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PROCEDE ET DISPOSITIF-POUR LA MISE SOUS TENSION PREALABLE ET L'ANCRAGE D=
ARMATURES DE CONSTRUCTIONS PORTANTES*
La présente invention se rapporte à un procédé et à un disposi- tif pour la mise sous tension et l'ancrage d'armature de constructions por- tantes.
De telles armatures mises sous tension en fils d'aciers de haute qualité sont employées surtout pour la fabrication de constructions précon- traintes en béton,
On connaît aujourd'hui principalement deux procédés et dispositifs correspondants pour la préparation d'armatures à mise sous tension avec-ancra- ge final. Dans le premier procédé, les divers fils ou brins de l'armature (câble) suivent aux extrémités les bords d'une ouverture (conique) de la cons- truction précontrainte. Au moyen d'un dispositif spécial, au pourtour duquel les fils doivent être fixés, au moyen de coins,les fils sont tendus, après quoi on force dans la dite ouverture au moins un corps (par exemple un cône) de telle sorte qu'il se produise un frottement suffisant pour empêcher un glis- sement des fils.
Un inconvénient de ce procédé consiste en ce qu'on n'est pas sur qu'après ancrage tous les fils seront tendus au même degré, c'est-à-dire qu'on peut se demander si l'ancrage simultané de plus de deux fils (en règle géné- rale on a de 8 à 20 fils et davantage) au moyen d'un effet de coins mérite confiance ou si l'un ou l'autre fil ne glissera pas, ce qu'on,-peut imaginer sans plus. Un autre inconvénient du procédé décrit est qu'il n'est pratique- ment pas possible de contrôler l'ancrage et la tension réelle des fils. En outre., le dispositif de mise sous tension est relativement lourd et compliqué.
Dans le deuxième procédé, les divers fils de l'armature (une uni- té d'armature consiste dans ce cas en plusieurs fils qui s'étendent parallè- "lement l'un à l'autre à une certaine distance l'un de l'autre, suivant un agen-
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cement rectangulaire par exemple à 4 x 8 = 32 fils) traversent à leurs extré- mités par paires,les ouvertures rectangulaires d'un dispositif d'ancrage en acier. Au moyen d'un dispositif spécial les fils sont tendus par paire l'un après l'autre et sont ancrés par paires dans la section d'un coin rectangulai- re en acier, par effet de coingage.
Les inconvénients de ce procédé sont surtout d'ordre économique, du fait que l'ancrage en bout employé est relativement cher. En outre, la mise sous tension par paire des fils nécessite un grand emploi de temps. Il est connu aussi de pourvoir des fils isolés ou des torons isolés d'une enve- loppe ou douille qui est par enfilage réunie au fil ou au toron d'une maniè- re qui résiste à la traction. Cette douille de traction est reliée à un dis- positif de mise sous tension et les fils sont de cette façon mis sous tension.
L'inconvénient de cette méthode consiste toutefois d'abord dans le prix élevé des douilles de traction, ensuite on ne peut fixer aux douilles que de petit s torons de sorte que la force maxima par câble s'élève au plus à 30-40 t.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention évite les dé- fauts techniques et économiques évoqués et se caractérise en ce que les fils à mettre sous tension sont ancrés à leur extrémité chaque fois à un corps d'an- crage commun. Un fil isolé ou plusieurs des fils à ancrer sont amenés à pas- ser par le trou d'un corps d'ancrage cylindrique et sont ancrés à ce corps d'ancrage par refoulement d'une tête. A l'aide d'un dispositif de traction qui saisit le corps d'ancrage,les fils sont mis sous tension, après quoi le corps d'ancrage est amené à prendre appui sur la construction portante.
Ce mode d'ancrage est, relativement à tous les autres, genres connus, plus économique,car on peut le réaliser avec des moyens simples.
Les corps d'ancrage cylindriques peuvent être fabriqués à bon compte sur des torons automatiques ou par coulée, éventuellement par pressage, tandis que le refoulement des têtes d'ancrage peut se faire de manière simple.au moyen d'un dispositif développé par les inventeurs.
Un autre avantage économique est l'emploi de câbles qui consis- tent en câbles constitués de faisceaux parallèles, que l'on peut fabriquer de manière simple.
