<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux poteaux, tuyaux et objets creux analogues en béton età la fabrication de ces objets.
La présente invention se rapporte au moulage par centri- fugation de poteaux, de tuyaux et autres objets creux équivalents en béton armé et a pour but la fabrication d'objets creux perfec- tionnés, capables de résister à des efforts de flexion considéra- bles.
Conformément à un aspect de l'invention, on pose plu- sieurs fils d'armature dans le moule, on les précontraint préala- blement sous une tension élevée, c'est-à-dire sous une tension semblable à celles convenant à la fabrication de béton précon- traint dans des moules fixes, et on les maintient sous cette tension pendant le moulage par centrifugation du béton et au moins jusqu'à ce que le béton ait suffisamment durci et se soit suffisamment lié auxfils d'armature pour qu'on soit assuré qu'ils resteront sous tension lorsqu'on détend les dispositifs de re- tenue extérieurs, de manière à produire un poteau, un tuyau ou autre objet centrifugé, précontraint, en béton,dans les parois
<Desc/Clms Page number 2>
duquel sont enrobés les fils d'armature sous tension.
On emploie de préférence des fils en acier approprié à haute résistance à la tension, qu'on précontraint jusqu'à une tension de l'ordre de 13 tonnes par cm 2 (85 tonnes par pouce carré).
L'invention comprend également un poteau, un tuyau ou autre objet creux analogue, moulé par centrifugation en béton et dont la paroi est précontrainte par des fils longitudinaux enro- bés et liés, sous une haute tension, dans cette paroi.
Une autre caractéristique de l'invention est un poteau ou objet analogue creux en béton, moulé par centrifugation pré- contraint à des degrés différents de part et d'autre d'un plan médian, par des fils d'armature généralement longitudinaux, enrobés et liés dans le béton, ces fils étant tendus à des degrés différents et/ou ayant des sections différentes et/ou étant en nombres inégaux de part et d'autre de ce plan.
L'invention comprend d'autre part un appareil pour le moulage par centrifugation de poteaux, tuyaux et autres objets creux, en béton armé comportant des dispositifs de retenue des fils, tournant avec le moule et destinés à maintenir plusieurs fils d'armature sous une tension de 6,2 tonnes par cm2 (40 tonnes par pouce carré) ou plus, et de préférence d'environ 10,8 à 13 tonnes par cm2 (70 à 85 tonnes par pouce carré) pendant et après la rotation du moule.
Conformément à une caractéristique de l'invention, les dispositifs de retenue des fils à l'une des extrémités du moule,. sont construits de façon qu'ils permettent de tendre séparément des fils individuels, une paire ou des groupes de fils et de les caler ensuite dans ce dispositf afin de maintenir la tension correcte dans chaque fil., et on a prévu de préférence un moyen de relâcher la tension des fils pendant qu'ils sont maintenus dans le dispositif de retenue.
Le moule lui-même est de préférence utilisé pour trans-
<Desc/Clms Page number 3>
mettre les forces de réaction résultantes, entre ses deux extré- mités, et à cette fin on peut augmenter sa rigidité et sa résis- tance par des nervures longitudinales qu'on peut renforcer mu- tuellement par des âmes transversales. On peut renforcer les ex- trémités du moule par des âmes ou par d'autres moyens, afin qu'elles résistent aux charges qui leur sont imposées par l'opéra- tion de mise sous tension initiale.
Les fils d'armature peuvent par exemple avoir un diamètre d'environ 0,5cm (0. 2 pouce.), ils sont de préférence précontreints jusqu'à 11.8 à 13 tonnes par cm2 (70 à 85 tonnes par pouce carré) et on peut les tendre initialement par un tendeur portant contre le moule ou contre ses plaques extrêmes, soit pour tendre tous les fils simultanément, soit pour les tendre individuellement ou par groupes. On tend de préférence'chaque fil ou groupe de fils indé- pendam.ment des autres fils ou groupes de fils, de façon à obtenir une tension uniforme de tous les fils, ou une tension différente quelconque désirée des différents fils ou groupes de fils, pour donner au poteau ou tuyau à obtenir les caractéristiques désirées.
