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Lors de la fabrication d'éléments en béton précontraint, il est souvent nécessaire d'enfermer les organes servant à assurer la précontrainte du béton, tels les câbles de tension, dans des canaux, constitués de préférence par des gaines tubulaires. Ces gaines tubulaires doivent satisfaire à certai- nes conditions. Elles doivent présenter une certaine souplesse, de façon que les éléments de tension puissent être enroulés autour d'autres éléments de construction sans mesures spéciales, ou être adaptés à la courbe de variation du moment fléchissant de l'élément de construction résultant.
La souplesse de ces
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gaines est également déterminée par le fait qu'elles doivent être enroulées sur des tambours de manière à permettre leur transport en grandes longueurs. Mais.il ne faut pas, par contre, que les gaines tubulaires puissent être pliées suivant un trop petit rayon de courbure, afin que les éléments de tension qu'elles renferment ne soient pas soumis à des contraintes excessives.
Il en résulte la nécessité de déterminer à l'avance les limites de la scuplesse de ces gaines tubulaires, et de veiller à ce que celles-ci soient respectées en cours de fabrication. Il faut, en outre, que les gaines soient formées de manière à ne pas être susceptibles de se déplacer longitudinalement dans la masse qui les enrobe, dans le béton précontraint, par exemple; il faut également que la masse introduite dans la gaine tubulaire soit assurée contre des forces de cisaillement tendant à la repousser.
Ceci est indispensable pour que, d'une part, la gaine tubulaire puisse transférer les forces de traction lors de la précontrainte au. béton durci et, d'autre part, que la paroi intérieure de la gaine puisse assurer, après cette précontrainte, une liaison sûre entre le câble de tension ou élément similaire, et la masse de remplissage introduite dans cette gaine. Ceci exige que les faces extérieure et intérieure de la gaine ne soient pas lisses, mais présentent des bossages, des saillies ou déformations similaires, les dimensions des surfaces unies reliant ces saillies ou autres déformations, ainsi que leur disposition devant être prédéterminées, afin que la gaine réponde aux autres exigences qui lui sont posées.
Une autre condition qui doit être satisfaite par une gaine de ce genre est l'opposer une résistance de friction aussi réduite que possible aux câbles ou éléments similaires qui doivent y être introduits. Ceci concerne à le fois l'insertion du câble dans la gaine et la tension de celui-ci quand la
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gaine, pour s'adapter par exemple,aux variations des moments fléchissants, a été enrobée de béton alors qu'elle est légère- -'ment courbée. Une résistance de friction excessive entraînerait alors une réduction inadmissible des forces de tension le long du câble tendu.
Une diminution des 'résistances de friction ne peut être obtenue qu'en conférant à la surface intérieure de la gaine une forme telle que le câble ou similaire qui y est introduit ne repose pas sur toute sa longueur, autrement dit, ne s'appuie pas linéairement, mais seulement en certains points de sa longueur. Les gaines tubulaires doivent, de plus, satisfaire à certaines conditions concernant la stabilité de leur forme ou leur indéformabilité dans le temps. Il faut qu'elles présentent une rigidité axiale suffisante pour soutenir sans déformation les charges auxquelles elles peuvent être soumises en cours de transport, en marchant dessus par exemple.
Il faut, en outre, qu'elles puissent fléchir entre les limites voulues, sans que leur section subisse de déformation. Il faut, enfin, qu'elles aient une rigidité longitudinale suffisante pour répartir les résistances de frottement qui dans les pièces de grande longueur s'opposentà l'introduction des éléments de tension. Il faut finalement que les gaines de ce type puis- sent satisfaire aux diverses exigeances qui leur sont posées concernant leur étanchéité. Il est, dans certains cas, néces- saire de les rendre absolument étanches à l'égard des milieux fluides ou gazeux qui les entourent et tendent à s'y infiltrer, alors que dans d'autres cas, il est souhaitable qu'elles aient, au contraire, une certaine perméabilité à l'égard de ces milieux ; manière, par exemple, à permettre l'évacuation d'eaux accumulées.
Les gaines tubulaires utilisées jusqu'à présent pour les éléments de tension du béton précontraint et matériaux
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similaires ne remplissent'pas toutes les conditions qui vien- 'nent d'être définies. C'est ainsi que des tuyaux lisses à parois minces sont très sensibles à des forces entraînant une défor- mation permanente de leur section circulaire initiale. De telles forces prennent souvent naissance à l'endroit où les tuyaux sont utilisés en les piétinant par inadvertance. Ils s'incurvent également fortement sous leur propre poids, lorsqu'ils sont transportés comme des poutres sur deux ou plusieurs points d'appui. Par ailleurs, leur flexibilité est réduite, et une cambrure excessive déforme leur section circu- laire en ovale.