Le procédé permet en outre d'arriver à une capacité d'adaptation maxima à de petites et à de grandes fqrces de tension. Par l'assemblage d'un- nombre quelconque de fils dans une tête d'ancrage on peut aller jusqu'aux plus grandes forces de mise sous tension, c'est-à-dire jusqu'à plusieurs milliers de tonnes.
En outre on a la possibilité d'un réglage graduel de la tension ainsi que d'un contrôle à tout instant de la force de tension, par un nouveau raccordement'du vérin dans les têtes d'ancrage. On a aussi la possibilité de mettre sous tension en même temps la totalité du câble jusqu'aux plus gran- des forces de tension, et aussi de dépasser les forces de tension admissibles et ainsi de mettre à l'épreuve la résistance du câble.
Suivant ce procédé, on peut obtenir un ancrage techniquement sur, du fait qu'il ne repose pas sur des forces de frottement ou de serrage.
Dans les deux procédés comme évoqués au début les fils sont d'a- bord ancrés par rapport au dispositif de mise sous tension et après la mise sous tension, on fait un second ancrage qui prend appui sur le béton. Si ce deuxième ancrage cédé partiellement, il est difficile d'y remédier. Dans le procédé suivant l'invention on n'emploie au contraire qu'un seul ancrage et le mode de travail de cet ancrage peut être contrôlé exactement au cours de la mise sous tension. Par une tension au delà de la normale on peut é- ventuellement éprouver la sécurité de l'ancrage.
En raison de la possibilité de mettre sous tension le câble dans son entièreté, et par les deux bouts, et aussi de dépasser la force de tension prévue, on peut exclure complètement ou réduire considérablement, par une mi- se sous tension simultanée ou alternée, la perte de tension par suite de frot- tement.
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Les manipulations sur chantier sont très simples, et réduites à un minimum.
Il n'y a pas de fils qui dépassent, de sorte qu'il y a moins de chutes de fils. Tous les fils sont tendus uniformément. Ceci donne un tra- vail de mise sous tension sûr.
Les instrumentde mise sous tension sont en outre simples et lé- gers. Le dispositif formant également objet de l'invention, pour la réalisa- tion du dit procédé consiste en un vérin avec ouverture axiale le traversant de bout en bout que traverse une tige de traction-qui est fixée à une extré- mité à un corps d'ancrage à conformation cylindrique et qui s'appuie à l'au- tre extrémité à la tête du vérin.
Plusieurs exemples de forme d'exécution d'un dispositif suivant l'invention pour l'exécution du procédé suivant l'invention sont montrés aux dessins ci-annexés dans lesquels : - Figure 1 montre l'armature et le dispositif de mise sous ten- sion en coupe longitudinale.
- Figures 2 et 3 sont des coupes suivant les lignes II-II et III- III de la figure 1.
- Figure 4 montre à plus grande échelle une coupe longitudinale dans le corps d'ancrage, la tige de traction, l'écrou d'appui et la construc- tion d'appui..
- Figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4.
- Figure 6 est une coupe longitudinale dans l'armature mise sous- tension et anqrée à la,construction au moyen du corps 'd'ancrage et de l'écrou d'appui.
- Figure 7 est une coupe longitudinale dans l'armature tendue, sans emploi d'un écrou d'appui.
- Figure 8 montre la forme de l'exécution la plus simple du pro- cédé suivant l'invention.
- figures 9 à 12 montrent d'autres exemples pour des modes d'exé- cution de la tête d'ancrage suivant les' idées de l'invention..
Suivant le mode d'exécution représenté à la figure 1, le disposi- tif de mise sous tension comprend un vérin 1 à piston hydraulique 2, pompe 3 et manomètre 4. Le piston possède une ouverture axiale 6 le traversant de bout ;en bout, dans lequel passe une tige de traction 6. La tige de traction est, à la gauche de la figure, fixée à un corps d'ancrage 7 cylindrique pour- vu d'un filet extérieur et appuyé à l'extrémité de droite sur le vérin, au moyen de l'écrou 8. Au pied du vérin 1 est intercalée la construction d'ap- pui 9, qui s'appuie sur une plaque de base 10.
Le procédé pour la mise sous tension et l'ancrage de l'armature est le suivait (voir figure 1); les fils 13 qui passent dans une enveloppe 11, 12 sont ancrés à leur extrémité de la manière déjà décrite, à un-corps d'ancrage commun 70
L'armature terminée (câble) comprenant un certain nombre de fils 13, la douille 11, 12, le corps d'ancrage 7 (aux deux bouts) est noyée dans la'construction portante (par exemple un pont en béton).