C'est a.insi que dans la fabrication de pylones pour fils de trolley-bus ou poteaux semblables qui sont normalement soumis à un effort de flexion unilatéral, les fils placés du côté ex- térieur de la courbe de tension, sont plus tendus que ceux placés du côté opposé; lorsqu'onrelâche le moyen externe de maintenir la tension des fils, le poteau assumera, dans ce cas, une forme recourbée vers l'extérieur, de façon que l'effort, une fois appliqué, tendra à redresser le poteau.
Afin d'obtenir le même résultat d'une autre façon, on peut aussi employer des fils d'arméture plus nombreux et/ou plus épais du côté extérieur que du côté intérieur de la courbe de tension, tout en soumettant initialement tous les fils à la même tension.
Les fils d'armature peuvent par exemple être fixés, à
<Desc/Clms Page number 4>
une extrémité, à la plaque extrême du moule ou à une pièce ou plaque de fixation portée par celui-ci, les fils étant ancrés à la plaque extrême du moule ou à la pièce de fixation par l'in- troduction de cales ou coins dans le trou de la plaque ou pièce par lequel passent les fils, ou de toute autre manière appropriée. A l'extrémité opposée.du moule, les fils passent dans des trous pratiqués dans la plaque extrême du moule ou dans une pièce ou plaque de tension supportée par celui-ci.
Les fils peuvent être immobilisés dans cette plaque de tension qu'on écarte dans la suite de la plaque extrême du moule, par exemple, au moyen de boulons ou l'équivalent vissés dans des trous dans la plaque de tension et portant contre la plaque extfême du moule, de sorte que tous les fils peuvent être tendus simultanément. Il est cependant préférable que chaque fil soit tendu individuellement ou par groupes, au moyen d'un tendeur mobile tel un vérin de calage ou un piston hydraulique, les fils étant ancrés séparément dans la plaque extrême du moule ou dans la plaque de tension, par des coins ou autres moyens appropriés, après avoir été tendus au point voulu, ce qui peut s'indiquer sur un indicateur ou un appareil de mesure approprié.
Une fois les fils tendus, on peut introduire le mélange de béton dans le moule, qu'on fait ensuite tourner pour former le. poteau ou tuyau dans lequel les fils d'armature précontraints sont enrobés et liés. Par suite de la centrifugation, le béton est fortement tassé et fermement lié aux fils d'armature. Lorsque le béton est suffisamment durci, et, si on le désire, cuit à la vapeur de la façon bien connue, on peut dégager les extrémités des fils des plaques extrêmes du moule ou des plaques de fixation et de tension, et enlever le poteau ou le tuyau du moule.
Afin de permettre une compréhension plus aisée de l'in- vention, celle-ci est représentée à titre d'exemple aux dessins annexés.
Fig. 1 est une élévation en coupe axiale d'un moule
<Desc/Clms Page number 5>
de centrifugation, construit conformément à l'invention.
Fig. 2 est une élévation semblable des deux parties extrêmes dessinées à une plus grande échelle.
Fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne III- III sur la fig. 1.
Big. 4 est une vue de dessus d'un dispositif pour sup- porter et actionner les moules.
Fig. 5 est une élévation en coupe suivant la ligne V-V sur la fig. 4.
Figs. 6 et 7 sont des coupes transversales de deux poteaux de section circulaire, moulés par centrifugation.
D'après les figs. 1 à 4, le moule servant au moulage par centrifugation d'un poteau creux, comprend une coquille di- visée dans le sens de sa longueur, dont les deux parties compo- santes 1, 2, sont maintenues ensemble par des boulons 3 passant dans un rebord longitudinal 4 à chacune des parties 1 et 2. A chacune de ses extrémités, la coquille est pourvue d'une plaque extrême respectivement désignée par 5 et 6, boulonnée à des re- bords 7, 8 aux deux extrémités de la coquille, chacun de ces re- bords étant divisé en deux, chaque moitié étant soudée à une des parties 1,2.