Ces inconvénients sont d'autant plus accusés que le rapport entre l'épaisseur de leurs parois et leur diamètre est plus petit. Il en résulte qu'ils ne peuvent être transportés qu'en longueurs limitées, de sorte qu'on est amené le cas échéant à les assembler sur place pour obtenir des tuyaux ayant de plus grandes longueurs. Leurs parois in- térieures et extérieures lisses ne constituent pas des arrêts pour les masses de remplissage et d'enrobage, et permettent aux câbles de tension ou éléments similaires de reposer sur toute leur longueur, ce qui se traduit par une forte friction lors de l'introduction de ces derniers qui exige de ce fait des forces élevées et provoque des pertes de tension excessi- ves le long du câble lors de la tension de celui-ci.
Ces tuyaux sont, en outre, ou complètement étanches, ou bien pré- sentent une perméabilité excessive, ne pouvant être déterminée à l'avance, par exemple, quand ils sont constitués en tuyaux métalliques flexibles. Ces tuyaux métalliques flexibles, qui ont également déjà été proposés comme gaines, présentent toutefois une surface extérieure et une surface intérieure qui ne sont pas lisses. Il en résulte, que la liaison avec les masses de remplissage et d'enrobage, ainsi que le placement des câbles de tension ou similaires de manière à ne reposer que
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'sur certains points de leur longueur se trouve réalisée dans -une certaine mesure.
Néanmoins, l'adhérence des masses de remplissage et d'enrobage dais et sur la gaine tubulaire ne répond'pas aux exigences sévères qui lui sont posées, et la résistance de frottement qui s'oppose à l'introluction et à la tension des éléments de tension est plus élevée qu'on ne le voudrait. Par ailleurs, ces tuyaux métalliques souples présen- tent une souplesse excessive pour les usages en question, de sorte qu'ils risquent d'être posés avec de trop petits rayons de courbure, ce qui peut entraîner une charge excessive des câbles ou autres qui doivent y être introduits. Il est, en outre, très difficile de leur conférer une étanchéité appro- priée aux' circonstances, et impossible de les rendre étanches sans utiliser des moyens spéciaux. Il n'ont, enfin, pas la rigidité longitudinale voulue.
Selon la présente invention, on obtient une gaine tubulaire, n'ayant aucun des défauts des tuyaux métalliques flexibles ou rigides connus, mais qui, au contraire, a toutes les qualités requises pour une telle gaine, en utilisant à cette fin, un tuyau ondulé soudé. Un tel tuyau satisfait parfaite- ment à toutes les exigeances découlant de l'utilisation du béton précontraint. La profondeur et la forme des ondulations peuvent être calculées de manière que le tuyau obtenu présente une flexibilité prédéterminée.
Les ondulations rendent le tuyau moins'sensible aux forces tendait à déformer sa section, diminuent la flèche qu'il présente lorsqu'il est sollicité par son propre poids entre deux points ou plusieurs d'appui, permettent néanmoins de le cintrer plus qu'un tuyau lisse du fait que celles-ci empêchent sa section de s'ovaliser même lors \ne courbures plus importantes. En conséquence, de tels.
@ tuyaux peuvent être fabriqués en n'importe quelle longueur et être expédiés enroués sur des tambours, Les ondulations
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interrompent, tant à l'extérieur qu'à l'intérieur, l'étendue des parois lisses et forment des bossages ou des saillies qui en assurent une prise ferme des manières d'enrobage et des matières de remplissage intérieures, permet d'éviter un déplacement axial des matières d'enrobage et de remplissage.
En même temps, les ondulations forment des appuis punctiformes pour le câble de tension ou similaire inséré dans le tuyau et diminuent les frottements entre les parois de ce dernier et ce câble. Par ailleurs, le joint de soudure, qui concourt parallè- lement à l'axe du tuyau ou s'enroule hélicoYdalmenet autour de celui-ci, peut être réalisé de manière à être complètement étanche, ou bien de façon à avoir une perméabilité pouvant être déterminée à l'avance avec précision. Le degré d'étanchéité du joint de soudage peut être déterminé au moyen d'électrodes mobiles, d'une manière simple etprécise en réglant la vitesse de soudage, par exemple en exécutant des soudures par points.
