CH352123A - Device for prestressing concrete - Google Patents

Device for prestressing concrete

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CH352123A
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CH
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tensioner
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concrete
steel
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French (fr)
Inventor
James Harris Alan
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Span Tendons Limited
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/10Ducts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Description

  

  <B>Dispositif pour la</B>     précontrainte   <B>du béton</B>    La présente     invention    a pour objet un     dispositif     pour la précontrainte du béton.  



  Les efforts de précontrainte sont     couramment     appliqués aux éléments en béton par la technique  de la mise sous tension après montage. Dans un  mode usuel d'application de cette technique, l'on  met en place des tendeurs constitués par un ou plu  sieurs fils d'acier à haute résistance, par exemple  un faisceau de fils disposés côte à côte, ou par des  barres ou par des câbles d'acier, puis l'on coule sur       ces    tendeurs le béton destiné à réaliser l'élément con  sidéré.

   Lorsque le béton a pris à un degré de con  sistance suffisant, l'on met sous tension les tendeurs  par l'intermédiaire de vérins ou autres dispositifs et  l'on ancre leurs extrémités au béton de manière que  la tension des tendeurs provoque dans celui-ci une  précontrainte de compression     correspondante.     



  Lorsqu'on met sous tension les tendeurs,     il    est  nécessaire qu'ils se déplacent par rapport au béton  qui les entoure. Pour permettre à ce mouvement de  s'effectuer chaque tendeur est préalablement entouré  d'une gaine qui maintient le béton au moment de la  coulée en l'empêchant de se lier audit tendeur. Lors  que ce dernier est mis sous tension il se déplace à  l'intérieur de la gaine. Une certaine fraction de l'ef  fort de précontrainte appliqué par le vérin ou autre  dispositif est absorbée par les frottements qui pren  nent naissance entre la gaine et ce tendeur.

   Si     celui-          ci    est mis sous tension par le moyen d'un vérin à  chacune des ses     extrémités,    la     fraction    de     l'effort    total  ainsi absorbée augmente pour atteindre un maximum  au milieu de la longueur du tendeur.     Il    en résulte  que     l'effort    appliqué au tendeur en son     milieu    peut  être     considérablement    moindre que celui qui lui est  appliqué aux     extrémités.     



  En pratique, dans le cas, par exemple, d'une  poutre reposant sur des appuis simples, il est néces-         saire    que l'effort de précontrainte soit     maximum    au  milieu de la longueur de la poutre, de telle sorte que  la perte     d'effort    due aux frottements entre le tendeur  et la gaine qui l'entoure constitue un grave incon  vénient qu'il convient de réduire dans toute la me  sure du possible.  



  D'autre part lorsque le fil tendeur a été mis  sous tension et a été ancré en place, il est     nécessaire     d'assurer une     liaison    aussi efficace que possible entre  ce tendeur et la     gaine    de manière que     s'il    se pro  duit un     glissement    ou autre défaut dans le dispositif  d'ancrage, le tendeur soit     maintenu    à l'état tendu du  fait de la liaison existant entre lui et le béton par  l'intermédiaire de la gaine. Cette liaison assure une  marge de sécurité supplémentaire pour l'élément en  béton précontraint.

   En outre     l'expérience    a montré       qu'une    bonne     liaison    entre les tendeurs de précon  trainte et le béton réduit     l'importance    des fissures  en cas de surcharge et augmente la charge nécessaire  pour déterminer la rupture complète de l'élément.  



  La difficulté d'assurer à la fois une faible perte  de     l'effort    de précontrainte par suite des     effets    de  frottement lorsque le tendeur est mis sous tension,  et en même temps une     liaison    adéquate entre la sur  face de ce tendeur et la gaine après l'opération de  mise sous tension, réside dans     l'incompatibilité        qu'il     y a à réaliser pour une même surface à la fois de  bonnes qualités de glissement et de bonnes qualités  de liaison.

   Une bonne surface de glissement exige  normalement un     lubrifiant,        tandis    que la méthode la  plus économique et la plus     avantageuse    pour     établir     une     liaison    entre la surface du tendeur et la gaine  qui l'entoure consiste à     injecter    dans l'espace com  pris entre     ce    tendeur et la     gaine    un mortier liquide  constitué par un mélange de     ciment        hydraulique    et  d'eau.