Pour mettre l'ar- mature sous tension, on fixe d'abord au corps d'ancrage 7 la tige de trac- tion 6, (par exemple par vissage) ensuite on met en place par exemple un écrou d'appui 16, la construction d'appui 9 et le vérin 1 (à ouverture axiale). En= fin on adapte encore l'écrou 8 à la tige de traction 6 et on le déplace jus- qu'à l'extrémité de piston 2' du vérin.
On peut alors faire.commencer le travailde mise sous tension; on met en service la pompe 3 du vérin-1. au moyen du bras 15, ce qui fait que le piston 2 tire vers l'extérieur la tige de traction 6 et le corps d'an- crage 7 (voir figure 1, à droite). De ce fait, les fils 13 sont tendus,
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Pour ancrer l'armature;, on déplace l'écrou d'appui 16 qui est vis- sé sur le filet extérieur du corps d'ancrage 7, jusque-contre la plaque de' base 10. La rotation et le déplacement de l'écrou se font alors par la fe- ngtre 9' de la construction d'appui 9.
A présent, la tige de traction;, le vérin et la construction d'ap- pui peuvent être enlevés, comme montré à la figure 6, et l'armature est ten- due définitivemento On procède 'encore au bourrage de mortier de ciment ou d'un autre produit dans l'espace creux 17 entre l'enveloppe 11, 12 et les fils
13.
Dans l'ancrage des fils avec de petites têtes 14 dans le corps d'ancrage 7, ce dernier est fait relativement court et alors - pour un grand déplacement pendant la mise sous tension - l'écrou d'appui,, comme on peut le voir sur la figure 4, n'est vissé sur le corps d'ancrage que lorsque celui- ci dépasse de la construction portante.
On notera encore la possibilité d'ancrer l'armature dans la cons- truction sans employer d'écrou d'appui 16 (voir figure 7).
Ceci se fait en ce que le corps d'ancrage 7' qui n'a pas de filet extérieur est maintenu provisoirement dans sa position finale (par exemple par ancrage en deux parties de la tige de traction) jusqu'à ce que le mortier bourré dans l'espace creux 17 ait durci.
Le nombre des fils d'ancrage peut être quelconque par exemple ' on peut n'avoir qu'un fil. Un fil d'acier 13 est enfoncé dans un corps d'ancra- ge cylindrique pourvu d'un alésage et est pourvu d'une tête refoulée 14. Lors- que le fil d'acier est assez tendu, la tête d'ancrage se trouve à la distance d.de l'extrémité de l'objet 18 à mettre sous tensiono En serrant la vis 16 de la figure 9 ou par l'introduction d'un plateau de soutien 19 (figure-10) '. il est maintenu à la distance convenable. Si l'on emploie plusieurs fils, on fait usage de l'agencement montré par exemple à la figure 1, dans lequel l'armature et le dispositif de mise sous tension sont représentés en coupe longitudinale et en élévation.
On peut mettre sous tension simultanément par les deux bouts ce qui est très important pour diminuer les pertes par frottement. Le présent procédé et le dispositif pour la fabrication d'armatures tendues se earaeté- rise par les autres avantages importants suivants -. l'armature peut être li- vrée sur le chantier ,comme un élément fini, comprenant les filsl'enveloppe flexible et les corps d'ancrage, le tout pouvant être éprouvé dans l'ouvrage .
Il est toujours parfaitement possible de vérifier ou de modifier la tension.
(à supposer bien entendu, qu'on n'a pas encore bourré de mortier dans l'enve- loppe de l'armature).
REVENDICATIONS.
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1. -Procédé de mise sous tension et d'ancrage d'armatures de constructions portantes, caractérisé en ce que le fil à mettre sous tension est amené à passer par une ouverture d'un corps d'ancrage cylindrique et'est ancré relativement à celui-ci par refoulement d'une tête, après quoi le corps d'ancrage est à son tour saisi par un dispositif de traction et est appuyé sur la construction portante après que la mise sous tension soit terminée.
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PROCEDURE AND DEVICE FOR PRELIMINARY POWERING AND ANCHORING D =
BEARING CONSTRUCTION REINFORCEMENTS *
The present invention relates to a method and a device for tensioning and anchoring the reinforcement of load-bearing constructions.
