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L'invention concerne un procédé et un disposi- tif pour appliquer la précontrainte aux éléments en béton armé précontraints, en particulier aux voies de roulement ou aux pis- tes d'envol en béton, suivant le procédé de bétonnage sous ten- sion avec liaison directe (c'est-à-dire liaison par adhérence ou cisaillement entre les organes de tension et le béton),au moins dans le sens de la longueur de la voie de roulement.
Dans les éléments de construction en béton pré- contraint du type ci-dessus indiqué, il est fondamentalement souhaitable d'appliquer graduellement la précontrainte pendant le durcissement du béton afin d'éviter par exemple les fissures de retrait dans le Selon frais. Cette application graduelle de la force de précontrainte, application pendant laquelle on ne met en charge le béton que dans une proportion qui correspond à peu près à la valeur de la résistance à la compression atteinte à chaque instant et pendant laquelle on ne soumet pas encore le béton à la précontrainte totale définitive, est également appe lée précontrainte partielle.
Il est connu d'appliquer à des éléments en béton précontraint, en particulier à des dalles de pistes de roulement, une précontrainte partielle graduelle en sectionnant succesive- ment, avec certains écarts dans le temps et dans la région des joints entre les différentes dalles, les fils de tension qui peuvent franchir un grand nombre de ces dalles dans le sens de leur longueur. Mais on se heurte alors à l'inconvénient fonda- mental que la force de précontrainte libérée par le sectionne- ment de certains fils de tension est absorbée par les autres fils non encore sectionnés., ce qui fait qu'elle ne peut pas s'exercer sur le béton.
Cela est dû à ce qu'on travaille,comme cela est usuel dans les constructions en béton précontraint, avec des contraintes, appliquées aux matériaux, qui se trouvent
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dans la région de déformation élastique, donc en des- sous de la limite d'allongement proportionnel, de sorte que, par suite de la valeur élevée du module d'élasticité de l'acier, un allongement supplémentaire,même relativement @ faible, correspond déjà à une augmentation relativement im- portante de la tension.
Pour obtenir l'allongement supplé- mentaire des organes de tension non encore sectionnés,allon- gement nécessaire pour l'application au béton de la précon- trainte partielle recherchée, il faut donc partir d'une pré- contrainte relativement faible, donc peu économique, ou bien il faut donner une valeur importante et disproportionnée à la longueur libre d'allongement au droit des joints bout à bout dans la voie de roulement où les organes de tension ne sont pas en liaison avec le béton, ce qui n'est possible, dans l'état des connaissances actuelles, qu'en admettant des joints transversaux d'une largeur indésirable.
Par contre l'invention a pour objet un procédé de précontrainte pour les éléments en béton précontraint, en particulier les dalles des voies de roulement, caractérisé en ce que, après libération de certains organes de ,tension,les organes de tension qui, à ce moment, n'ont pas encore été sec- tionnés,sont sollicités au-delà de la limite d'allongement pro- portionnel réelle, dans la partie de leur longueur libre d'al- longement à l'intérieur de laquelle ils ne sont pas en liaison @ avec le béton, ces organes de tension se trouvant alors depré- férence au début de la zone de fluage et subissant un allonge- ment sous tension sensiblement constante.
Ce terme d'allonge- ment sous tension sensiblement constante signifie que les or- ganes de tension subissent un allongement sensiblement plas- tique sans augmentation appréciable de la tension, comme cela est caractéristique dans le graphique de l'allongement en fonc- tion de la tension qui sera décrit plus loin, dans le domaine
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compris entre la limite d'allongement proportionnel et la limite de rupture. En conséquence, on choisit pour les organes de tension un matériau tel qu'après épuisement de son allongement élastique possible, donc après qu'à été at- teinte la limite de l'allongement proportionnel, il présente encore une aptitude marquée d'allongement plastique, sans aug- mentation sensible de la tension.
Le procédé selon l'invention abandonne ainsi la règle en vigueur jusqu'à présent qui consistait à ne travail- ler que dans la région de la déformation élastique. Quand on la tension applique aux organes de tension/préalable, on les charge au contraire jusqu'à un point voisin de la limite d'allongement proportionnel, de telle sorte qu'après l'application de la pré- contrainte partielle, par la libération d'une partie des organes de tension dans chacun des joints bout à bout entre les dalles de la voie de roulement, les organes de tension non encore li- bérés soient sollicités, dans la partie de leur longueur libre qui n'est pas en liaison avec le béton,au-delà de leur limite d'allongement proportionnel, mais tout à fait au début de leur zone,d'allongement plastique.
Autrement dit, ces parties des or- ganes de tension subissent certes,lorsque commence alors le re- trait du béton, un allongement supplémentaire mais ils ne subis- sent aucune augmentation notable de la tension et, en conséquence, la forco de tension libérée par le sectionnement de certains or- ganes de tension peut être pratiquement reportée totalement dans le béton.
Avec le procédé selon l'invention, on obtient donc une application optimale de la précontrainte partielle dans le béton et on évite en même temps que les organes non encore sectionnés puissent se rompre par suite d'un accroisse- ment de la tension lorsque la longueur libre d'allongement pré- sente des dimensions insuffisantes. D'autre part, le procédé
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selon l'invention présente l'avantage que les variations d'allongement qui sont dues par exemple à des variations de la température régnant dans la dalle de la voie de rou- lement ne peuvent se traduire par des variations plus impor- tantes des tensions ou par un risque de rupture des organes de tension non encore libérés.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'in- vention, il peut être avantageux de communiquer aux éléments en béton précontraint une précontrainte partielle qui croît progressivement, par suite du sectionnement successif, à cer- tains intervalles de temps, d'organes de tension unitaires ou de plusieurs organes de tension, jusqu'à ce que, pour l'appli- cation de la précontrainte finale, on sectionne finalement tous les organes de tension en avant des bords d'extrémité ou dans les joints entre les éléments en béton précontraint.
L'application de la précontrainte finale aux éléments en béton précontraint s'effectue dans tous les cas, avec le procédé selon l'invention, par sectionnement de tous les organes de tension et ceci s'eff ectue à un r,oment où le béton est en mesure d'absorber la totalité de la force de pré- contrainte des organes de tension par liaison directe(liaison d'adhérence ou de cisaillement).
La transmission de la précontrainte partielle au béton pendant le durcissement, peut également se faire par liaison directe, auquel cas il n'est plus nécessaire de pren- dre des précuations spéciales dans la région des joints des éléments en béton précontraint. Il peut toutefois être souhai- table dans bien des cas d'appliquer aux éléments en béton pré- contraints, pendant le durcissement lui-même, une précontrainte partielle plus élevée que celle qui peut être absorbée par le béton par liaison directe.
Selon un perfectionnement avantageux du procédé selon l'invention, on prévoit en conséquence que la
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précontrainte partielle soit transmise au moins en partie, après sectionnement de certains organes de tension, aux bords en bout des éléments en béton précontraint, par des plaques d'extrémité à travers lesquelles passent les organes de tension et sur lesquelles ces organes .le tension sont ancrés,dans la région des joints, en laissant libre la par- tie de la longueur libre d'allongement.
Il est déjà connu d'appliquer une précontrainte partielle à des éléments en béton précontraint en ancrant les organes de tension dans des plaques d'extrémité qui sont lles- mêmes mises en place de façon à pouvoir être déplacées par translation et qu'on déplace progressivement, au cours du dur- cissement du béton, en direction des éléments en bét@@ précon- traint.
Toutefois les organes de tension ne sont pas dans ce cas disposés de façon à franchir un grand nombre de parties de joints dans les limites de l'ensemble du dispositif d'appli- cation de la précontrainte, et ils n'ont chacun que la longueur d'un élément individuel de la construction d'où il résulte qu'il faut des appareils spéciaux, représentant la mise en oeuvre de moyens importants, pour réaliser les déplacements successifs des plaques d'extrémité.
Ceci constitue une différence importante par rapport à la présente invention laquelle est basée fondamen- talement sur des organes de tension s'étendant sur toute la lon- gueur du dispositif d'application de la précontrainte et donne naissance à une précontrainte partielle par sectionnement de certains organes de tension dans la région des joints, donc sans la mise en oeuvre d'appareils spéciaux supplémentaires pour l'application de la précontrainte partielle.
L'invention porte non seulement sur le procédé d'application de la force de précontrainte à des éléments en béton précontraints dans le dispositif continu d'application de la précontrainte,mais s'étend au contraire également µdes
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dispositifs servant à la mise en oeuvre de ce procédé et à l'aide desquels on peut obtenir encore d'autres avanta- ges notables de cette invention.