   Mais     il    est difficile de trouver un lubrifiant  qui n'empêche pas en pratique la liaison entre la sur-      face qu'il lubrifie et le mortier ainsi injecté. Même  les     lubrifiants    dits solubles ne se dissolvent pas dans  le mortier de façon satisfaisante, il en reste d'ordi  naire des traces sur l'une des     surfaces    en     contact    et  ces traces sont suffisantes pour empêcher ou faire  disparaître la     liaison.     



  La     nécessité    de     réaliser    pendant la mise sous  tension de bonnes qualités de     glissement    entre la  surface du tendeur et la gaine qui l'entoure est par  ticulièrement importante lorsque     ce    tendeur suit un  parcours incurvé à l'intérieur de l'élément en béton.  Or la disposition de tendeurs suivant un tel parcours  incurvé constitue un avantage     particulier    dans le cas  des poutres épaisses ; lorsque la poutre comporte  plusieurs portées successives un tendeur à profil on  dulé constitue la solution la plus économique.

   Toute  fois un trajet     incurvé    provoque l'application au ten  deur     d'efforts    latéraux d'amplitude considérable lors  de la mise sous tension à partir des extrémités ; ces  forces déterminent un frottement très important qui  s'oppose au glissement relatif du fil ou tendeur dans  la gaine qui l'entoure.  



       L'établissement    d'une     bonne        liaison    entre le ten  deur et la     gaine    qui l'entoure, et par conséquent  avec le béton qui entoure lui-même la gaine, consti  tue un point d'importance     particulière    dans le cas  où la charge prévue pour l'élément en béton se  trouve dépassée et que cet élément se rompe. Si cette  liaison n'existe pas, il est impossible que les efforts  augmentent dans le tendeur à mesure qu'augmente  la flèche de l'élément en béton et par conséquent  cette flèche peut aller jusqu'à la     rupture    du béton  sans que le métal du tendeur se rapproche même  quelque peu de sa propre charge de rupture.

   Au con  traire si la liaison existe,     l'effort    dans le métal aug  mente à mesure que     .l'élément    en béton     fléchit    et  l'on peut de cette manière réaliser une augmentation       susceptible        d'atteindre        30        %        dans        la        charge        que     l'élément peut supporter avant rupture complète.  



  La présente invention vise à réaliser des moyens  grâce auxquels le     frottement    entre le tendeur de pré  contrainte et la gaine qui l'entoure est faible pendant  l'opération de     mise    sous tension, mais qui permet  tent     l'établissement    d'une liaison satisfaisante entre  la gaine et le tendeur après mise sous tension et  ancrage de ce     dernier.     



  Le dispositif faisant l'objet de la présente inven  tion est caractérisé en ce qu'il comprend un tendeur  entouré d'une couche     discontinue    d'une matière à  propriétés lubrifiantes, par exemple qui soit     auto-          lubrifiante    ou qui soit recouverte d'un lubrifiant  superficiel à couche limite, ledit tendeur étant dis  posé dans une gaine qui entoure ladite couche de  façon à déterminer entre le tendeur et la gaine des  espaces clos susceptibles d'être remplis d'une matière  de     liaison,    telle par exemple que du     mortier    de  ciment, qui vient ainsi au     contact    des     faces    en regard  du tendeur et de la gaine.  



  De     cette    manière lorsque le tendeur est mis sous  tension, il n'est     supporté    que par la couche discon-         tinue    qui assure une surface de     glissement    lubrifiée,  mais après la mise sous tension l'on peut injec  ter du mortier entre ce tendeur et sa gaine pour       remplir    l'espace non occupé par la couche discon  tinue. Dans     cet    espace la     surface    de la gaine et     celle     du tendeur ne sont pas contaminées par le lubrifiant  et par conséquent l'on peut réaliser une liaison satis  faisante.  



  Diverses matières peuvent     convenir    pour cons  tituer la couche discontinue. Celle-ci peut être réa  lisée par le moyen d'un fil ou ruban de plomb, de       polytétrafluoréthylène,    ou d'une matière plastique  chargée de graphite, ou par un fil ou ruban revêtu  de plomb, graphite ou     polytétrafluoréthylène.    En  variante la couche discontinue peut consister en une  toile à mailles larges, par exemple par ce qu'on  appelle une tresse, cette toile ou tresse étant faite de  filaments autolubrifiants, par exemple de filaments  de chlorure de polyvinyle ou de polyamide chargé  à la cire. On peut également utiliser une couche de  ce qu'on appelle du métal     expandé,    ou une couche  d'un tricot en fil métallique ou en fibres.