Such reinforcements put under tension in high quality steel wires are used especially for the manufacture of precast concrete constructions,
Two methods and corresponding devices are mainly known today for the preparation of tensioning reinforcements with final anchoring. In the first method, the various wires or strands of the reinforcement (cable) follow at the ends the edges of an opening (conical) in the prestressed construction. By means of a special device, around which the threads are to be fixed, by means of wedges, the threads are stretched, after which at least one body (for example a cone) is forced into said opening so that sufficient friction occurs to prevent slipping of the threads.
A disadvantage of this process consists in that we are not sure that after anchoring all the wires will be stretched to the same degree, that is to say that we can wonder whether the simultaneous anchoring of more than two threads (as a general rule there are 8 to 20 threads and more) by means of a wedge effect deserves confidence or if one or the other thread will not slip, which one, - can imagine nothing more. Another disadvantage of the method described is that it is practically not possible to control the anchoring and the actual tension of the threads. In addition, the tensioning device is relatively heavy and complicated.
In the second method, the various yarns of the reinforcement (a unit of reinforcement in this case consists of several yarns which run parallel to each other at a certain distance from each other. the other, following an
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rectangular cement for example with 4 x 8 = 32 wires) pass through at their ends in pairs, the rectangular openings of a steel anchoring device. By means of a special device the wires are stretched in pairs one after the other and are anchored in pairs in the section of a rectangular steel wedge, by quince effect.
The disadvantages of this process are above all of an economic nature, owing to the fact that the end anchoring employed is relatively expensive. In addition, powering up the wires in pairs is very time consuming. It is also known to provide insulated wires or insulated strands with a casing or sleeve which is by threading joined to the wire or the strand in a manner which resists traction. This traction socket is connected to a tensioning device and the wires are in this way tensioned.
The disadvantage of this method, however, is first of all the high cost of the tension bushings, then only small strands can be attached to the bushings so that the maximum cable force amounts to 30-40 t at most. .
The method forming the subject of the present invention avoids the technical and economic faults mentioned and is characterized in that the wires to be put under tension are anchored at their end each time to a common anchoring body. An insulated wire or more of the wires to be anchored are brought to pass through the hole of a cylindrical anchoring body and are anchored to this anchoring body by pushing back a head. By means of a pulling device which grips the anchor body, the wires are put under tension, after which the anchor body is brought to bear on the supporting structure.
This method of anchoring is, relative to all the other known types, more economical, because it can be achieved with simple means.
The cylindrical anchor bodies can be manufactured inexpensively on automatic strands or by casting, possibly by pressing, while the upsetting of the anchor heads can be done in a simple manner. By means of a device developed by the inventors. .
Another economic advantage is the use of cables which consist of cables consisting of parallel bundles, which can be manufactured in a simple manner.
The method further achieves maximum adaptability to small and large voltage loads. By assembling any number of wires in an anchor head, it is possible to achieve the greatest tensioning forces, that is to say up to several thousand tons.
In addition there is the possibility of a gradual adjustment of the tension as well as of a control at any moment of the tension force, by a new connection of the jack in the anchoring heads. It is also possible to tension the entire cable at the same time up to the greatest tensile forces, and also to exceed the permissible tensile forces and thus to test the resistance of the cable.
According to this method, a technically secure anchoring can be obtained, since it does not rely on frictional or clamping forces.
In both processes, as mentioned at the start, the wires are first anchored in relation to the tensioning device and after the tensioning, a second anchoring is made which rests on the concrete. If this second anchor partially yielded, it is difficult to remedy it. In the process according to the invention, on the contrary, only one anchoring is used and the working mode of this anchoring can be controlled exactly during the energization. By a tension beyond the normal one can possibly test the security of the anchorage.
Due to the possibility of tensioning the entire cable, and at both ends, and also of exceeding the expected tension force, it is possible to completely exclude or considerably reduce, by switching on simultaneous or alternating tension, loss of tension as a result of friction.
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Manipulations on site are very simple, and reduced to a minimum.
There are no protruding threads, so there is less thread scraps. All the threads are stretched evenly. This gives a safe power-up job.
Power-up instruments are also simple and lightweight. The device also forming the object of the invention, for carrying out the said method, consists of a jack with axial opening passing through it from end to end through which a traction rod passes through which is fixed at one end to a body of the invention. Anchor which is cylindrical in shape and which rests at the other end against the cylinder head.
Several exemplary embodiments of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention are shown in the appended drawings in which: FIG. 1 shows the armature and the tensioning device. Zion in longitudinal section.