Dans un groupe de ces dispositifs, on ré@@se, en ce qui concerne la largeur effective des joints entrâtes éléments de la construction en béton précontraint, une E.tre amélioration. Dans la solution connue exposée ci-dessu,einsi que dans le procédé selon l'invention qui a été décrit i-des- sus, on obtient en effet nécessairement, quand on met oeuvre ce procédé sans prendre les précautions qui seront déc@ts ci-après,
des largeurs toujours relativement importante pour les joints entre les éléments de construction en béton Jécon- traint parce qu'il faut adapter la région des joints à la lon- gueur libre d'allongement des organes de tension dans cet'.? ré- gion des joints laquelle doit donc être suffisamment long\\ pour que les organes de tension puissent absorber les allongeme@@s provoqués par le raccourcissement des éléments de la constr@@@- tion sous l'action de la précontrainte partielle jusqu'au sec- tionnement du dernier des organes de tension.
On peut éventuel- lement l'admettre, mais cela représente souvent un inconvénient en ce qui concerne le dispositif d'application de la précontrain- te, en particulier lors de la construction de voies de roulement longues parce qu'on doit interrompre l'opération continue de bétonnage au droit des joints, parce que des éléments doivent être mis en place après coup dans les joints, qu'il se forme des joints gênants et que ce n'est que difficilement qu'on peut, après coup,soumettre à une précontrainte les parties larges qui se trouvent au droit des joints.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut, a.u contraire, obtenir des largeurs très faibles pour les joints du fait que la partie qui, dans les organes de ten- sion, constitue la longueur libre d'allongement s'étend non
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seulement sur la largeur effective des joints, mais en partant des faces en bout des éléments en béton précontraints, se prolonge à l'intérieur des éléments en béton précontraints en même temps que sont prévus des moyens qui empêchent,dans la partie correspondant.à la longueur libre d'allongement,une liai- son entre les organes de tension et le béton.
Par conséquent, pour éviter une liaison entre les organes de tension et le bé- ton, on applique de préférence un revêtement bitumineux sur les organes de tension, dans la partie de la longueur libre d'al- longement qui est recouverte par le béton.
De cette façon, il est possible de fixer à vo- lonté l'importance de la longueur libre d'allongement des or- ganes de tension quelle que soit la largeur effective des joints, de sorte qu'on peut donner une importance suffisamment grande à la longueur libre d'allongement, dans la mesure nécessaire pour obtenir la précontrainte partielle, cependant qu'on peut maintenir en même temps la largeur effective des joints à une valeur faible qui suffise juste au sectionnement des organes de tension (ce qu'on assure le plus souvent par un simple sec- tionnement au chalumeau).
Les moyens servant à empêcher une liai- son entre les organes de tension et le béton garantissent alors l'obtention de la longueur libre d'allongement nécessaire aux organes de tension, et, d'autre part, il ne se forme, à l'en- droit du joint bout à bout de deux dalles de la voie de roule- ment, qu'un joint étroit qu'on peut facilement franchir de la manière usuelle par une tôle métallique de recouvrement ou par une construction du type à tenon et mortaise. On peut par consé- quent réaliser plusieurs dalles d'une voie de roulement placées les unes à la suite des autres au cours d'une opération de béton- nage ininterrompue et on évite également les autres inconvénients dés grandes largeurs actuelles des joints.
Lors de l'utilisation de plaques placées en bout, on peut, d'une manière particulièrement avantageuse,réduire la
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largeur des joints en ancrant les organes de tension à une certaine distance des plaques posées en bout,sur des éclisses longitudinales qui, à leur tour, sont soli- daires des plaques d'extrémité et s'étendent, à partir de ces dernières, à l'intérieur des éléments en béton précon- traints, les moyens d'ancrage pour les organes de tension étant prévus,au voisinage des extrémités libres des éclis- ses longitudinales.
Par ce moyen, on n'est plus, d'une part, obligé de transmettre la précontrainte partielle aux éléments en béton précontraints par la seule liaison directe,et, d'autre part, on est assuré d'obtenir aussi une précontrainte partielle suffisante dans les régions du bord des éléments en béton pré- contraints voisines de la longueur libre d'allongement.
D'autre part, les plaques d'extrémité peuvent constituer des éléments de joints qui sont le plus souvent nécessaires dans le cas des dalles d'une voie de roulement en béton précontraint et ces plaques ne représentent donc pas une dépense supplémentaire.
Lors du sectionnement des organes élémentaires de tension, les éclisses longitudinales qui sont reliées aux organes de mise en tension correspondants et qui,jusqu'au sec- tionnement de ces organes de tension, étaient exemptes de ten- sion,subissent un certain.allongement, tandis que les partie'. des organes de tension intéressés qui sont situées dans la région de la longueur de ces organes longitudinaux cessent d'être sous tension, donc se raccourcissent un peu.
Afin d@ maintenir autant que possible le béton en cours de dureisse. ment à l'abri de ces modifications de l@ngusure, on peut d'@@- tre part prévoir avantageusement non seulement d'isoler d'une manière appropriée par rapport au béton,par exemple en les en- robant de bitume, les parties des organes de tension situées dans les limites de la longueur libre d'allongement mais aus- si d'enrober les éclisses longitudinales d'une matière isolante
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appropriée, par exemple de bitume, et de maintenir les éclisses longitudinales, ainsi que les organes de fixa- tion pour les organes de tension sur leurs surfaces en bout, de façon qu'ils soient librement mobiles par rapport au béton, grâce à l'interposition d'une pièce aisément com- pressible,
'par exemple en une matière à l'état de mousse dure.
Lorsque l'application de la précontrainte par- tielle s'effectue en plusieurs stades de manière à correspon- dre au durcissement progressif du béton, c'est-à-dire lorsqu'on sectionne à des dates successives d'autres organes de tension au droit de leur longueur libre d'allongement, par suite de la libération de ces autres organes de tension, ceux de ces organes de tension qui ont déjà subi, lors de la libération des organes de tension du premier échelon, une contrainte et un allongement supplémentaires subissent à nouveau un allongement supplémen- taire.
Afin de maintenir néanmoins, pour tous,les organes de tension, des valeurs à peu près égales des allongements, expri- més en pourcentage, et également, en conséquence, les valeurs de la sécurité à la rupture, on peut prévoir l'adaptation de la longueur des éclisses longitudinales à l'allongement néces- saire des organes de tension qui y sont fixés, donc réaliser avec une longueur moindre que pour les autres organes de ten- sion les éclisses longitudinales servant à la fixation des or- ganes de tension libérés au cours de la première phase ou du premier échelon de la précontrainte partielle.
Avec le procédé selon l'invention, il est pos- sible d'appliquer séparément la précontrainte à chaque élément individuel d'une construction en béton précontraint, par exemple à chaque dalle individuelle d'une voie de roulement, dans un dispositif de précontrainte d'une longueur quelconque. Il se produit alors, par le sectionnement de certains organes de
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.tension à l'endroit du joint bout à bout des dalles de la voie de roulement, des forces libres dans le sens de la longueur.
C'est pourquoi il est prévu d'autre part, dans les dispositifs servant à la mise en oeuvre du pro- cédé selon l'invention, de fixer localement l'emplacement du joint situé entre, d'une part, l'extrémité d'une dalle individuelle de la voie de roulement à laquelle il s'agit d'appliquer individuellement une précontrainte partielle, et, d'autre part, la dalle de la voie de roulement qui lui fait suite, et cela en prévoyant, dans les traverses en bé- ton prévues, d'une-manière en elle-même connue, au droit des joints des éléments en béton précontraints, ou bien dans les zones consolidées de toute autre façon en dessous de l'ouver- ture des joints, des évidements dans lesquels sont logées des plaques d'ancrage amovibles qui sont munies d'évidements pour les organes de tension et pour l'exécution des sectionnements des organes de tension, et qui,
pendant l'application de la précon- trainte partielle, fixent les organes de support des plaques d'extrémités par rapport aux traverses en béton agissant à la manière de butées intermédiaires. Après le sectionnement des organes de tension, cette plaque d'ancrage absorbe la partie des forces de précontrainte qui se trouve libérée à l'endroit du joint en bout correspondant et la transmet à la traverse en béton ou à l'organe analogue qui agit dès lors en butée de ten- sion. Après le durcissement complet du béton et le sectionne- ment de tous les organes de tension, il règne de nouveau, à l'endroit du joint bout à bout, un équilibre des forces et on peut retirer la plaque d'ancrage.