En choisissant une vitesse d'avancement telle que les points de soudure se recouvrent mutuellement, on obtient On joint imperméable. A mesure que l'on augmente la vitesse, il se produit des intervalles dont la grandeur est fonction de la vitesse de translation du dispositif de soudage. On peut également obtenir une perméabilité déterminée par d'autres moyens, par exemple par des soudures régulièrement espacées. Enfin, la section et la hauteur des ondulations peuvent être établies de manière à éviter lors du remplissage du tuyau des occlusions d'air et d'eau, qui auraient empêché un remplissage parfait de celui-ci.
Des tuyaux ondulés de ce genre peuvent être formés, d'une manière connue dans une bande de feuillerd qui est d'abord usiné en un tuyau présentant une fente. Cette fente de jonction peut s'étendre parallèlement à l'axe du tuyau ou s'en- rouler en spirale, les deux lèvres de la bande de feuillard
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pouvant avoir n'importe quelle forme voulue, par exemple former un joint abouté, serti ou à recouvrement. Cette fente' est en- suite liée par un procédé de soudage ou de brasage quelconque de manière à former une soudure imperméable ou ayant une.per- méabilité déterminée. Enfin, le tuyau est travaillé de manière à y former une multitude d'ondulations annulaires ou une ondu- lation ou une dépression hélicoïdale.
Les formes et les dimen- sions de ces ondulations peuvent être choisies de manière à obtenir une flexibilité prédéterminée. De tels tuyaux peuvent être usinés en continu en n'importe quelle longueur avant d'être enroulés et expédiés en grandes longueurs, sur des tambours par exemple. Il est cependant, également possible de fabriquer ces tuyaux aux lieux d'utilisation, en leur donnant la longueur 'voulue. La section de ces tuyaux peut, suivant le cas,.être choisie circulaire ou non, carrée par exemple. Leur procédé de fabrication se traduit par un bas prix de revient, de sorte qu'aucune raison économique ne s'oppose à leur utilisation.
Le tuyau, objet de l'invention, présente un autre avantage par rapport aux gaines connues, en ce que les condui- tes, filins, câbles de tension ou similaires, peuvent y être introduits lors du formage par un trou allongé ménagé dans un outil de formage, de; soutien, de soudage et/ou de guidage, à l'intérieur du tuyau avant qu'il ne soit soudé.
On a trouvé avantageux d'agencer le dispositif de fabrication d'un tel tuyau souple qui est constitué par un tuyau à fente soudée parallèle à son axe, en le repliant autour d'une électrode cylindrique creuse et en le déplaçant conjointement'avec 'cette dernière axialement, devant une molette de soudage extérieure fixe montée à rotation, de manière que les bords superposés du tuyau fendu soient soudés ensemble tandis que les conduites, filins, câbles de tension ou similaires sont introduits simul- tanément à travers l'espace ménagé dans l'électrode intérieure
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creuse.
On forme ainsi d'abord un tuyau cylindrique lisse à couture parallèle à son axe, dans lequel le dispositif de roulage, monté à la suite du précédent, forme une ondulation, en ,spirale de préférence, ayant une forme et une profondeur prédéterminées, de manière à conférer au tuyau fini une flexibilité prédéter- minée.
Par contre, si le tuyau est usiné à partir d'une bande enroulée en spirale, le dispositif de formage est, de préférence, agencé de manière que la bande, qui a été pourvue, dans un dis- positif de profilage fixe, d'une ondulation longitudinale ayant une forme et une profondeur déterminées, est enroulé autour d'une électrode intérieure tournant sous l'action d'un .moteur d'entraînement, qui se déplace en même temps que la bande enroulée autour d'elle, axialement de telle manière que les bords de la bande, qui se recouvrent, sont soudés ensemble par une molette de soudage extérieure fixe montée à rotation, tandis que les conduites, filins, câbles de tension et similaires sont introduits par le trou allongé dont est percée l'électrode intérieure, à l'intérieur du tuyau.
Dans les deux cas, il est préférable que l'électrode intérieure creuse puisse être entraî- née à vitesse variable, de manière à pouvoir obtenir une perméabi- lité prédéterminée du joint de soudure.
L'utilisation -des tuyaux ondulés de l'invention n'est pas limitée au béton précontraint, mais convient d'une manière générale à toutes les'applications dans lesquelles on utilise .. des gaines tubulaires pour entourer des éléments torsadés ou en forme de barre, pour des câbles téléphoniques, par exemple ou des lignes analogues.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisait, bien entendu, psrtie de ladite invention.