   On peut       encore    employer un fil ou ruban de molybdène  traité de façon à présenter une couche mince de  bisulfure de molybdène qui, comme on le sait, cons  titue un lubrifiant superficiel à couche limite extrê  mement efficace ; on peut aussi employer un fil  d'acier à haute résistance sur lequel on n'a pas en  levé le savon utilisé pour l'étirage.  



  La présence de la couche discontinue entre le  tendeur et sa gaine a pour résultat un fort abaisse  ment du frottement entre ces deux organes ; par  exemple le coefficient de frottement de l'acier sur le       polytétrafluoréthylène    est de l'ordre de celui de la  glace humide sur la glace sèche et n'atteint qu'en  viron le dixième de celui de l'acier sur l'acier à sec.  



  On notera que la lubrification est du type super  ficiel à couche     limite,    dans lequel la couche lubri  fiante est d'épaisseur extrêmement réduite. La lubri  fication du genre dans lequel l'on maintient une  couche de     fluide    lubrifiant entre les deux surfaces  intéressées ne peut s'envisager dans le cas de la pré  sente invention du fait des fortes pressions provo  quées par la courbure du tendeur et de la très faible  vitesse du déplacement.  



  Dans la technique antérieure lorsqu'il était né  cessaire de réduire le frottement entre un tendeur  de précontrainte et la gaine qui l'entourait, puis en  suite de remplir de mortier l'espace entre ces deux  organes en vue de réaliser une liaison satisfaisante,  il fallait prévoir la gaine à un diamètre intérieur plus  grand que celui de la section transversale du ten  deur, de sorte que cette gaine n'était pas supportée  par le tendeur et devait par conséquent être prévue       suffisamment    résistante pour conserver sa forme  sans être étayée par le tendeur pendant la mise en  place du béton.  



  Au contraire dans le dispositif suivant l'invention  la couche discontinue peut être directement enroulée  sur le tendeur et la gaine est elle-même supportée      par ladite couche, la seule réserve étant que l'es  pacement des éléments constitutifs de la couche pré  citée et la rigidité de la gaine doivent être tels que  cette dernière ne soit pas refoulée par la pression  du béton extérieur jusqu'à venir au contact du ten  deur dans les espaces vides de la couche. Comme  la gaine peut être supportée par la couche discon  tinue en des points très rapprochés les uns des autres,  on peut la     réaliser    sous forme plus légère que cela  n'a été possible jusqu'ici.

   Il n'est même plus essentiel  que la gaine soit     imperméable    à l'eau pourvu qu'elle  empêche le passage dans l'espace compris entre     elle-          même    et le tendeur des particules de ciment pro  venant du béton environnant ; si l'eau pénètre dans  cet espace, elle s'écoule en suivant la longueur du  tendeur.  



  Néanmoins lorsque la couche discontinue est  réalisée. par le moyen d'éléments lubrifiants relative  ment coûteux, tels que le     polytétrafluoréthylène,    il  peut être avantageux au point de vue économique  de réduire le nombre de     ceux-ci    à un minimum, à  trois par exemple. En pareil cas, la gaine doit être  à peu près aussi épaisse que si elle n'était pas sup  portée et il faut l'enrouler sur des fils additionnels  qu'on enlève progressivement à mesure que l'enroule  ment avance de façon à maintenir l'espace entre la  gaine et le tendeur là où cette gaine ne porte pas  sur les fils     lubrifiants.     



  La figure unique du dessin représente à titre  d'exemple une forme d'exécution du dispositif fai  sant l'objet de l'invention.  



  Le dispositif représenté comporte un tendeur 1  constitué par un faisceau de fils d'acier 2 à haute  résistance disposés approximativement     suivant    des  rangées circulaires, les interstices entre les fils étant  remplis par une matière     durcissable,    mais qui se  trouve à l'état non durci, par exemple par du ciment  sec. Ce     faisceau    de fils d'acier est étroitement fretté  par une enroulement hélicoïdal 3 fait d'un ruban  d'acier enroulé sous tension, ce ruban pouvant être  ondulé, comme montré.