Toutefois, avec le procédé selon l'invention, il est également possible d'appliquer la précontrainte simul- tanément à plusieurs dalles de la voie de roulement, si la vi-
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tesse de bétonnage le permet. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'introduire de plaque d'ancrage entre les deux dalles de la voie de roulement à qui il s'agit d'appliquer simultanément une précontrainte partielle.
Quand on sectionne certains organes individuels de tension, dans un joint bout à bout entre dalles de la voie de roulement, les éclisses longitudinales qui sont situées à l'intérieur de la dalle de la voie de roulement qui a été bétonnée et est soumise la première à une précontrainte par- tielle,subissent des efforts de traction, tandis que les éclisses longitudinales situées à l'intérieur de la dalle sui- vante de la voie de roulement et auxquelles sont fixés les organes de tension non encore libérés,subissent au contraire des efforts de compression. Afin que les organes longitudinaux cités en dernier lieu soient aussi légers que possible et, pour les empêcher néanmoins de se plier, on les réalise avan- . tageusement avec la longueur la plus courte possible permise par les considérations de construction.
La longueur libre d'al- longement des organes de tension se trouve ainsi.en majeure partie à l'intérieur de la dalle.de la voie de roulement qu'il s'agit de soumettre la première à une précontrainte partielle.
Les organes longitudinaux qui se trouvent dans cette dalle de la voie de roulement ont en conséquence, de ce fait, une lon- gueur plus grande, ce qui toutefois est sans importance étant donné qu'ils n'ont à absorber que des efforts ae traction.
Les éclisses longitudinales présentent avanta- geusement une section allongée, par exemple rectangulaire, et sont, vues en section transversale, placées verticlament, leur dimension en hauteur étant limitée de façon à donner naissance à des surfaces planes pour le béton. Les plaques d'extrémité peuvent être réalisées sous la forme de plaques en équerre, l'angle étant situé au niveau du bord supérieur du joint
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et pouvant, si le joint doit ultérieurement être recouvert par une tôle de recouvrement ou élément analogue,servir en même temps d'appui à l'élément de recouvrement du joint.
Dans ce cas, il est avantageux de fixer par soudure autogène l'éclisse longitudinale plus courte prévue pour les forces de compression, non seulement contre la partie verticale de la plaque d'extrémité mais également contre l'aile de la pièce en équerre, de manière à mieux la rsidir contre le risque de flambage.
Afin de rendre indépendant de la longueur des organes de tension dont on dispose, le nombre des dalles d'une, voie de roulement qui sont bétonnées d'une seule traite,on peut en outre prévoir que les éclisses longitudinales qui sont si- tuées, lors de l'application de la précontrainte partielle à une dalle de la voie de roulement, dans la dalle qui fait suite à cette dernière, soient munies chacune de deux moyens d'ancrage pour les organes de tension de manière que ces éclisses longitu- dinales puissent être utilisées en même temps comme emplacements de butée pour les organes de tension.
Grce à cette précaution, le procédé selon l'invention peut alors être utilisé aussi pour un nombre quelconque de dalles d'une voie de roulement qu'il s'agit de bétonner d'une seule traite, quand on ne dispose que d'organes de tension de longueur moindre.
Une autre mesure qui a son effet, en particulier quand on dispose, pour les organes de tension, de matériaux de plus grande longueur,consiste à munir les plaques d'extrémité et les éclisses longitudinales, de même que leurs organes d'an- crage,d'évidements ouverts vers le bas et destinés aux organes de tension, de telle sorte qu'après la mise en place des organes de tension dans le dispositif d'ensemble servant à l'application. de la précontrainte, et après la mise sous tension des organes de tension, on puisse engager ces plaques,éclisses et organes
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d'ancrage par le haut sur les organes de tension, deux éclisses longitudinales disposées de part et d'autre @e l'organe de tension.
Par la mise en place, effectu@e après coup, des dispositifs comprenant les plaques d'extrénutés, il devient possible de dérouler, à partir-de dispositifs de déroulement roulants, des organes de tension d'une longueur par exemple de 750 m sans que les organes de tension qui, le plus souvent, présentent des nervures, passent obligatoirement en frottant sur la surface délicate de glissement du béton in- férieur et sans qu'on soit obligé de les enfiler, à l'emplace- ment de chacun des joints bout à bout, à travers les organes de la construction. La rapidité et le caractère économique du procédé selon l'invention sont très considérablement augmentés par ce moyen.
Une autre mesure qui améliore le rendement écono- mique de l'invention, en particulier dans les cas ou,par suite de conditions défavorables présentées par le sol, on ne peut aucunement obtenir ou ne peut obtenir qu'au prix de la mise en oeuvre de moyens d'une importance excessive,.l'absorption sûre des forces de précontrainte aux extrémités du dispositif de mise sous précontrainte de la construction par des butées ancrées dans le sol, consiste à mettre à contribution, comme organe de compression pour le dispositif d'ensemble de précontrainte, le béton inférieur qui est normalement nécessaire comme infrastruc- ture pour la dalle relativement mince de la voie de roulement, ce qui ne demande qu'un faible supplément de dépense pour la fabrication du béton inférieur.
Les moyens à appliquer à cet effet, par comparaison avec une couche inférieure usuelle de béton, consistent essentiellement à absorber le moment de fle- xion qui apparaît par suite de la différence de hauteur entre les organes de tension dans la dalle de la voie de roulement et le centre de gravité du béton inférieur.
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Parmi les différentes possibilités qu'il y a d'absorber ce moment, seul un moyen particulièrement simple va être décrit ci-après. Il consiste à armer, à cha- que extrémité du dispositif de mise sous précontrainte, une courte partie du béton inférieur et ainsi à l'exécuter de ma- nière à constituer une butée pour le moment, de telle sorte qu'il absorbe par son propre poids le moment qui se produit.
Par ce moyen, on obtient que le béton inférieur proprement dit reste pratiquement exempt de moment sur toute la longueur du dispositif de précontrainte et qu'il ne soit pas nécessaire de le renforcer, ou qu'il ne soit nécessaire de le renforcer que de façon peu importante, pour absorber les efforts de com- pression qui se produisent lors de l'application de la précon- trainte.
L'utilisation du béton inférieur, dans le dis- positif de précontrainte, comme organe de compression, est par- ticulièrement avantageuse lorsque, par exemple avec des condi- tions de sol très mauvaises, on est obligé de travailler avec un dispositif de mise sous précontrainte relativement court, de sorte que, chaque fois que les butées cèdent, cela aurait déjà pour conséquence une diminution importante de la précon- trainte appliquée, ou bien si, dans le cas d'une butée appuyée contre les éléments en béton précontraints, il y a risque de courbure ou d'infléchissement des éléments en béton précon- traints, ce qui peut se produire en particulier dans le cas de dalles d'une voie de roulement de faible épaisseur.
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On peut alors mettre le béton inférieur à con- tribution non seulement pour l'absorption des forces de com- pression provenant de la précontrainte longitudinale mais aus- si pour l'absorption des efforts de compression provenant de la précontrainte transversale, quand on réalise cette dernière
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avec liaison directe(précontrainte du dispositif d'ap- plication de la précontrainte).
Dans ce cas, il n'y a pas besoin de précautions spéciales pour absorber les moments de flexion lorsque les efforts de précontrainte sont absor- bés par les extrémités supérieures de leviers verticaux à deux bras dont les centres ou axes de rotation s'appuient contre le béton inférieur et dont les extrémités inférieu- res sont reliées entre elles, de part et d'autre de la dalle de la voie de roulement, par des tirants placés en dessous du béton inférieur et réutilisables.
D'autres détail et caractéristiques de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple d'exécution qui est relatif à la fabrication de dalles d'une voie de roulement, faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation de l'en- semble d'un dispositif d'application de la précontrainte, équipé conformément à l'invention, en vue de soumettre à une précontrainte longitudinale plusieurs dalles d'une voie de roulement; -la figure 2 représente le graphique de l'allon- gement en fonction de la tension d'un matériau utilisé de pré- férence pour les organes de tension; -la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 1,,mais à plus grande échelle, de la région d'un joint ;
-la figure 4 représente la vue en plan de la ré- gion du joint selon la figure 3; -la figure 5 est une coupe transversale de la ré- gion du joint selon la figure 3; -la figure 6 est une coupe en travers d'un dispo- sitif servant à appliquer une précontrainte transversale aux
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dalles d'une voie de roulement.