Chacune des plaques extrêmes 5 et 6 présente une ouverture centrale 9, 10, l'ouverture 9 dans la plaque 5 étant filetée pour permettre la fixation d'un entonnoir de remplissage 5a, à la plaque 5, afin de faciliter l'introduction du béton par l'ouverture 9, tandis qu'un tampon 11 permet de boucher l'ouver- ture 10 lors du remplissage du moule d'une manière bien connue dans le.moulage par centrifugation, un autre tampon 11a pouvant être introduit dans l'ouverture 9 après l'introduction du béton nécessaire. L'extrémité de chaque tampon comporte un goujon fileté llb recevant un écrou 11c du côté extérieur des plaques 29a 30a et facilitant également le retrait des tampons.
Chacune des plaques extrêmes 5, 6 présente en plus un certain nombre d'alésages
<Desc/Clms Page number 6>
axiaux 12, par exemple douze alésages disposés en cercle à une distance convenable de la paroi intérieure de la coquille 1, 2, pour le passage des fils d'armature 13. Des douilles ou manchons 14 équipés de coins 15 ou', autres organes pourempêcher les fils 13 de se déplacer longitudinalement, sont montés sur/ou s'appuyent contre la face extérieure de la plaque extrême 5 à l'extrémité de remplissage du moule.
Une troisième plaque 16, appelée dans la suite plaque de tension, et qui présente une ouverture centrale.17 et des alésages axiaux 18 alignés sur les alésages 12 de la plaque extrême 6, est maintenue à distance de la plaque extrême 6, par quatre boulons de butée 19 dont les filets se vissent dans des douilles trempées 19a serties dans la plaque 16, tandis que leurs extrémités agissent sur des têtes de butée 21 et peuvent être retenues dans celles-ci par un assemblage à rainure et goujon.
Des douilles 14 coopèrent avec la surface extérieure de la plaque de tension 16.
Après avoir introduit les fils 13 et les avoir fixés par une de leurs extrémités au moyen des douilles d'ancrage 14, comme c'est indiqué, on exerce une tension déterminée sur chaque fil soit individuellement, soit par paires ou par groupes,'au moyen d'un vérin convenable agissant sur l'autre extrémité du fil, et pour rendre cette tension dans chaque fil définitive, on immobio- lise celui-ci dans sa douille 14; les boulons 19 servent à relâcher finalement la tension extérieure agissant sur les fils 13, après quoi on peut aisément enlever les coins 15.
Afin de permettre à un moule relativement léger de transmettre la force considérable, requise, pour tendre les fils 13 de l'une à l'autre des plaques extrêmes, 5, 6, des nervures de renforcement longitudinales et radiales 20 sont soudées à la partie de coquille 2, ces nervures étant encore renforcées par des âmes transversales 21, convenablement espacées le long de la coquille 1, 2. Deux rebords divisés 23, disposés coaxialement sur la cavité
<Desc/Clms Page number 7>
du moule, sont également soudés aux nervures 20 qui, à cette fin, ont été élargies en deux points espacés.
Deux jantes 24, chacune équipée à une extrémité d'un rebord radial faisant saillie vers l'extérieur 25 et d'un rebord de fixation intérieur 26, sont fixées par ce dernier aux rebords 23, après assemblage du moule.
Celui-ci est complété par des manchons protecteurs à rebords 27 et 28, fixés respectivement aux bords extérieurs des plaques ex- trêmes 5 et 6 et fermés à leurs extrémité extérieures par des plaques 29, 29a et 30, 30a qu'on peut détacher pour donner accès aux douilles 14., aux boulons 19 et aux tampons 11 et 11a.
Les Figs. 5 et 6 représentent un exemple d'un dispo- sitif pour supporter et faire tourner les moules remplis.
Un bâti de support pour le moule comprend des poutres parallèles longitudinales 31, séparées par une distance légèrement supérieure au diamètre extérieur des rebords 24 et 25 et deux roues de suppor 32 sont montées au-dessus de l'axe de chaque poutre, sur deux arbres 33 tournant dans des supports de fusée 34, de façon qu'on dispose de deux roues, une au-dessus de chaque poutre 31, pour supporter chaque jante 24 du moule. Une poulie 35 est fixée sur un des arbres 33 et actionnée par une courroie 39 à partir d'une poulie 36 montée sur l'arbre d'un moteur électrique 37 lui- même monté sur le châssis, un organe approprié 38 étant prévu pour régler la tension de la courroir de transmission 39. Comme c'est indiqué sur la fig. 6 on peut répéter cet arrangement de façon à pouvoir actionner deux ou plusieurs moules à la fois.