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La fiug. 1 est une vue d'un tuyau objet de l'invention allongé, renfermant un câble qui n'est pas encore sollicité à -la,traction.
La fige 2 est une vue semblable à la fig. 1, dans laquelle le câble intérieur est tendu.
La fig. 3 représente un tuyau conforme à l'invention cintré.
La fig. 4 est une vue schématique partiellement en coupe, d'un appareillage pour la fabrication d'un tuyau ondulé à soudure parallèle à l'axe, avec insertion d'un câble pendant la fabrication.
La fig. 5 est une coupe agrandie suivant la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue agrandie suivant là ligne VI-VI de la fig. 4.
La fig. 7 représente un appareillage pour fabriquer un tuyau ondulé à couture en spirale, avec insertion d'un câble ou similaire pendant.la fabrication de celui-ci.
La fig. 8 représente les organes remplissant des fonctions importantes dans le dispositif de profilage de la fig. 7, 9 suivant la ligne VIII-VIII de celle-ci.
La fig. 9 est une vue d'un morceau de tuyau obtenu au moyen du dispositif de la fig. 7.
La gaine tubulaire présente la forme d'un tuyau ondulé 1, dont les ondulations s'enroulent en spirale, d'une manière connue. Un câble 2 est inséré à l'intérieur de la gaine et présente un diamètre qui est plus petit que le diamètre intérieur du tuyau ondulé 1 et qui lorsqu'il est tendu, repose sur des points d'appui espacés 3 que forment les ondulations à l'in- térieur du tuyau. En supposant qu'à la fig. 2 Le câble 2 soit tendu, il se soulève alors et flotte à l'intérieur du tuyau sans toucher ses parois. On voit à la fig. 3 que la courbure du
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tuyau ondulé est limitée de.sorte que le câble 2 se trouve à l'abri de contraintes de flexion excessives.
On remarquera que lorsque le tuyau est courbé, le câble 2 ne vient au contact des parois de ce dernier qu'en des points espacés 3 de la paroi intérieure de la gaine. Il s'en suit que lorsqu'on tend le câble, le mouvement relatif qui en résulte, par suite de l'allongement de ce dernier, entre la gaine et le câble, ne se heurte qu'à une résistance de friction relativement faible.
En conséquence, la perte de traction le long du câble reste relativement faible (lors de la tension de ce dernier) ainsi que la force nécessaire pour le faire passer dans un tuyau déjà cintré.
La fig. 4 représente un dispositif pour fabriquer un tuyau ondulé dont le joint 4 est parallèle à son axe (comme le montrent les fig. 5 et 6), et dans lequel un câble 2 ou similaire est introduit pendant la fabrication dans le tuyau 1. Ce dispo- sitif comprend une électrode intérieure cylindrique creuse 5 par le trou longitudinal 6 de laquelle le câble 2 ou similaire peut être introduit dans le tuyau en formation. L'électrode intérieure est tendue par son extrémité 9 dans une traverse 10 du chariot 11, qui peut se déplacer, à vitesse variable, grâce à.un moteur électrique 15, dont la force lui est transmise par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne 13, d'un pignon 14 et d'une crémaillère 15, dans le sens de la flèche 16 et. inversement.
La bande de feuillard lisse 17 servant à fabriquer le tuyau initialement lisse 8 se déroule d'une bobine 18 et 'passe dans un dispositif de profilage fixe connu, qui le plie autour de l'extrémité antérieure 19 de l'électrode intérieure creuse 5 en un tuyau présentant une fente axiale. Le tuyau formé entourant l'électrode intérieure 5 est serré dans un trou 20 dont est percée une autre traverse 21 du chariot 11
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par un dispositif de serrage amovible 7, de sorte que le mé- canisme d'entraînement du chariot 11 déplace conjointement en direction de la flèche 16, l'électrode intérieure 5 et le tuyau formé dans le dispositif fixe de profilage, sans qu'ils se déplacent entre eux. Pendant ce mouvement, une molette de soudage extérieure fixe 22, montée à rotation libre, exécute la soudure 4 du tuyau 8.
Le courant est fourni aux électrodes de soudage par un transformateur d'alimentation 23 relié d'une part à la molette 22 et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un frotteur 24, à l'électrode intérieure 5. Une fois qu'une longueur déterminée de tuyau 8, dépendant de celle de l'électro- de intérieure 5, a été exécutée de cette manière, ce tuyau est immobilisé dans un dispositif de serrage fixe 25, puis le chariot 11 est ramené en arrière, après libération du disposi- tif de blocage 7 qui serre le trou 20 percé dans la traverse
21, jusque ce qu'il occupe à nouveau la position initiale que l'on voit sur la fig. 4.