Dans la figure 1, on a reïrésenté trois dalles 1,2 et 3 d'une voie de roulement qui ont été bétonnées avec un dispositif commun d'application de la précontrainte. Les organes de tension 4 s'étendent sur toute la longueur du dis- positif d'application de la précontrainte et sont soumis à une contrainte préalable par la butée d'extrémité 5 sur la- quelle est fixé le dispositif 6 de tension, tandis qu'ils sont ancrés sur la butée d'extrémité 7. En dessous de chacun des joints bout à bout des dalles de la voie de roulement, on a disposé, d'une manière en elle-même connue, des. traverses en béton 8 et 9 ou des zones consolidées de toute autre manière.
Les dalles 1,2 et 3 de la voie de roulement sont limitées, à l'endroit de leurs rencontres bout à bout, par des plaques d'extrémités 10,11,12 et 13 qui, dans la représentation donnée au dessin, sont en forme d'équerre mais qui peuvent aus- si être de forme plane. Les organes de tension 4 sont reliés, d'une manière qui sera décrite de façon plus détaillée ci-après, aux plaques d'extrémités 10 à 13 et les joints qui subsistent entre les plaques d'extrémité sont franchis, dans cet exemple, par des tôles de recouvrement 14 et 15.
Les organes de tension 4 sont réalisés en un maté- riau dont la courbe d'allongement en fonction de la tension à l'allure représentée dans la figure 2. Dans cette dernière, on a porté de la façon usuelle l'allongement ,(en % en abscisse, et la tension @ en kg/mm2 en ordonnée.
Alors que, jusqu'à ce qu'on ait atteint la limite d'allongement proportionnel en 16, la tension augmente en même temps qu'augmente l'allongement, sous un angle de valeur élevée et suivant un tracé rectiligne, la tension sugmente ensuite de façon pratiquement négligeable cependant que l'allongement continue d'augmenter fortement jus- qu'à ce que, finalement, à l'endroit de la rupture 17, l'allon-
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gement total soit un multiple de l'allongement qui s'est produit jusqu'au moment où on a atteint en 16 la limite d'allongement proportionnel.
Conformément au procédé de l'invention, on tend alors les organes de tension 4, lors de l'applica- tion de la précontrainte, au moyen du dispositif de tension 6, en restant dans la région de la déformation élastique mais à peu de distance seulement en dessous de la limite 16 de l'allongement proportionnel.
Après l'introduction du béton destiné aux dalles 1,2 et 3 de la voie de roulement, on li- bère une partie des organes de tension 4 entre les plaques d'extrémités 10 et 11 ainsi que 12 et 13, cependant que les autres organes de tension sont tendus, dans la région de leur longueur d'allongement libre 26, sous une valeur supérieure à la limite 16 de l'allongement proportionnel mais simplement jusque dans la première partie de leur allongement plastique, donc à peu près jusqu'au'point 18 du graphique de l'allonge- ment fonction de la tension représenté dans la figure 2.
Ils subissent donc, entre leurs points de fixation réalisés par les plaques d'extrémité 10 à 13, un allongement à un même de- gré ou sous tension constante qui donne,sans augmentation sen- sible de la tension, un allongement supplémentaire et par con- séquent provoque l'introduction d'une précontrainte partielle dans les dalles 1,2 et 3 de la voie de roulement par l'inter- médiaire des plaques d'extrémités 10,11,12 et 13, et, en par- tie également, par la liaison par adhérence avec le béton des dalles de la voie de roulement.
Lors du retrait du béton et lors des variations de la température, les organes de tension 4 qai n'ont pas encore été sectionnés peuvent être exposés à des allongements supplémentaires, sans que, de ce fait, la tension augmente de façon notable et sans que le matériau s'approche de façon dan-
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gereuse de la zone de rupture 17. Même lorsque, en vue d'augmenter graduellement la précontrainte partielle, on sectionne encore d'autres organes de tension 4 de manière que l'allongement dans la région de la longueur d'allonge- ment libre des organes de tension 4, non encore sectionnés subisse une augmentation qui lui fait dépasser le point 18,
il subsiste encore toujours une sécurité suffisante permet- tant un allongement supplémentaire sous l'effet du retrait ou d'une variation de température ainsi qu'une marge de sé- curité suffisante à la rupture.
Dans ces conditions, on a représenté d@@s les figures 3 à 5, à une échelle plus grande, un joi@ bout à bout entre dalles d'une voie de roulement de man re à mon- trer plus clairement les détails des dispositifs :ervant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On c@state que les organes de tension 4 ne sont pas ancrés, directe@ent sur les plaques d'extrémité 10 et 11 mais attaquent des écl@ses lon- gitudinales 19 et 20 qui, à leur tour, sont reliées @@@ la- ques d'extrémités 10 et 11. Les éclisses longitudinales 19 pénètrent alors à l'intérieur de la dal le 1 de la voie de roulement et les éclisses longitudinales 20 dans la d a lle 2 de la voie de roulement.
Sur les éclisses longitudinales 19 et 20 sont prévus, pour les organes de tension 4, des moyens de fixation 21,22 et 23, constitués par exemple par des bou- lons d'ancrage. Grâce à la fixation des organes de tension 4 sur les éclisses longitudinales 19, et 20,
la longueur libre d'allongement 26 des organes de tension 4 entre les points de fixation 21 et 22 devient suffisamment grande pour permettre un allongement supplémentaire suffisant avec une augmentation de la tension qui reste faible et on maintient en même temps la dimension de l'intervalle compris entre les plaques d'ex- trémité 10 qt 11 à une valeur suffisamment faible pour qu'on
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puisse facilement le franchir au moyen de plaques de recouvrement 14 et pour qu'il ne soit pas nécessaire d'interrompre l'opération de bétonnage à l'endroit du joint.
Il suffit, en soi, pour chaque éclisse longi- tudinale, d'un boulon d'ancrage pour les organes de tension 4. Le fait de disposer au contraire, comme représenté sur le dessin, deux moyens de fixation 22 et 23 sur les éclisses longitudinales courtes 20 a pour effet qu'à cet endroit les organes de tension 4 peuvent être raccordés bout à bout dans le cas où on ne dispose pas de la longueur nécess&ire pour passer sur toute la longueur du dispositif de mise sous pré- contrainte.
Dans le mode d'exécution représenté, il est prévu de bétonner de la gauche vers la droite, donc de bétonner la dalle 1 de la voie de roulement avant la dalle 2. Dans ces conditions, les éclisses longitudinales 19 qui se trouvent dans la dalle 1 de la voie de roulement sont toujours solli- citées à la traction, tandis que celles qui sont désignées par
20 et qui se trouvent dans la dalle 2 de la voie de roulement sont sollicitées à la compression, dans la mesure ou,lors de l'application d'une précontrainte partielle, ce sont des or- ganes de tens ion 4 non encore libérés qui sont fixés à ces éclisses, car, dans ces organes de tension, la tension entre les points de fixation 21 et 22 est plus élevée qu'à l'inté- rieur de la dalle 2 de la voie de roulement où elle correspond encore à la précontrainte appliquée initialement.
Les éclisses longitudinales 19 sont par conséquent plus longues que les éclisses longitudinales 20 qui, d'autre part, et pour éviter un flambage, peuvent recevoir un raidissement supplémentaire par exemple au moyen de nervures ou par soudure autogène contre l'aile supérieure de la pièce en équerre des plaques d'extrémité.
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Ainsi que cela est représenté en plan dans la figure 4,, les éclisses longitudinales 19a et 19b sollicitées à la traction peuvent avoir des longueurs différentes. Si on sectionne par exemple l'organe de tension 4b postérieurement à l'organe de tension 4a, il subit encore un autre allonge- ment supplémentaire dont on tient compte en donnant à l'organe longitudinal 19b une plus grande longueur qu'à l'organe longi- tudinal-19a. La longueur libre d'allongement 26 est, de ce fait, plus grande entre les points de fixation 21b et 22b que la lon- gueur libre d'allongement 26' comprise entre les points de fixa- tion 21a et 22a ,
de sorte que l'allongement absolu plus impor- tant de l'organe de tension 4b n'entraîne pas l'apparition d'une tension plus élevée et par conséquent une moindre sécurité à la rupture.