Dans ce cas, les roues 32 sur une poutre 31, servent de préférence à supporter les jantes 24 de deux moules adjacents, comme c'est montré, le second moule étant actionné par friction à partir de ces roues, celles-ci étant à leur tour actionnées par friction à partir du premier moule qui est lui-même actionné par friction à partir des roues 32, montées sur le même arbre que la poulie 35.
Afin de fabriquer un poteau ou objet équivalent creux, en béton armé, moulé par centrifugation, on introduit le nombre
<Desc/Clms Page number 8>
requis de fils 13 en acier à haute résistance à la tension et on les ancre, après assemblage du moule, dans les douilles 14 à l'extra mité de remplissage, tandis qu'on les laisse libres dans les douil- les 14, près de la plaque de tension 16 à l'autre extrémité. On sai sit ensuite successivement l'extrémité libre de chaque fil au moyen d'un vérin hydraulique, afin d'appliquer au fil une tension déter- minée d'environ 10,8 tonnes par cm2 (70 tonnes par pouce carré) ou plus, chaque fil étant ancré dans sa seconde douille avant la détente du vérin.
Le tampon 11 étant en position, on verse alors, pat l'entonnoir 5a, la quantité requise de béton, dans le moule, l'axe de celui-ci étant de préférence incliné, après quoi on dépose le moule et on le place avec ses jantes 24 sur les roues 32. On peut aussi maintenir le moule horizontal et introduire le béton au moyen d'une pompe, le tampon 11a étant introduit dans l'ouver- ture 9 de la plaque 5, une fois le remplissage terminé dans l'un ou l'autre cas.
Le moule est maintenant. prêt à être centrifugé pour effectuer le moulage par centrifugation du béton, après quoi on laisse le béton dans le moule et on maintient les fils sous tension, au moyen des douilles 14, jusqu'à ce que le béton ait suffisamment durci et se soit suffisamment lié aux fils pour assurer que la tension des fils soit utilisée pour éta- blir une précontrainte permanente dans le béton, lorsqu'on relâche 3'ancrage extérieur des fils.
On détend alors les fils en desserrant les boulons 19 et on enlève les douilles 14, l'objet pouvant maintenant être enlevé du moule.
Lorsque le poteau ou autre objet est destiné à un usage général, les fils sont de préférence distribués de faon uni- forme sur la circonférence de la section droite, en substance comme c'est représenté sur la fig. S, sur laquelle on aperçoit douze fils 13, tous tendus de façon uniforme.
A titre d'exemple, un poteau moulé par centrifugation, d'une longueur de 518 cm (17 pieds) et ayant un diamètre de 17,8cm @
<Desc/Clms Page number 9>
(7 pouces) à une extrémité et de 14 cm. (5,5 pouces) à l'autre extrémité, ainsi qu'un noyau creux cylindrique ayant un dia- mètre de 7,6 cm (3 pouces), peuvent renfermer 16 fils en acier à haute résistance à la tension, présentant une résistance à la tension de 15,5 à 21,7 tonnes par cm2 (100 à 140 tonnes par pouce carré et ayant un diamètre de 0. 5 cm (0.2 pouce:), aménagés à une distance de 1,6 cm (5/8 de pouce) de la surface extérieure, une tension initiale de 2,2 tonnes étant appliqués à chaque fil.
Dans d'autres cas cependant, les fils d'armature peuvent être tendus-non-uniformément et/ou disposés de manière non-uni- forme dans le béton, de façon à produire, dans le béton, une tensio plus élevée d'un côté de la courbe de tension que de l'autre côté.
Fig. 7 est une coupe dans un poteau renfermant cinq fils d'arma- ture d'un côté du tuyau, et trois fils de l'autre côté. Ces poteaux précontraints de façon asymétrique, conviennent spécialement comme poteaux de suspension de lignes de trolley-bus, comme poteaux terminaux ou comme poteaux d'angle, placés là où les câbles de suspension ou autres charges changent de direction, le poteau étant dressé de manière qu'il soit normalement surtendu dans la direction opposée à la charge qui sera appliquée de manière que, lorsque le poteau dressé est mis en usage, la charge ne le fera pas plier.