- Figures 2 and 3 are sections along lines II-II and III-III of Figure 1.
- Figure 4 shows on a larger scale a longitudinal section through the anchor body, the draw rod, the bearing nut and the bearing construction.
- Figure 5 is a section along the line V-V of Figure 4.
- Figure 6 is a longitudinal section through the frame under tension and anchored to the construction by means of the anchor body and the support nut.
- Figure 7 is a longitudinal section through the tensioned reinforcement, without the use of a support nut.
- Figure 8 shows the form of the simplest execution of the process according to the invention.
- Figures 9 to 12 show other examples for embodiments of the anchor head according to the ideas of the invention.
According to the embodiment shown in FIG. 1, the tensioning device comprises a cylinder 1 with hydraulic piston 2, pump 3 and pressure gauge 4. The piston has an axial opening 6 passing through it from end to end; in which passes a pull rod 6. The pull rod is, on the left of the figure, fixed to a cylindrical anchoring body 7 provided with an external thread and supported at the right end on the jack , by means of the nut 8. At the foot of the jack 1 is interposed the support structure 9, which rests on a base plate 10.
The process for tensioning and anchoring the reinforcement is as follows (see Figure 1); the wires 13 which pass through a casing 11, 12 are anchored at their end in the manner already described, to a common anchoring body 70
The finished reinforcement (cable) comprising a number of wires 13, the socket 11, 12, the anchoring body 7 (at both ends) is embedded in the load-bearing construction (for example a concrete bridge).
To put the frame under tension, the traction rod 6 is first fixed to the anchoring body 7 (for example by screwing) then a support nut 16 is put in place, for example, the support construction 9 and the cylinder 1 (axially opening). Finally, nut 8 is further adapted to draw rod 6 and moved to the end of piston 2 'of the cylinder.
We can then start the power-up work; pump 3 of cylinder-1 is put into service. by means of the arm 15, which causes the piston 2 to pull the pull rod 6 and the anchor body 7 outward (see figure 1, right). Therefore, the wires 13 are stretched,
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To anchor the frame, the bearing nut 16, which is screwed on the external thread of the anchor body 7, is moved up to the base plate 10. The rotation and displacement of the the nut are then made through the window 9 'of the support structure 9.
Now the draw rod, the ram and the supporting structure can be removed, as shown in figure 6, and the reinforcement is permanently tensioned. The cement mortar is still stuffed or of another product in the hollow space 17 between the casing 11, 12 and the wires
13.
In the anchoring of the wires with small heads 14 in the anchoring body 7, the latter is made relatively short and then - for a large displacement during the tensioning - the support nut ,, as can be seen see in figure 4, is only screwed onto the anchor body when the latter protrudes from the supporting structure.
Note also the possibility of anchoring the reinforcement in the construction without using a bearing nut 16 (see FIG. 7).
This is done in that the anchoring body 7 'which has no external thread is temporarily held in its final position (for example by anchoring in two parts of the pull rod) until the filled mortar in the hollow space 17 has hardened.
The number of anchoring threads can be any, for example 'one can have only one thread. A steel wire 13 is driven into a cylindrical anchor body provided with a bore and is provided with a forced head 14. When the steel wire is sufficiently tensioned, the anchor head is tightened. located at the distance d. from the end of the object 18 to be powered by tightening the screw 16 of figure 9 or by the introduction of a support plate 19 (figure-10) '. it is kept at the appropriate distance. If several wires are used, use is made of the arrangement shown for example in FIG. 1, in which the reinforcement and the tensioning device are shown in longitudinal section and in elevation.
It is possible to energize simultaneously at both ends, which is very important to reduce friction losses. The present method and the device for the manufacture of tension reinforcements is evidenced by the following other important advantages -. the reinforcement can be delivered to the job site as a finished element, including the wires, the flexible envelope and the anchoring bodies, all of which can be tested in the structure.
It is always perfectly possible to check or change the voltage.
(assuming of course that we have not yet filled with mortar in the shell of the reinforcement).
CLAIMS.
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1. -Process for tensioning and anchoring of load-bearing structures, characterized in that the wire to be tensioned is brought to pass through an opening of a cylindrical anchoring body and is anchored relatively to this by pushing back a head, after which the anchor body is in turn gripped by a pulling device and is pressed on the supporting structure after the tensioning is completed.