Lors de l'application de la précontrainte partielle, les éclis ses longitudinales reliées aux organes de tension sec- tionnés subissent un allongement élastique, étant donné que dé- sormais elles absorbent la force de tension de ces organes de tension. Mais il n'est pas nécessaire dans ce cas de les calculer pour la pleine valeur de la force de tension parce qu'une partie de la force de tension se reporte déjà, dès le début, dans le bé- ton, par suite de la liaison d'adhérence.
Dans la région de la longueur libre d'allongement 26, c'est-à-dire dans la région de la longueur des éclisses longitu- dinales 19 et 20, y compris les points de fixation 21 et 22, les organes de tension 4 de même que les éclipses longitudinales 19 et 20 elles-mêmes, sont enrobés dans un revêtement isolant, par exemple, en bitume, qui'est représenté dans les figurer 3 et 4 par de simples hachure° et. qui établit un isolement par rapport au béton, ce revêtement assurant la libre mobilité des éléments dans cette région et en même temps une protection contre la rouille.
En outre, aux extrémités libres des éclisses longitudi-
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nales 19 et 20 et des organes de fixation 21,22 et 23, on a disposé des éléments 28 rapportés à l'intérieur,en une matière aisément compressible, par exemple en un ma- tériau à l'état de mousse dure, représentée sur le dessin par des hachures croisées.
Ainsi que le montre la figure 3, dans la traverse en béton 8, on a prévu, en dessous de l'intervalle compris entre les plaques d'extrémité 10 et 11, un évidement 24 dans lequel on peut introduire une plaque d'ancrage 25 qui, au cours de l'application de la précontrainte partielle,absorbe les forces libres qui so produisent à l'endroit du joint bout à bout des dalles de la voie de roulement et les transmet dans la traverse 8 en béton.
Les plaques d'extrémité 10 et 11 sont munies, comme le montre la figure 5, d'évidements 29a et 29b ouverts vers le bas et destinés aux organes de tension 4a et 4b, et, ainsi que le montre également la figure 4, il est prévu pour chaque organe de tension 4a et 4b deux éclisses longitudinales 19a et 19b, respectivement 20a et 20b, de part et d'autre des organes de tension 42.et 4b, de sorte que les plaques d'extré- mité 10 et 11 peuvent être introduites dans le dispostif d'ap- plication de la précontrainte, avec les éciisses longitudinales qui en sont solidaires, après la mise en place des organes de tension 4 et l'application à ces derniers d'une tension préala- ble, les organes de tension 4 pouvant ensuite être reliés aux éclisses longitudinales 19 et 20.
Les éclisses longitudinales ne s'étendent pas jusqu'à la surface de la masse de béton, de manière à ne pas gêner ceux qui la confectionnent,afin qu'on puisse disposer l'armature nécessaire sous la forme d'un simple treillis et ob- tenir des surfaces unies pour le béton. Lorsqu'ultérieurement il s'agit de recouvrir le joint au moyen de la t8le de recou- vrement 14, on.
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retire après coup le béton dans la région nécessaire à cet effet et on fait alors monter les éclisses longitudinales ou les plaques d'extrémité à une hauteur telle qu'elles ser- vent directement d'appuie à la tôle de recouvrement.
En dessous des dalles 1,2 et 3 de la voie de rou- lement, il existe, dans l'exemple représenté, un béton infé- rieur la, 2a et 3a. Lorsque .les conditions présentées par le sol sont d'une qualité suffisante correspondante, ce béton in- férieur peut être obtenu par du mortier que l'on répand sur le sol ou par une consolidation du sol. Lorsque le sol sur lequel on travaille est particulièrement mauvais, il est au contraire nécessaire de prévoir une couche inférieure de béton spéciale- ment bétonnée qu'on peut mettre alors également à contribution' pour absorber les forces longitudinales qui apparaissent lors- qu'on applique une tension préalable aux organes de tension 4.
-Les butées d'extrémité 5 et 7 servent dans ce caq députées pour les moments, de sorte que les couches inférieures la,, 2a et 3a de béton n'ont pas à absorber de moments de flexion.
Les couches inférieures la, 2a et 32,.de béton peuvent en outre être mises à contribution également pour l'absorption des forces de compression provenant de la précontrainte trans- versale des dalles 1,2-et 3 de la voie de roulement qu@nd on as- sure la précontrainte transversale sous la forme d'une précon- trainte par un dispositif de précontrainte avec liaison directe.
Un exemple de réalisation d'une telle précontrainte transversale des dalles de la voie de roulement est représenté dans la figure
6.
Dans la dalle 1 de la voie de roulement se trouvera des organes 30 de tension transversale qui sont ancrés au moyen de pinces à vis 3. 1 contre une pièce de 'pression..32. 'La pièce de pression 32 est réalisée sous forme d'un levier à deux bras qui
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prend appui, par l'intermédiaire d'un talon en saillie 34 et d'une plaque de pression 35, contre la couche inférieure la¯ de béton et qu'untirant 33 situé en dessous de la couche de béton inférieure la empêche de basculer. Lors de la mise en tension des organes 30 de tension transversale, on appli- que en même temps une tension sur le tirant correspondant 33, ce qu'on assure à l'aide d'une presse de tension appropriée.
Après la tension, la couche de béton inférieure la n'a à ab- sorber que de purs efforts de compression, la pièce de pres- sion 32 étant à peu près dans une position verticale.
Pour l'introduction des efforts de précontrainte transversaux dans la dalle 1 de la voie de roulement, on des- serre lentement les écrous 36 des tirants 33. Par ce moyen, la pièce de pression 32 s'incline par son extrémité supérieure, en tournant autour du talon 34 formant centre de rotation; en di- rection de la dalle de la voie de roulement de sorte que la ten- sion des organes de tension transversale se reporte lentement sur le béton. Dès que les efforts de précontrainte transversaux ont été entièrement reportés, c'est-à-dire lorsque les organes 30 de tension transversale assurent par liaison directe la pré- contrainte transversale de la dalle de la voie de roulement, on retire la pièce de pression 32 et on tire sur le tirant 33.
Ces deux organes peuvent ensuite être réutilisés.
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The invention relates to a method and a device for applying prestressing to prestressed reinforced concrete elements, in particular to concrete runways or runways, by the method of concrete under tension with connection. direct (i.e. bonding or shearing connection between the tension members and the concrete), at least in the direction of the length of the track.
In pre-stressed concrete building elements of the above type, it is fundamentally desirable to apply the prestress gradually while the concrete is curing in order to avoid eg shrinkage cracks in the depending on charges. This gradual application of the prestressing force, application during which the concrete is only loaded in a proportion which corresponds approximately to the value of the compressive strength reached at each instant and during which the concrete is not yet subjected. concrete at final total prestressing, is also called partial prestressing.
It is known to apply to prestressed concrete elements, in particular to runway slabs, a gradual partial prestressing by sectioning successively, with certain deviations in time and in the region of the joints between the various slabs, the tension wires which can cross a large number of these slabs in the direction of their length. However, one then comes up against the fundamental drawback that the prestressing force released by the severing of certain tension threads is absorbed by the other threads not yet severed, which means that it cannot s' exercise on concrete.
This is due to the fact that we work, as is usual in prestressed concrete constructions, with stresses, applied to the materials, which are found
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in the region of elastic deformation, therefore below the limit of proportional elongation, so that, owing to the high value of the elastic modulus of the steel, an additional elongation, even relatively low, corresponds already to a relatively large increase in voltage.
To obtain the additional elongation of the tension members not yet cut, elongation necessary for the application to concrete of the desired partial prestressing, it is therefore necessary to start from a relatively low pre-stress, and therefore not very economical. , or it is necessary to give a large and disproportionate value to the free length of elongation at the right of the butt joints in the raceway where the tension members are not in connection with the concrete, which is not possible , in the state of current knowledge, that by admitting transverse joints of an undesirable width.
On the other hand, the subject of the invention is a prestressing process for prestressed concrete elements, in particular slabs of track tracks, characterized in that, after release of certain tension members, the tension members which, in this case moment, have not yet been sectioned, are stressed beyond the limit of real proportional elongation, in the part of their free length of elongation within which they are not in conjunction with the concrete, these tension members then being preferably at the start of the creep zone and undergoing an elongation under substantially constant tension.