Afin d'accélérer le durcissement du poteau et de per- mettre ainsi de démonter et de remployer plus fréquemment le moule, les plaques extrêmes du moule sont de préférence aménagées de manière à enfermer complètement le moule, et comportent un moyen permettant de raccorder un.tuyau de vapeur permettant d'amener de la vapeur sous pression vers le moule, dès que l'opération de centrifugation est terminée et que l'excès d'eau s'est écoulé, le béton étant cuit à la vapeur sous une pression et à une température appropriées à l'obtention en une ou deux heures après la centrifugation d'un béton présentant la résistance né- cessaire pour permettre 1' enlèvement du moule.
En raccordant
<Desc/Clms Page number 10>
le tuyau de vapeur dans l'axe du moule et en intercalant un raccord rotatif approprié, entre le tuyau et le moule, on peut même amener la vapeur au moule pendant la centrifugation, cequientraine une cuisson encore plus rapide du béton et raccourcit le laps de temps s'écoulant avant qu'on puisse employer à nouveau le moule. Les plaques extrêmes du moule peuvent comporter des ouvertures d'égout- tage pour l'écoulement de l'eau excédante, extraite du béton, lors de la centrifugation et/ou produite par condensation de la vapeur.
On peut modifier l'invention sous différents rapports.
Suivant une modification, la mise sous tension des fils peut s'effectuer en construisant le moule sous forme de deux ou plusieurs parties coulissantes ou télescopiques qu'on écarte lorsque les extrémités des fils d'une longueur déterminée ont été attachées aux plaques extrêmes du moule ou aux plaques de tension fixées sur celles-ci, de façon que l'allongement du moule donne aux fils la tension désirée. Les joints télescopiques entre les parties de moule peuvent être rendus étannhes au moyen de couronnes de galets ou d'autres moyens et, si c'est nécessaire, le moule est rendu rigide à l'endroit des joints, et calé par des goujons ou uoyens équivalents, pour conserver l'allongement du moule et des fils étirés après enlèvement des vérins hydrauliques ou autres appareils employés pour étirer les fils et allonger le moule.
L'al- longement du moule et/ou la détente des fils peut aussi s'effec- tuer à l'aide de visoùdeboulons qui pénètrent entre des parties fixes de tronçons de moule adjacents , et conservent leur position de maintien de la tension pendant la centrifugation.
Avec un moule télescopique on peut faire usage d'une pression de fluide pour tendre les fils. Dans ce cas, lorsque les fils ont été placés dans le moule et ancrés par rapport aux deux pièces extrêmes du moule télescopique, et après qu'on ait bouché pratiquement toutes les ouvertures par où du fluide pourrait s'échapper, on introduit une pression fluide à l'intérieur du
<Desc/Clms Page number 11>
moule de façon à écarter de force ses deux pièces extrêmes, les parties du moule étant ensuite calées dans leurs positions rela- tives pour conserver la tension des fils, la pression de fluide interne étant alors relâchée.
Suivant une autre modification, on fait usage, pour tendre les fils d'armature, des efforts centrifuges produits par la centrifugation du moule.
On peut rendre l'une des extrémités du fil fixe tandis qu'on accroche l'autre extrémité au bras d'un levier coudé dont l'autre bras est lesté pour jouer le rôle de poids régu- lateur centrifuge s'écartant vers l'extérieur et tendant les fils lorsque le moule est centrifugé. Pour caler les leviers coudés dans les positions qu'ils assument lors de la centrifugation, on peut prévoir un encliquetage à rochet, de façon que la tension des fils soit maintenue, lorsque la centrifugation est terminée et le moule arrêté. En réglant convenablement les poids employés ou l'action de levier appliquée aux fils ou aux groupes de fils tendus par les différents leviers coudés, on peut réaliser la non-uniformité ou l'uniformité désirée de la tension des fils.