   Sur ce frettage 3 est appli  quée une couche discontinue constituée par des fils  lubrifiants 4, par exemple faits en l'une des matières  mentionnées plus haut, ces fils étant espacés les uns  des autres suivant des hélices présentant un angle     d7in-          clinaison    relativement faible par rapport aux     fils    1.

   Les  fils 4 sont répartis de façon équidistante sur le     fret-          tage    3 et ils sont     eux-mêmes    entourés par une gaine  5 constituée par un second frettage hélicoïdal fait  d'un ruban d'acier ; lors de l'enroulement ce ruban  passe entre des rouleaux qui lui impriment des ondu  lations longitudinales, comme montré en 6, dans le  but de le rigidifier et d'améliorer la liaison entre le  ruban et le béton qui l'entoure.  



  Lors de l'utilisation ce dispositif tendeur est tout  d'abord mis en     place    à la façon requise dans le cof  frage dans lequel le béton doit être coulé. On coule  alors le béton dans le coffrage et lorsqu'il a pris à  un degré de consistance suffisant pour supporter les  efforts de précontrainte, on pince les extrémités du    tendeur 1 dans des appareils de mise sous tension  appropriés, par exemple des vérins hydrauliques,  puis l'on applique la tension requise. Au cours de la  mise sous tension le glissement relatif entre le     fret-          tage    3 et la gaine 5 est     facilité    par les     fils    lubri  fiants 4.  



  On ancre alors les extrémités du tendeur à la  façon     connue,    puis l'on     injecte    du mortier de ciment  par l'une des extrémités du dispositif ou par les  deux entre le frettage 3 et la gaine 5 de manière  qu'il s'écoule le long du tendeur,     remplisse        ainsi    tous  les espaces ménagés entre les     fils    4 et, une fois pris,  lie le frettage 3 à la gaine 5.

   En même temps, l'on  injecte de l'eau dans le tendeur 1 par l'une ou par  les deux extrémités de     celui-ci    en vue de mouiller le  ciment sec qui remplit les     interstices    entre les fils 2  de façon qu'une fois pris ce ciment lie énergiquement  les fils les uns avec les autres et avec le frettage 3.  



  Il y a lieu de noter qu'on peut     utiliser    un ruban  métallique fait en un autre métal que l'acier. Lors  qu'une excellente liaison constitue une condition  essentielle, l'on peut employer un ruban d'aluminium  parce que ce     métal    réagit chimiquement avec le ci  ment renfermé par le tendeur et avec le mortier de  ciment injecté entre le frettage 3 et la     gaine    5. En  outre l'aluminium assure une protection excellente à  l'encontre de la corrosion des fils d'acier puisque  s'il se produit un phénomène électronique quelconque,  c'est l'aluminium qui est sacrifié et qui se dépose sur  l'acier.  



       Il    est en général désirable que les     fils    lubrifiants  ne soient par exactement parallèles aux fils d'acier  du tendeur parce que ce dernier est destiné à porter  sur lesdits     fils    lubrifiants et qu'il convient d'éviter  tout risque d'éclatement du frettage qui entoure le  tendeur. Mais dès qu'on enroule en hélice les     fils     lubrifiants du tendeur, le danger en question est  évité dans une très large mesure.  



  Lorsque les fils lubrifiants sont     ainsi    disposés en  hélice, le pas d'enroulement est préférablement dif  férent de celui des deux enroulements en ruban  d'acier qui constituent respectivement le frettage       interne    3 et la gaine extérieure 5.  



  Au     lieu        d'appliquer    sur le faisceau de     fils    d'acier  à haute     résistance    un premier enroulement sous ten  sion d'un     ruban    d'acier à la -façon sus-décrite, on  peut utiliser un enroulement de tissu, par exemple  d'un tissu en laine de verre ou en toile de lin, auquel  cas l'on peut appliquer sur l'enroulement ainsi réa  lisé un frettage additionnel en     fil    métallique pour  assurer la résistance à l'abrasion au cours des     mani-          pulatïons.     



  Dans une autre forme d'exécution, les fils lubri  fiants courent parallèlement aux fils d'acier à haute  résistance du tendeur, mais sont disposés à un faible  écartement les uns des autres, par exemple 3 mm  d'axe en axe, tandis que l'enroulement extérieur qui  forme la gaine et qui est ainsi supporté en des points  très rapprochés les uns des autres est lui-même  constitué par un tissu     enroulé    sous tension. Dans      cette forme d'exécution, l'enroulement extérieur en  tissu peut encore être protégé par un frettage exté  rieur en fil métallique.