This term elongation under substantially constant tension means that the tension members undergo substantially plastic elongation without appreciable increase in tension, as is characteristic of the graph of elongation as a function of length. tension which will be described later, in the field
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between the proportional elongation limit and the breaking limit. Consequently, a material is chosen for the tension members such that after exhaustion of its possible elastic elongation, therefore after the limit of the proportional elongation has been reached, it still exhibits a marked aptitude for plastic elongation. , without appreciable increase in voltage.
The method according to the invention thus abandons the rule in force hitherto which consisted of working only in the region of elastic deformation. When the tension is applied to the tension / preliminary members, on the contrary, they are loaded up to a point close to the limit of proportional elongation, so that after the application of the partial pre-stress, by the release part of the tension members in each of the butt joints between the slabs of the track, the tension members not yet released are stressed, in the part of their free length which is not in connection with concrete, beyond their limit of proportional elongation, but quite at the beginning of their zone, of plastic elongation.
In other words, these parts of the tension members certainly undergo, when the shrinkage of the concrete then begins, an additional elongation but they do not undergo any appreciable increase in tension and, consequently, the force of tension released by the sectioning of certain tension members can be practically completely transferred to the concrete.
With the method according to the invention, an optimum application of the partial prestressing in the concrete is therefore obtained and at the same time it is avoided that the not yet severed members may break as a result of an increase in tension when the length free of elongation has insufficient dimensions. On the other hand, the process
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according to the invention has the advantage that the variations in elongation which are due for example to variations in the temperature prevailing in the slab of the rolling track cannot result in greater variations in the tensions or by a risk of rupture of the tension members not yet released.
For the implementation of the method according to the invention, it may be advantageous to impart to the prestressed concrete elements a partial prestressing which increases progressively, following the successive cutting, at certain intervals of time, of the elements of tension of units or of several tension members, until, for the application of the final prestressing, all the tension members are finally severed in front of the end edges or in the joints between the concrete elements prestressed.
The application of the final prestressing to the prestressed concrete elements is carried out in all cases, with the method according to the invention, by cutting off all the tension members and this takes place at a point where the concrete is able to absorb the entire pre-stress force of the tension members by direct bonding (adhesion or shear bonding).
The transmission of partial prestressing to the concrete during hardening can also be done by direct connection, in which case it is no longer necessary to take special precuations in the region of the joints of the prestressed concrete elements. In many cases, however, it may be desirable to apply to the pre-stressed concrete members, during the curing itself, a higher partial prestress than that which can be absorbed by the concrete by direct bonding.
According to an advantageous improvement of the method according to the invention, it is therefore expected that the
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partial prestressing is transmitted at least in part, after cutting some tension members, to the end edges of the prestressed concrete elements, by end plates through which the tension members pass and on which these members. anchored, in the region of the joints, leaving free the part of the elongation free length.
It is already known to apply partial prestressing to prestressed concrete elements by anchoring the tension members in end plates which are themselves put in place so that they can be moved by translation and which are gradually moved. , during the hardening of the concrete, towards the precast concrete elements.
In this case, however, the tension members are not arranged so as to pass through a large number of parts of the joints within the limits of the entire device for applying the prestressing, and they each have only the length. of an individual element of the construction from which it follows that special devices are required, representing the use of significant means, to carry out the successive movements of the end plates.
This constitutes an important difference with respect to the present invention which is based fundamentally on tension members extending over the entire length of the device for applying the prestressing and gives rise to a partial prestressing by cutting certain parts. tension members in the region of the joints, therefore without the use of additional special devices for the application of partial prestressing.
The invention relates not only to the method of applying the pre-stressing force to pre-stressed concrete elements in the continuous pre-stressing device, but on the contrary also extends µdes
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devices for carrying out this method and with the aid of which still other notable advantages of this invention can be obtained.
In one group of these devices, there is an improvement in the effective width of the joints between elements of the prestressed concrete construction. In the known solution described above, as well as in the process according to the invention which has been described above, in fact, when this process is carried out without taking the precautions which will be dec @ ts below, one necessarily obtains -after,
widths always relatively large for the joints between the elements of construction in concrete, because it is necessary to adapt the region of the joints to the free length of elongation of the tension members in this. region of the joints which must therefore be long enough \\ so that the tension members can absorb the elongations caused by the shortening of the elements of the construction under the action of the partial prestressing up to to sectioning off the last of the tension members.
This can be admitted if necessary, but it often represents a disadvantage as regards the device for applying the pre-tension, in particular when constructing long tracks because the operation has to be interrupted. continuous concreting in line with the joints, because elements must be put in place afterwards in the joints, annoying joints form and it is only with difficulty that it is only with difficulty, after the fact, to subject to a prestress the wide parts which are in line with the joints.
According to another characteristic of the invention, it is possible, on the contrary, to obtain very small widths for the joints due to the fact that the part which, in the tension members, constitutes the free elongation length extends not
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only over the effective width of the joints, but starting from the end faces of the prestressed concrete elements, extends inside the prestressed concrete elements at the same time that means are provided which prevent, in the part corresponding to the free elongation length, a bond between the tension members and the concrete.
Therefore, in order to avoid a bond between the tension members and the concrete, a bituminous coating is preferably applied to the tension members, in the part of the free length of extension which is covered by the concrete.
In this way, it is possible to set as desired the importance of the free elongation length of the tension members whatever the effective width of the joints, so that a sufficiently great importance can be given to the free length of elongation, to the extent necessary to obtain the partial prestressing, while at the same time it is possible to maintain the effective width of the joints at a low value which is just sufficient to cut the tension members (which is ensured most often by a simple sectioning with a torch).
The means serving to prevent a bond between the tension members and the concrete then guarantee that the free length of elongation necessary for the tension members is obtained, and, on the other hand, it is not formed, at the at the end-to-end joint of two slabs of the rolling track, than a narrow joint which can easily be crossed in the usual way by a covering metal sheet or by a tenon-and-mortise construction . It is therefore possible to produce several slabs of a track placed one after the other during an uninterrupted concreting operation and the other drawbacks of the present large widths of the joints are also avoided.
When using end-placed plates, it is particularly advantageous to reduce the
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width of the joints by anchoring the tension members at a certain distance from the endplates, on longitudinal fishplates which, in turn, are integral with the endplates and extend from the latter to the interior of the precast concrete elements, the anchoring means for the tension members being provided, in the vicinity of the free ends of the longitudinal fishplates.
By this means, one is no longer, on the one hand, obliged to transmit the partial prestressing to the prestressed concrete elements by the only direct connection, and, on the other hand, one is sure to also obtain a sufficient partial prestressing. in the edge regions of the prestressed concrete members close to the free elongation length.
On the other hand, the end plates can constitute joint elements which are most often necessary in the case of the slabs of a prestressed concrete runway and these plates therefore do not represent an additional expense.
During sectioning of the elementary tensioning members, the longitudinal fishplates which are connected to the corresponding tensioning members and which, until the sectioning of these tensioning members, were free of tension, undergo a certain elongation, while the part '. interested tension members which are located in the region of the length of these longitudinal members cease to be under tension, therefore shorten a little.
In order to keep the concrete as hard as possible during hardening. In addition to being protected from these changes in wear, it is possible to advantageously provide not only to insulate in an appropriate manner with respect to the concrete, for example by coating them with bitumen, parts of the tension members situated within the limits of the free elongation length but also encompassing the longitudinal ribs with an insulating material
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suitable, for example of bitumen, and to keep the longitudinal fishplates, as well as the fasteners for the tension members on their end surfaces, so that they are freely movable with respect to the concrete, thanks to the interposition of an easily compressible part,
'for example in a material in the form of hard foam.
When the application of partial prestressing is carried out in several stages so as to correspond to the progressive hardening of the concrete, that is to say when cutting at successive dates other tension members at right of their free length of extension, as a result of the release of these other tension members, those of these tension members which have already undergone, during the release of the tension members of the first rung, additional stress and elongation again undergo further elongation.
In order to maintain, however, for all the tension members, approximately equal values of the elongations, expressed as a percentage, and also, consequently, the values of the safety at breakage, it is possible to provide for the adaptation of the length of the longitudinal fishplates to the necessary elongation of the tension members which are attached to them, so make with a shorter length than for the other tension members the longitudinal fishplates serving to fix the released tension members during the first phase or the first step of partial prestressing.
With the method according to the invention, it is possible to apply the prestress separately to each individual element of a prestressed concrete construction, for example to each individual slab of a track, in a prestressing device d. 'any length. It then occurs, by the sectioning of certain organs of
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.tension at the location of the butt joint of the slabs of the track, free forces in the direction of the length.