Suivant une autre modification de l'invention on peut prévoir un dispositif de retenue indépendant du moule, auquel on fixe les plaques de tension ou de fixation (ou les plaques extrêmes du moule), après que le poteau ou le tuyau en béton ait été moulé par centrifugation et se soit affermi suffisamment, mais avant qu'il ait durci, le moule lui-même pouvant être ainsi enlevé de l'objet moulé et employé à nouveau avant que le béton ait suffi- samment durci pour se lier aux fils. Le dispositif de retenue tient les plaques de tension séparées pour conserver la tension dans les fils, jusqu'à ce qu'une résistance à la compression ap- propriée se soit développée dans le béton pour que celui-ci puisse supporter la tension de précontrainte des fils.
Le dispositif de retenue et l'objet moulé peuvent être introduits dans une cham- bre de cuisson à la vapeur.
<Desc/Clms Page number 12>
Une autre façon de libérer le moule en vue d'un réemploi peu de temps après la centrifugation du poteau ou tuyau, consiste à fixer les plaques de tension et de fixation aux extrémités d'un organe en forme de tige se dirigeant à travers l'ouverture ou vide dans le poteau ou tuyau. Cet organe en forme de tige peut par exemple être tubulaire et présenter des ouver- tures appropriées, livrant passage au béton, ainsi qu'un épaulement portant contre une des plaques extrêmes du moule 5, 6. La charge des fils d'armature tendus est supportée par cet organe central en forme de tige, de sorte que peu après la cessation de la centri- fugation, on peut enlever la coquille du moule et l'employer à nouveau.
Dans une autre modification les fils d'armature ne sont plus ancrés contre le moule, mais sont fixés par des coins ou autres moyens appropriés à des bagues montées pour tourner libre- ment dans des paliers extérieurs. Le palier à l'une des extré- mités est fixé à une butée externe pour empêcher tout déplacement axial, tandis que le palier à l'autre extrémité est capable de se déplacer axialement par rapport à une autre butée fixe pour tendre et/ou détendre les fils.
La mise sous tension se fait de préférence au moyen d'un tendeur mobile tel un vérin hydraulique agissant sur le palier mobile, qu'on fixe ensuite par rapport à la butée fixe par des boulons semblables aux boulons 19 sur la fig. ou encore le palier mobile est d'abord fixé de cette façon, après quoi on tend les fils individuels ou des groupes de fils, en substar ce de la manière décrite avec référence à la fig. 1. Le tendeur mobile peut être transporté sur des rails de façon qu'on puisse aisément le déplacer pour tendre les fils d'armature dans n'importe quel moule.
Afin d'assurer un espacement correct, des fils d'ar- mature dans la paroi du poteau ou du tuyau en cours de moulage, on peut placer des petits blocs,de béton, ayant de préférence la
<Desc/Clms Page number 13>
forme de courts cylindres, en des points espacés le long des fils, avec leur périphérie externe encontact avec la paroi intérieure démoule, de façon que, lors de centrifugation, les fils soient maintenus dans leur position correcte dans l'épaisseur de l'objet moulé. On peut aussi munir la surface intérieure du moule, de supports faisant saillie vers l'intérieur, sur les sommets desquels viennent se poser les fils.
Les poteaux et tuyaux fabriqués par les procédés suivant la présente invention peuvent être cylindriques ou coniques et être circulaires, polygonaux ou prendre n'importe quelle autre forme externe désirée.
Au lieu d'employer les roues 32 comme commande à fric- tion des moules, on peut prévoir des galets de commande à friction, séparés, actionnés par moteur, destinés à attaquer le corps du moule, par des courroies de transmission, et ces galets de friction, ainsi que le moteur et les tendeurs de courroie peuvent être montés sur une plate-forme mobile sur des rails le long d'une rangée de moules.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de fabrication d'un poteau, tuyau ou autre objei creux analogue, en béton armé moulé par centrifugation, caracté- risé en ce que plusieurs fils d'armature sont placés dans le moule, précontraints sous une tension élevée et maintenus sous cette tension pendant le moulage par centrifugation du béton, et cela au moins jusqu'à ce que le béton soit suffisamment durci et lié aux fils de renforcement pour qu'on soit assuré que ceux-ci res- teront sous tension lorsqu'on détend les dispositifs de retenue extérieurs.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.