pylône haubanné,
De la base au sommet : 76 est un organe d'ap- pui sur le sol qui peut être coulé sur place ou étre exécuté d'avance en béton armé ou précontraint; Sur cet appui repose un fat qui peut étre d'une seule pièce et reposer par une ar- ticulation sphérique sur l'organe d'appui 76 ou comporter au contraire plusieurs tronçons, savoir : a) un massif 77 comprenant une articulation ou une semi-articulation 77a et des ancrages 78 de cabres, de préférence des cônes d'ancrages; b) des tronçons 79, dont la longueur, le nombre et la forme peuvent être quelconques, ooiffés par un dernier tronçon 80 comportant un certain nombre de possibili- tés d'ancrage pour des câbles longitudinaux, de préférence sous forme de cônes noyés dans ce tronçon, ou prenant simplement appui sur ce dernier.
Ce dernier tronçon est recouvert par un chapeau de protection 81 des ancrages contre les intempéries.
Entre les tronçons courants 79 est intercalé un tronçon par- ticulier 82 qui comprend des organes permettant ou le change- ment de direction de certains de ces câbles qui se transfor- ment ainsi en haubans ou la fixation de haubans latéraux.
Un certain nombre de ombles ou groupe de fils 83 sont tendus entre le premier et le dernier tronçon à peu près parallèlement à l'axe du fût qu'ils compriment. Ces câbles 85 peuvent évidemment être intérieurs comme il est montré sur la figure ou extérieurs, fixes ou bien amovibles en cas d'accident.
D'autres câbles tels que 84 peuvent être ancrés sur le tronçon 80, ils traversent le tronçon 82 puis sont tendus par des organes d'ancrage 85 fortement reliés au
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sol à une certaine distance de la base 76, D'autres câbles fixés sur le tronçon 82 peuvent être tendes directement par les organes d'ancrage au sol, ces organes d'ancrage seront avantageusement du type décrit en regard des figures 25 à 29.
On peut bien entendu utiliser ces deux espèces de câbles ou bien l'une ou l'autre séparément.
La résistance propre à la flexion du fût est due à sa compression par les câbles 83 qui sont tendus au voi- sinage de leur limite élastique. Les câbles 84 assurent la résistance au renversement de l'ensemble, mais ils contribuent également à la compression du fût. Toutefois leur efficacité ce,point de vue est limitée :
1 ) par la résistance avant toute déformation des ancrages dans le terrain ;
2 ) du fait que leur tension préalable ne peut dépasser la moitié de leur taux de rupture afin que, lorsque le support reçoit sa charge de rupture, les haubans situés à l'opposé des haubans tendus puissent se décharger suffisamment pour cesser de créer un effort sur ces haubans tendus.
Si les haubans du pylône doivent être fixés sur la virole 82 on utilisera avantageusement pour cette dernière la disposition montrée par la figure 17. Cette dispo- sition n'est d'ailleurs pas la seule qui puisse être envisa- gée; ainsi on peut, par exemple, faire embrasser cette virole dans son ensemble par les haubans 84 supposés flexibles, la faire traverser par des tubes de facon à atteindre des surfa- ces susceptibles de reoevoir des cones d'ancrage ou encore utiliser des organes intermédiaires entre cette pièce et les haubans. Ces derniers organes pourront être par exemple bou-. lônnés ou fixés eux-mêmes par des cônes d'ancrage. On pourra également utiliser la disposition décrite en regard des figu- res 18 et 19 qui offre l'avantage d'une réduction considéra- ble des parties métalliques directement exposées à la oorro- sion.
De toutes façons on procédera à la mise en tension des haubans, de préférence par leur extrémité inférieu- re ce qui permet de prévoir un ancrage à poste fixe sur la virole 82.
L'érection du pylône et la fixation des hau- bans définitifs seront facilitées par l'utilisation d'oeils ou de chapes telles que 26 sur la fig. 17 auxquels on pourra fixer des câbles provisoires. L'armement des pylônes décrits en regard des figures 30 et 31 sera avantageusement réalisé par des potences, du genre de celles qui sont représentées par les figures 20 à 23, On peut également envisager la mise en place d'une charpente métallique voire même d'une charpente en bois pour servir de support aux fils de ligne ou d'antenne, fixés au sommet du pylône.
Les figures 32 à 35 enfin sont relatives à des constructions verticales réticulées qui peuvent également être utilisées aux fins de supports de lignes.
Les f ig. 32 et 33 correspondent à une forme de réalisation particulièrement simple d'un portique de soutène- ment. Des bras comprimés 86 reposent à leur base sur des arti- culations schématisées en 87. Ces bras peuvent être d'une
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seule pièce ou être articulés en tronçons tels que 86a, 86b, 86c, etc. L'extrémité supérieure de chacun des tronçons est fixée par trois cibles formant un trièdre qui lui assure dans l'espace une position définie; l'articulation A par exemple comporte ainsi 3 câbles AB, AC, AD.
Les points C et D, ainsi que leurs homologues qui portent le chiffre de référence 88 sont constitués par des ancrages dans le sol tels que ceux qui sont décrits en regard des figures 25 à 29, Ces câblas sont évidemment tendus et peuvent être réalisés comme il est dit en regard de la figure 6. Les différentes articulations des extrémités terminales des tronçons peuvent être du type décrit en regard des figures 17, 18,19 et 24.
Ces portiques portent à leur partie supérieu- re un système triangulé plan 89 destiné à soutenir la ligne, système qui se trouve contreventé dans la direction perpendi- culaire au plan des figures par la traction des fils de la ligne elle-même.
La fig. 34 représente un portique analogue.
Toutefois sa partie supérieure est couronnée par un système triangulé comportant des barres EG et FH comprimées,- hauban- nées par des ancrages 88a; de leur côté les barres comprimées EJ et FJ sont contreventées par les fils de la ligne.
La fig. 35 enfin est une juxtaposition de deux systèmes du genre de celui qui est montré par la fig.54.
On obtient ainsi au couronnement du portique un quadrilatère KIMN rigide sur lequel il est possible d'accrocher un système réticulé arbitraire susceptible de résister à des efforts ayant une orientation quelconque. Par exemple le système ré- ticulé formé par les barres comprimées ON, OK FN, PK d'une part, QL, OM, RM et RL d'autre part et par une série d'élé- ments tendus correspondants.
Il va de soi que les constructions décrites n'ont été proposées qu'à titre d'exemples et qu'il est possi- ble d'envisager des systèmes réticulés ou articulés beaucoup plus complexes faisant intervenir les éléments de base décrits dans le présent mémoire et qu'on outre dans les éléments de base eux-mêmes et leurs assemblages, il est possible de subs- tituer des équivalents techniques jouant des rôles identiques sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
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