   Dans encore une autre va  riante les rubans ondulés en     acier    qui constituent  respectivement le frettage 3 et la     gaine    5 sont en  roulés suivant des hélices de pas     différents    ou oppo  sés, tandis que les fils lubrifiants 4 sont remplacés  par une bande faite en une matière lubrifiante à  mailles     ouvertes    et qui est     bobinée    entre les deux  enroulements de ruban d'acier.  



  En variante la     couche    discontinue peut être cons  tituée par un fil métallique enroulé en hélice sur le  frettage intérieur, ce     fil    lui-même n'étant pas lubri  fié, tandis que la surface externe du frettage inté  rieur et la     surface    interne de la gaine sont enduites  d'un lubrifiant sec. Les ondulations des rubans  d'acier assurent un verrouillage mécanique avec le  mortier de     ciment    durci en vue de réaliser la liaison  appropriée.  



       Il    est avantageux que les fils d'acier à haute  résistance du dispositif tendeur reçoivent une légère  torsion d'environ un tour par 10 mètres de la lon  gueur du tendeur pour permettre de     bobiner    ce der  nier sans fatiguer l'un quelconque des fils.  



  Lorsque la couche discontinue est     constituée    par  des fils     lubrifiants    enroulés en     hélice,    le pas d'en  roulement de ces fils ne doit pas être trop serré de  manière à ne pas allonger de façon inadmissible le  parcours du     mortier    de     ciment    lorsque celui-ci est  injecté à partir d'une extrémité. Cette condition est  satisfaite en général lorsque chacun des fils lubrifiants  fait un tour complet sur une longueur de l'ordre de  3 à 4 fois le diamètre du tendeur sur lequel il est  enroulé.  



  Dans     l'utilisation    du dispositif décrit l'on peut       améliorer    la liaison entre le tendeur et la gaine si  le mortier ou autre matière équivalente injecté entre  ces deux organes est de nature telle qu'il se dilate  légèrement lors de la prise. Une telle matière peut  être     constituée    par du ciment Portland mélangé à  de la poudre d'aluminium.    Il y a lieu de noter que le tendeur du dispositif  de précontrainte peut aussi être constitué par une  barre d'acier massive ou un câble fait de fils d'acier.



  <B> Device for </B> prestressing <B> concrete </B> The present invention relates to a device for prestressing concrete.



  Prestressing forces are commonly applied to concrete elements by the post-assembly tensioning technique. In a usual mode of application of this technique, tensioners are put in place consisting of one or more high-strength steel wires, for example a bundle of wires arranged side by side, or by bars or by steel cables, then the concrete intended to make the element under consideration is poured onto these tensioners.

   When the concrete has set to a sufficient degree of consistency, the tensioners are put under tension by means of jacks or other devices and their ends are anchored to the concrete so that the tension of the tensioners causes it. ci a corresponding compression preload.



  When tensioning the turnbuckles, it is necessary that they move relative to the surrounding concrete. To allow this movement to take place, each tensioner is previously surrounded by a sheath which holds the concrete at the time of pouring, preventing it from binding to said tensioner. When the latter is energized it moves inside the sheath. A certain fraction of the prestressing force applied by the jack or other device is absorbed by the friction which originates between the sheath and this tensioner.

   If the latter is put under tension by means of a jack at each of its ends, the fraction of the total force thus absorbed increases to reach a maximum in the middle of the length of the tensioner. As a result, the force applied to the tensioner in its middle can be considerably less than that applied to it at the ends.



  In practice, in the case, for example, of a beam resting on simple supports, it is necessary that the pre-stressing force be maximum in the middle of the length of the beam, so that the loss of force due to friction between the tensioner and the sheath which surrounds it constitutes a serious drawback which should be reduced as far as possible.



  On the other hand, when the tensioning wire has been put under tension and has been anchored in place, it is necessary to ensure as effective a connection as possible between this tensioner and the sheath so that if there is a slippage or Another defect in the anchoring device, the tensioner is maintained in the tensioned state because of the connection existing between it and the concrete via the sheath. This connection provides an additional safety margin for the prestressed concrete element.

   Furthermore, experience has shown that a good connection between the pretensioners and the concrete reduces the size of cracks in the event of overloading and increases the load necessary to determine the complete failure of the element.