This is why provision is also made, in the devices serving for the implementation of the process according to the invention, to fix locally the location of the seal located between, on the one hand, the end of - an individual slab of the track to which it is a question of individually applying a partial prestressing, and, on the other hand, the slab of the track which follows it, and this by providing, in the sleepers in concrete provided, in a manner known per se, in line with the joints of the prestressed concrete elements, or else in the areas consolidated in any other way below the opening of the joints, of the recesses in which are housed removable anchoring plates which are provided with recesses for the tension members and for carrying out the sectioning of the tension members, and which,
during the application of the partial pre-tensioning, fix the support members of the end plates with respect to the concrete sleepers acting as intermediate stops. After cutting off the tension members, this anchoring plate absorbs the part of the prestressing forces which is released at the location of the corresponding end joint and transmits it to the concrete cross member or to the similar member which acts as soon as possible. then in voltage stop. After the concrete has completely hardened and all the tension members have been cut off, a balance of forces reigns again at the butt joint and the anchor plate can be removed.
However, with the method according to the invention, it is also possible to apply the prestressing simultaneously to several slabs of the track, if the vis-
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concreting tess allows it. In this case, it is not necessary to introduce an anchor plate between the two slabs of the track to which it is a question of simultaneously applying partial prestressing.
When cutting certain individual tension members, in a butt joint between slabs of the track, the longitudinal fishplates which are located inside the slab of the track which has been concreted and is subjected first at a partial prestress, undergo tensile forces, while the longitudinal fishplates located inside the next slab of the track and to which the tension members not yet released are attached, on the contrary undergo compressive forces. In order that the longitudinal members last mentioned are as light as possible and, nevertheless, to prevent them from bending, they are made forward. carefully with the shortest possible length allowed by construction considerations.
The free length of extension of the tension members is thus mainly located inside the slab of the track which has to be subjected to a partial prestressing first.
The longitudinal members which are in this slab of the track have consequently, therefore, a greater length, which however is of no importance given that they only have to absorb tensile forces. .
The longitudinal fishplates advantageously have an elongated section, for example rectangular, and are, seen in cross section, placed vertically, their dimension in height being limited so as to give rise to flat surfaces for the concrete. The end plates can be made in the form of angled plates, the angle being at the level of the upper edge of the joint
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and may, if the joint is subsequently to be covered by a cover sheet or the like, at the same time serve as a support for the cover member of the joint.
In this case, it is advantageous to fix by autogenous welding the shorter longitudinal fishplate provided for the compressive forces, not only against the vertical part of the end plate but also against the flange of the angled part, thus so as to better resist the risk of buckling.
In order to make independent of the length of the tension members available, the number of slabs of a track which are concreted in one go, it is also possible to provide that the longitudinal fishplates which are located, during the application of partial prestressing to a slab of the track, in the slab which follows the latter, are each provided with two anchoring means for the tension members so that these longitudinal fishplates can be used at the same time as stop positions for the tension members.
Thanks to this precaution, the method according to the invention can then also be used for any number of slabs of a track which it is a question of concreting in one go, when only components are available. of shorter length tension.
Another measure which has its effect, in particular when materials of greater length are available for the tension members, consists in providing the end plates and the longitudinal ribs, as well as their anchoring members. , recesses open at the bottom and intended for the tension members, so that after the positioning of the tension members in the assembly device used for the application. prestressing, and after putting the tension members under tension, these plates, fishplates and members can be engaged
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anchoring from above on the tension members, two longitudinal fishplates arranged on either side of the tension member.
By the installation, carried out after the fact, of the devices comprising the end plates, it becomes possible to unwind, from rolling unwinding devices, tension members with a length for example of 750 m without that the tension members which, most often, have ribs, must pass by rubbing on the delicate sliding surface of the lower concrete and without having to be threaded, at the location of each of the butt joints, through construction components. The speed and the economic nature of the process according to the invention are very considerably increased by this means.
Another measure which improves the economic efficiency of the invention, in particular in cases where, as a result of unfavorable conditions presented by the soil, it is not at all possible or can only be obtained at the cost of the implementation. of excessively large means, the safe absorption of the prestressing forces at the ends of the prestressing device of the construction by stops anchored in the ground, consists in using, as a compression member for the device of The preload assembly, the lower concrete which is normally required as an infrastructure for the relatively thin slab of the runway, which requires only a small additional expense for the fabrication of the lower concrete.
The means to be applied for this purpose, in comparison with a usual lower layer of concrete, consist essentially in absorbing the bending moment which appears as a result of the height difference between the tension members in the slab of the track. and the center of gravity of the lower concrete.
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Among the various possibilities that there are of absorbing this moment, only one particularly simple means will be described below. It consists in reinforcing, at each end of the prestressing device, a short part of the lower concrete and thus executing it in such a way as to constitute a stop for the moment, so that it absorbs by its own weight the moment that occurs.
By this means, it is obtained that the lower concrete itself remains practically free of moment over the entire length of the prestressing device and that it is not necessary to reinforce it, or that it is only necessary to reinforce it so low, to absorb the compressive stresses produced during the application of the pre-tension.
The use of the lower concrete, in the prestressing device, as a compression member, is particularly advantageous when, for example with very bad soil conditions, it is necessary to work with a tensioning device. relatively short pre-stress, so that each time the stops give way this would already result in a significant reduction in the applied pre-stress, or else if, in the case of a stop resting against the prestressed concrete elements, it would There is a risk of curvature or sagging of precast concrete elements, which can occur in particular in the case of slabs of a thin runway.
@
We can then put the lower concrete to con- tribution not only for the absorption of the compressive forces coming from the longitudinal prestressing but also for the absorption of the compressive forces coming from the transverse prestressing, when this is done. last
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with direct connection (prestressing of the prestressing device).
In this case, there is no need for special precautions to absorb the bending moments when the pre-stressing forces are absorbed by the upper ends of vertical two-arm levers whose centers or axes of rotation bear against. the lower concrete, the lower ends of which are interconnected, on either side of the track slab, by tie rods placed below the lower concrete and reusable.
Other details and characteristics of the invention will become apparent on reading the description of an exemplary embodiment which relates to the manufacture of slabs of a running track, given below with reference to the drawings below. -Annexes in which:
FIG. 1 is an elevational view of the assembly of a device for applying the prestressing, equipped in accordance with the invention, with a view to subjecting several slabs of a track to longitudinal prestressing; FIG. 2 represents the graph of the elongation as a function of the tension of a material used preferably for the tension members; FIG. 3 is a view similar to that of FIG. 1, but on a larger scale, of the region of a joint;
FIG. 4 represents the plan view of the region of the seal according to FIG. 3; FIG. 5 is a cross section of the region of the seal according to FIG. 3; FIG. 6 is a cross section of a device for applying transverse prestressing to
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slabs of a track.
In Figure 1, we have shown three slabs 1, 2 and 3 of a track which have been concreted with a common device for applying the prestressing. The tension members 4 extend over the entire length of the device for applying the prestressing and are subjected to a preliminary stress by the end stop 5 to which the tension device 6 is fixed, while 'They are anchored on the end stop 7. Below each of the end-to-end joints of the slabs of the track, there is arranged, in a manner known per se, of. concrete sleepers 8 and 9 or areas consolidated in any other way.
The slabs 1, 2 and 3 of the rolling track are limited, where they meet end to end, by end plates 10,11,12 and 13 which, in the representation given in the drawing, are in square shape but which can also be flat. The tension members 4 are connected, in a manner which will be described in more detail below, to the end plates 10 to 13 and the joints which remain between the end plates are crossed, in this example, by cover plates 14 and 15.
The tension members 4 are made of a material whose elongation curve as a function of the tension at the rate shown in FIG. 2. In the latter, the elongation has been carried in the usual way, (in % on the abscissa, and the tension @ in kg / mm2 on the ordinate.
Whereas, until the limit of proportional elongation at 16 is reached, the tension increases as the elongation increases, at a high angle and in a straight line, the tension then increases. practically negligibly, however, as the elongation continues to increase sharply until, finally, at the site of rupture 17, the elongation
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total elongation is a multiple of the elongation which has occurred up to the moment when the limit of proportional elongation is reached at 16.
In accordance with the method of the invention, the tension members 4 are then stretched, during the application of the prestressing, by means of the tension device 6, while remaining in the region of the elastic deformation but at a short distance. only below limit 16 of proportional elongation.