Après avoir serré à nouveau le tuyau au moyen du dispositif de serrage 7 dans le trou 20, et avoir débloqué le dispositif de serrage 25, les opérations décrites sont répétées, permettant d'obtenir, selon la vitesse de translation du chariot 11 et par suite de la vitesse de soudage, une perméabili, ; prédéterminée avec précision (allant jusqu'à l'imperméabilité complète) du joint de soudure.
Dans le tuyau ainsi formé, qui présente un joint de soudure parallèle à son axe, on roule des ondulations de forme et profondeur déterminées, en spirale par exemple, au moyen d'un dispositif à cylindres connu, de manière qu'en sortant de ce dernier le tuyau 8 ait l'aspect d'un tuyau soudé ondulé 1 présentant des ondulations très exactement déterminées et un joint de soudage dont la perméabilité est également déterminée, et dans lequel se trouve déjà un câble ou similaire, ce dernier ayant été inséré à l'intérieur du -tuyau pendant sa formation à travers le trou 6 dont est percée l'électrode intérieure 5.
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Sur la fig. 3, on peut voir en coupe le tuyau 8 en formation, alors qu'il est; encore lisse, immédiatement derrière la- molette de soudage 22. Les outils fixes de cintrage qui donnent à la bende 17 la forme d'un tuyau. 8, sont; esquisses schématiquement en 27. La fig. 6 est une section transversale d'un tuyau ondulé 1 fini, prise entre deux vallons, tandis que les fig. 1 à 3 sent des coupes longitudinales d'un tuyau 1 pourvu, d'un câble intérieur 2 qui ne repose que sur les crêtes intérieures 3 des ondulations du tuyau.
Le dispositif représenté schématiquement à la fig. 7 est destiné à la fabrication d'un tuyau ondulé à joint en spirale, dans lequel un câble 2 ou similaire est également introduit à l'intérieur du tuyau ondulé l' au cours de son formage.. La bande 30 servant à former le tuyau se déroule également d'une bob ine 31 et est guidée vers un mécanisme de profilage 32, à trois étages par exemple,qui est entraîné par un moteur électrique 33'Entre les cylindres de profilage 36, qui sont actionnés par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne 34- et-de pignons 35 (fig. 8), la bande 30 qui est unie à l'origine, est travaillée graduellement de manière à présenter une ondu- lation longitudinale ayant la forme et la profondeur voulues.
La bande ondulée 37 ainsi formée est enroulée hélicoïdalement autour d'une électrode intérieure cylindrique creuse 39. à partir de son extrémité libre 40.A cette fin, l'électrode 39 est montée sur un chariot 42 se déplaçant en direction de la flèche 41 et inversement, où un moteur électrique 43 la fait tourner à une vitesse variable. Simultanément, le chariot 42 se déplace en direction de la flèche 41 une vitesse corres- pondant au pas d'enroulement de la bande 37.
Ceci permet de souder ensemble les lèvres de la bande ondulée 37 enroulée autour de l'électrode intérieure 39 au moyen d'une molette de soudage extérieure tournante 44 placée en un point déten iné
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de manière à obtenir un tronçon de tuyau. ondoie dont la longueur correspond à celle de l'électrode intérieure 39 Durant cette opération, un câble 2 ou similaire est introduit à l'intérieur du tuyau ondulé par le trou longitudinal 45 percé dans l'élec- trode intérieure. Le réglage de la vitesse de rotation de l'é- lectrode intérieure 39. permet d'ajuster la vitesse de soudage et, per suite, de déterminer avec précision la perméabilité du joint de soudage produit.
Dans ce dispositif c'est égale- ment un transformateur de soudage 46 qui assure la fourniture du courant aux électrodes 44 et 39 par l'intermédiaire de frotteurs 47.A la fig. 9, on voit à plus grande échelle l'enroulement des bandes 37 autour de l'électrode intérieure 39, et l'introduction simultanée du câble 2 ou similaire à travers le trou 45 de 1'électrode 39, ainsi que la disposition de la molette de soudage 44. quand la longueur utile de l' électrode 39 est entourée par les bandes,le mouvement en arrière du chariot 42, en sens inverse de la direction indiquée par la flèche 41, extrait l'électrode 39 du tuyau l' qui a été formé autour d'elle,
jusqu'à ce qu'elle vienne réoccuper la position initiale que l'on voit a la fig. 7. Le processus qui vient d'être décrit recommence alors.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.