  The difficulty of ensuring both a small loss of the prestressing force as a result of the effects of friction when the tensioner is under tension, and at the same time an adequate connection between the surface of this tensioner and the sheath after the The tensioning operation resides in the incompatibility that there is to achieve for the same surface of both good sliding qualities and good bonding qualities.

   A good sliding surface normally requires lubricant, while the most economical and advantageous method of bonding between the tensioner surface and the sheath around it is to inject into the space between that tensioner and the sheath a liquid mortar made up of a mixture of hydraulic cement and water.

   But it is difficult to find a lubricant which does not in practice prevent the bond between the surface which it lubricates and the mortar thus injected. Even so-called soluble lubricants do not dissolve satisfactorily in the mortar, traces of it usually remain on one of the surfaces in contact and these traces are sufficient to prevent or remove the bond.



  The need to achieve good sliding qualities during the tensioning between the surface of the tensioner and the sheath which surrounds it is particularly important when this tensioner follows a curved path inside the concrete element. However, the provision of tensioners along such a curved path constitutes a particular advantage in the case of thick beams; when the beam has several successive spans, a tensioner with a dulated profile constitutes the most economical solution.

   However, a curved path causes the application to the tenor of lateral forces of considerable amplitude during the tensioning from the ends; these forces determine a very important friction which opposes the relative sliding of the wire or tensioner in the sheath which surrounds it.



       The establishment of a good bond between the tenor and the sheath which surrounds it, and consequently with the concrete which itself surrounds the sheath, constitutes a point of particular importance in the case where the load foreseen for the concrete element is exceeded and this element breaks. If this connection does not exist, it is impossible for the forces to increase in the tensioner as the deflection of the concrete element increases and consequently this deflection can go as far as the failure of the concrete without the metal of the tensioner even approaches its own breaking load somewhat.

   On the contrary, if the bond exists, the force in the metal increases as the concrete element flexes and in this way an increase of up to 30% in the load that the element can be achieved can be achieved. can endure before complete breakage.



  The present invention aims to provide means by which the friction between the pre-stress tensioner and the sheath which surrounds it is low during the tensioning operation, but which allows the establishment of a satisfactory connection between the sheath and tensioner after tensioning and anchoring the latter.



  The device forming the subject of the present invention is characterized in that it comprises a tensioner surrounded by a discontinuous layer of a material with lubricating properties, for example which is self-lubricating or which is covered with a lubricant. surface with a boundary layer, said tensioner being placed in a sheath which surrounds said layer so as to determine between the tensioner and the sheath closed spaces capable of being filled with a binding material, such as for example cement mortar , which thus comes into contact with the opposite faces of the tensioner and of the sheath.



  In this way, when the tensioner is put under tension, it is supported only by the discontinuous layer which ensures a lubricated sliding surface, but after the tensioning one can inject mortar between this tensioner and its. sheath to fill the space not occupied by the discon tinuous layer. In this space the surface of the sheath and that of the tensioner are not contaminated by the lubricant and therefore a satisfactory connection can be achieved.



  Various materials may be suitable for constituting the discontinuous layer. This can be produced by means of a lead or tape, polytetrafluoroethylene, or a plastics material filled with graphite, or by a wire or tape coated with lead, graphite or polytetrafluoroethylene. As a variant, the discontinuous layer may consist of a wide mesh fabric, for example by what is called a braid, this fabric or braid being made of self-lubricating filaments, for example of filaments of polyvinyl chloride or of polyamide loaded with wax. . It is also possible to use a layer of what is called expanded metal, or a layer of a knitted fabric made of wire or fibers.

   It is also possible to use a molybdenum wire or strip treated so as to present a thin layer of molybdenum disulphide which, as is known, constitutes an extremely effective boundary layer surface lubricant; one can also use a high strength steel wire on which the soap used for drawing has not been lifted.



  The presence of the discontinuous layer between the tensioner and its sheath results in a strong reduction in the friction between these two members; for example the coefficient of friction of steel on polytetrafluoroethylene is of the order of that of wet ice on dry ice and only reaches about one tenth of that of steel on dry steel .



  It will be noted that the lubrication is of the surface type with a boundary layer, in which the lubricating layer is of extremely reduced thickness. Lubrication of the kind in which a layer of lubricating fluid is maintained between the two surfaces concerned cannot be envisaged in the case of the present invention because of the high pressures caused by the curvature of the tensioner and the very low speed of movement.