After the introduction of the concrete intended for the slabs 1, 2 and 3 of the track, part of the tension members 4 are released between the end plates 10 and 11 as well as 12 and 13, while the others tension members are tensioned, in the region of their free elongation length 26, under a value greater than the limit 16 of the proportional elongation but simply up to the first part of their plastic elongation, therefore approximately up to Point 18 of the graph of the elongation as a function of the tension shown in figure 2.
They therefore undergo, between their fixing points made by the end plates 10 to 13, an elongation at the same degree or under constant tension which gives, without noticeable increase in the tension, an additional elongation and by con. - sequent causes the introduction of a partial prestress in the slabs 1, 2 and 3 of the track via the end plates 10,11,12 and 13, and, in part also , by the bonding by adhesion with the concrete of the slabs of the track.
During the shrinkage of the concrete and during temperature variations, the tension members 4 qai have not yet been severed can be exposed to additional elongations, without, therefore, the tension increasing noticeably and without the material approaches in a
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management of the rupture zone 17. Even when, in order to gradually increase the partial prestressing, further tension members 4 are cut so that the elongation in the region of the free elongation length of the tension members 4, not yet sectioned, undergo an increase which makes it exceed point 18,
sufficient safety still remains, allowing additional elongation under the effect of shrinkage or a change in temperature as well as a sufficient margin of safety at breakage.
Under these conditions, there is shown in Figures 3 to 5, on a larger scale, an end-to-end connection between slabs of a track so as to show more clearly the details of the devices. : serving for the implementation of the method according to the invention. It can be seen that the tension members 4 are not anchored, directly on the end plates 10 and 11, but attack longitudinal slits 19 and 20 which, in turn, are connected @@@ end lacquers 10 and 11. The longitudinal fishplates 19 then penetrate inside the dal le 1 of the running track and the longitudinal ribs 20 into the da lle 2 of the running track.
On the longitudinal ribs 19 and 20 are provided, for the tension members 4, fixing means 21, 22 and 23, constituted for example by anchoring bolts. Thanks to the fixing of the tension members 4 on the longitudinal bars 19, and 20,
the free elongation length 26 of the tension members 4 between the fixing points 21 and 22 becomes sufficiently large to allow sufficient additional elongation with an increase in the tension which remains low and at the same time the dimension of the gap is maintained between the end plates 10 qt 11 to a value low enough so that
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can easily cross it by means of cover plates 14 and so that it is not necessary to interrupt the concreting operation at the location of the joint.
It suffices, in itself, for each longitudinal fishplate, an anchor bolt for the tension members 4. The fact of having on the contrary, as shown in the drawing, two fixing means 22 and 23 on the fishplates. longitudinal lengths 20 has the effect that at this point the tension members 4 can be connected end to end in the event that the length necessary to pass over the entire length of the pre-stressing device is not available.
In the embodiment shown, it is planned to concrete from left to right, therefore concrete slab 1 of the track before slab 2. Under these conditions, the longitudinal fishplates 19 which are in the slab 1 of the track are always subjected to traction, while those designated by
20 and which are located in the slab 2 of the track are subjected to compression, insofar as, during the application of a partial prestress, it is tension members 4 not yet released which are fixed to these fishplates because, in these tensioning members, the tension between the fixing points 21 and 22 is higher than inside the slab 2 of the track where it still corresponds to the prestress applied initially.
The longitudinal fishplates 19 are therefore longer than the longitudinal bars 20 which, on the other hand, and to avoid buckling, can receive additional stiffening, for example by means of ribs or by autogenous welding against the upper flange of the part. at right angles to the end plates.
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As shown in plan in FIG. 4, the longitudinal fishplates 19a and 19b under tension may have different lengths. If, for example, the tension member 4b is severed after the tension member 4a, it undergoes yet another additional elongation which is taken into account by giving the longitudinal member 19b a greater length than at the. longi- tudinal organ-19a. The free length of extension 26 is therefore greater between the attachment points 21b and 22b than the free length of extension 26 'between the attachment points 21a and 22a,
so that the greater absolute elongation of the tension member 4b does not lead to the appearance of a higher tension and consequently to a lower safety at breakage.
During the application of partial prestressing, the longitudinal bars connected to the sectioned tension members undergo elastic elongation, given that they now absorb the tension force of these tension members. But it is not necessary in this case to calculate them for the full value of the tensile force because part of the tensile force is already transferred, from the beginning, into the concrete, as a result of the adhesion bond.
In the region of the free length of extension 26, that is to say in the region of the length of the longitudinal fishplates 19 and 20, including the attachment points 21 and 22, the tension members 4 of same as the longitudinal eclipses 19 and 20 themselves, are embedded in an insulating coating, for example, bitumen, which is shown in figures 3 and 4 by simple hatching ° and. which establishes an isolation from the concrete, this coating ensuring the free mobility of the elements in this region and at the same time protection against rust.
In addition, at the free ends of the longitudi-
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nals 19 and 20 and of the fasteners 21, 22 and 23, elements 28 attached to the interior have been placed in an easily compressible material, for example in a material in the form of hard foam, shown in the drawing by cross hatching.
As shown in Figure 3, in the concrete cross member 8, there is provided, below the gap between the end plates 10 and 11, a recess 24 in which can be introduced an anchor plate 25 which, during the application of partial prestressing, absorbs the free forces which are produced at the location of the butt joint of the slabs of the track and transmits them into the concrete cross member 8.
The end plates 10 and 11 are provided, as shown in figure 5, with recesses 29a and 29b open downwards and intended for the tension members 4a and 4b, and, as also shown in figure 4, it is provided for each tension member 4a and 4b two longitudinal bars 19a and 19b, 20a and 20b respectively, on either side of the tension members 42. and 4b, so that the end plates 10 and 11 can be introduced into the device for applying the prestressing, with the longitudinal ribs which are integral with it, after the positioning of the tension members 4 and the application to the latter of a prior tension, the tension members 4 can then be connected to the longitudinal bars 19 and 20.
The longitudinal fishplates do not extend to the surface of the concrete mass, so as not to hinder those who make it, so that the necessary reinforcement can be placed in the form of a simple trellis and ob - keep even surfaces for concrete. When subsequently it is a question of covering the joint by means of the covering plate 14, one.
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the concrete is subsequently removed in the region required for this purpose and the longitudinal bars or the end plates are then raised to a height such that they serve directly as a support for the cover plate.
Below the slabs 1, 2 and 3 of the rolling track, there is, in the example shown, a lower concrete 1a, 2a and 3a. When the conditions presented by the soil are of a corresponding sufficient quality, this inferior concrete can be obtained by mortar which is spread over the soil or by consolidation of the soil. When the ground on which one is working is particularly bad, it is on the contrary necessary to provide a lower layer of specially concreted concrete which can then also be used to absorb the longitudinal forces which appear when applying. a prior tension to the tension members 4.
-The end stops 5 and 7 are used in this caq deputies for the moments, so that the lower layers 1a ,, 2a and 3a of concrete do not have to absorb bending moments.
In addition, the lower layers 1a, 2a and 32,. Of concrete can also be used to absorb the compressive forces from the transverse prestressing of the slabs 1, 2 and 3 of the track qu @ nd the transverse prestressing is provided in the form of a prestressing by a prestressing device with direct connection.
An exemplary embodiment of such a transverse prestressing of the slabs of the runway is shown in figure
6.
In the slab 1 of the track there will be transverse tension members 30 which are anchored by means of screw clamps 3.1 against a pressure piece 32. 'The pressure piece 32 is made in the form of a lever with two arms which
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bears, by means of a protruding heel 34 and a pressure plate 35, against the lower layer of concrete there and which tie rod 33 located below the lower concrete layer prevents it from tipping. When tensioning the transverse tension members 30, tension is simultaneously applied to the corresponding tie rod 33, which is ensured by means of a press of suitable tension.
After the tension, the lower concrete layer 1a has to absorb only pure compressive forces, the pressure piece 32 being in approximately a vertical position.
For the introduction of the transverse prestressing forces into the slab 1 of the track, the nuts 36 of the tie rods 33 are slowly loosened. By this means, the pressure piece 32 tilts at its upper end, by rotating around the heel 34 forming the center of rotation; in the direction of the slab of the track so that the tension of the transverse tension members is transferred slowly to the concrete. As soon as the transverse prestressing forces have been fully transferred, that is to say when the transverse tension members 30 provide by direct connection the transverse pre-stress of the slab of the track, the pressure piece is removed. 32 and pull on the tie 33.
These two organs can then be reused.
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