  In the prior art, when it was necessary to reduce the friction between a prestressing tensioner and the sheath which surrounded it, then subsequently to fill the space between these two members with mortar in order to achieve a satisfactory connection, it The sheath had to be provided with an inside diameter greater than that of the cross section of the tenor, so that this sheath was not supported by the tensioner and therefore had to be provided strong enough to maintain its shape without being supported by the tensioner. tensioner during concrete placement.



  On the contrary, in the device according to the invention, the discontinuous layer can be directly wound on the tensioner and the sheath itself is supported by said layer, the only reservation being that the spacing of the constituent elements of the aforementioned layer and the The rigidity of the sheath must be such that the latter is not pushed back by the pressure of the exterior concrete until it comes into contact with the content in the empty spaces of the layer. As the sheath can be supported by the discon tinuous layer at points very close to each other, it can be produced in a lighter form than has hitherto been possible.

   It is no longer even essential that the sheath be impermeable to water, provided that it prevents the passage through the space between itself and the tensioner of the cement particles coming from the surrounding concrete; if water enters this space, it flows along the length of the tensioner.



  However, when the discontinuous layer is produced. by means of relatively expensive lubricating elements, such as polytetrafluoroethylene, it may be economically advantageous to reduce the number of these to a minimum, to three for example. In such a case the sheath should be about as thick as if it were not supported and should be wound on additional threads which are gradually removed as the winding advances in order to maintain the 'space between the sheath and the tensioner where this sheath does not cover the lubricating threads.



  The single figure of the drawing represents by way of example an embodiment of the device forming the subject of the invention.



  The device shown comprises a tensioner 1 consisting of a bundle of high-strength steel wires 2 arranged approximately in circular rows, the interstices between the wires being filled with a hardenable material, but which is in the uncured state, for example by dry cement. This bundle of steel wires is tightly wrapped by a helical winding 3 made of steel tape wound under tension, which tape can be corrugated, as shown.

   On this hooping 3 is applied a discontinuous layer consisting of lubricating threads 4, for example made of one of the materials mentioned above, these threads being spaced from each other in helices exhibiting a relatively small inclination angle by compared to wires 1.

   The wires 4 are distributed equidistantly over the hoop 3 and they are themselves surrounded by a sheath 5 formed by a second helical hoop made of a steel tape; during winding this tape passes between rollers which impart longitudinal corrugations to it, as shown at 6, with the aim of stiffening it and improving the connection between the tape and the concrete which surrounds it.



  In use, this tensioning device is first of all placed in the required manner in the casing in which the concrete is to be poured. The concrete is then poured into the formwork and when it has set to a sufficient degree of consistency to withstand the prestressing forces, the ends of the tensioner 1 are clamped in suitable tensioning devices, for example hydraulic jacks, then the required voltage is applied. During power-up, the relative sliding between the friction ring 3 and the sheath 5 is facilitated by the lubricating threads 4.



  The ends of the tensioner are then anchored in the known manner, then cement mortar is injected by one end of the device or by both between the hoop 3 and the sheath 5 so that the along the tensioner, thus fills all the spaces between the wires 4 and, once taken, binds the hoop 3 to the sheath 5.

   At the same time, water is injected into the tensioner 1 through one or both ends thereof in order to wet the dry cement which fills the interstices between the threads 2 so that once taken this cement energetically binds the threads with each other and with the hooping 3.



  It should be noted that one can use a metallic tape made of a metal other than steel. When an excellent bond is an essential condition, an aluminum tape can be used because this metal reacts chemically with the cement enclosed by the tensioner and with the cement mortar injected between the hoop 3 and the sheath 5 In addition, aluminum provides excellent protection against corrosion of steel wires since if any electronic phenomenon occurs, it is the aluminum which is sacrificed and which is deposited on the steel. .



       It is generally desirable that the lubricating threads are not exactly parallel to the steel threads of the tensioner because the latter is intended to bear on said lubricating threads and it is advisable to avoid any risk of bursting of the surrounding hoop. the tensioner. But as soon as the lubricating threads of the tensioner are wound in a helix, the danger in question is avoided to a very great extent.



  When the lubricating threads are thus arranged in a helix, the winding pitch is preferably different from that of the two steel tape windings which respectively constitute the internal hoop 3 and the external sheath 5.



  Instead of applying to the bundle of high strength steel wires a first winding under tension of a steel tape in the above-described manner, it is possible to use a winding of fabric, for example of a glass wool or linen cloth fabric, in which case it is possible to apply to the winding thus produced an additional hooping of metal wire to ensure resistance to abrasion during handling.



  In another embodiment, the lubricating wires run parallel to the high-strength steel wires of the tensioner, but are arranged at a small distance from each other, for example 3 mm from axis to axis, while the The outer winding which forms the sheath and which is thus supported at points very close to each other is itself formed by a fabric wound under tension. In this embodiment, the outer fabric winding can still be protected by an outer metal wire hoop.

   In yet another variant, the corrugated steel ribbons which respectively constitute the hooping 3 and the sheath 5 are rolled in helices of different or opposite pitches, while the lubricating threads 4 are replaced by a strip made of a lubricating material. mesh open and wound between the two windings of steel tape.



  As a variant, the discontinuous layer can be constituted by a metallic wire wound in a helix on the internal hooping, this wire itself not being lubricated, while the external surface of the internal hooping and the internal surface of the sheath are coated with a dry lubricant. The corrugations of the steel bands provide a mechanical interlock with the hardened cement mortar in order to achieve the proper bond.



       It is advantageous that the high strength steel wires of the tensioning device are given a slight twist of about one turn per 10 meters of the length of the tensioner to allow the latter to be wound without tiring any of the wires.



  When the discontinuous layer consists of lubricating threads wound in a helix, the rolling pitch of these threads must not be too tight so as not to inadmissibly lengthen the path of the cement mortar when the latter is injected. from one end. This condition is generally satisfied when each of the lubricating threads makes a complete revolution over a length of the order of 3 to 4 times the diameter of the tensioner on which it is wound.



  In the use of the device described, the connection between the tensioner and the sheath can be improved if the mortar or other equivalent material injected between these two members is of such a nature that it expands slightly during setting. Such a material can consist of Portland cement mixed with aluminum powder. It should be noted that the tensioner of the prestressing device can also consist of a solid steel bar or a cable made of steel wires.

 

Claims (1)

REVENDICATION Dispositif pour la précontrainte du béton, carac térisé en ce qu'il comprend un tendeur entouré d'une couche discontinue d'une matière à propriétés lubri fiantes, ledit tendeur étant disposé dans une gaine qui entoure ladite couche de façon à déterminer entre le tendeur et la gaine des espaces clos sus ceptibles d'être remplis d'une matière de liaison qui vient ainsi au contact des faces respectives en regard du tendeur et de la gaine. SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la couche discontinue est constituée par un certain nombre de fils espacés les uns des autres sur la périphérie du tendeur. 2. CLAIM Device for prestressing concrete, characterized in that it comprises a tensioner surrounded by a discontinuous layer of a material with lubricating properties, said tensioner being arranged in a sheath which surrounds said layer so as to determine between the tensioner and the sheath of the enclosed spaces capable of being filled with a connecting material which thus comes into contact with the respective faces facing the tensioner and the sheath. SUB-CLAIMS 1. Device according to claim, characterized in that the discontinuous layer consists of a number of threads spaced from one another on the periphery of the tensioner. 2. Dispositif selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que les fils formant la couche discontinue sont enroulés en hélice sur le tendeur. 3. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le tendeur est constitué d'un faisceau de fils métalliques enfermés dans un frettage et en ce que les interstices entre les fils du faisceau sont rem plis d'une matière durcissable à l'état non durci. 4. Device according to claim and sub-claim 1, characterized in that the threads forming the discontinuous layer are wound helically on the tensioner. 3. Device according to claim, characterized in that the tensioner consists of a bundle of metal son enclosed in a hoop and in that the interstices between the son of the bundle are filled with a hardenable material in the non-state. hardened. 4. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le tendeur comprend un frettage constitué par un ruban d'acier enroulé en hélice, en ce que la gaine est également constituée par un ruban d'acier enroulé en hélice, et en ce que les rubans d'acier qui constituent respectivement le frettage et la gaine sont enroulés suivant des hélices de pas différents ou opposés. Device according to claim, characterized in that the tensioner comprises a hoop consisting of a steel tape wound in a helix, in that the sheath is also formed by a steel tape wound in a helix, and in that the tapes of The steel which respectively constitute the hoop and the sheath are wound in helices of different or opposite pitches.
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