EP0073170A2 - Dispositif de raccordement incurvé entre deux portions rectilignes d'un câble tendu - Google Patents

Dispositif de raccordement incurvé entre deux portions rectilignes d'un câble tendu Download PDF

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EP0073170A2
EP0073170A2 EP82401551A EP82401551A EP0073170A2 EP 0073170 A2 EP0073170 A2 EP 0073170A2 EP 82401551 A EP82401551 A EP 82401551A EP 82401551 A EP82401551 A EP 82401551A EP 0073170 A2 EP0073170 A2 EP 0073170A2
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cable
strands
stretched
connection device
segment
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EP0073170A3 (en
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Antonio Dinis
Carlos De La Fuente
Paul Mondorf
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/14—Towers; Anchors ; Connection of cables to bridge parts; Saddle supports
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions

Definitions

  • the present invention relates to a curved connection device between two rectilinear portions of a tensioned cable, device ensuring the continuity of the tension in the whole of the cable.
  • any relative movement of a cable strand relative to a solid with which it is in contact causes friction and, in the long run, a deterioration of this strand, resulting in a great reduction in the resistance to fatigue.
  • the curved connection device according to the invention prevents this kind of deterioration.
  • the device for connecting between two straight portions of a stretched cable, a device passing through a massive structure of work is characterized in that it transmits the tension from one of the cable portions to the other by a segment of cable whose strands, curved according to the desired curvature, are separated from each other and stretched, with a total tensile force at least equal to that of the more stretched of the two portions of cable, to ensure precompression of the portion of massive structure that these strands pass through.
  • a solid structural element having the configuration desired to receive the strands of the cable segment, is prefabricated and this element is directly prestressed by the strands of cable which it encloses.
  • an envelope of generally tubular shape in which the passages of the curvilinear strands of the cable are formed, is incorporated in the formwork of the structure and, after execution of the latter, the said strands are stretched and rendered secured to this structure by anchoring at their inlet and outlet ends, anchors supported on this tubular casing.
  • anchoring at their inlet and outlet ends, anchors supported on this tubular casing.
  • the tubular envelope may or may not be adherent to the structure in which it is positioned.
  • These flexible cylinders can be made of elastomers (solid or tubular) and can be extracted from the structural element to allow the accommodation of the curved strands. They can also be tubular and allow the passage of these strands. The channel allowing threading is injected after tensioning, the injection material advantageously being a cement grout. It is also possible to use strands individually coated with grease inside a plastic sheath, according to the technique known as "greased strands".
  • the anchoring of the curvilinear strands against the input and output faces of the structural element can be ensured by the connecting members with the strands of the straight parts of the cable, according to an arrangement of the type "prestressing reinforcement coupler".
  • a pylon A partially shown and intended to support a bridge by means of shrouds, comprises a superposition of curved channels B, only one of which is shown.
  • Each of these channels encloses a connection device C intended to ensure the continuity of the tension between two rectilinear and symmetrical portions of tensioned cable E 1 and E 2 each of which in this case is a stay cable for the bridge.
  • the device C comprises a curved tube 1 inside which are arranged, in an organized manner, cable strands 2 held in this arrangement (at least) by a succession of separators 3, which spacers 4 can, if necessary, hold in place at a predetermined distance.
  • the strands 2 for example strands or wires, can each be threaded into a tube 5, the set of tubes 5 being maintained in an arrangement organized by ligatures or preferably by the large diameter wrap tube 1.
  • the free spaces inside the tube 1 are filled with a solidifiable material 6 injected into this tube in the liquid state and which, solidified, is capable of elastic compression.
  • This material is advantageously a cement mortar.
  • the strands 2 are anchored in the blocks 8, in this case each formed from three thick disks 81, 82, 83 each of which comprises conical cavities 9 for anchoring one third of the number of strands 2; the discs, in which strands are not anchored, are crossed by them in cylindrical holes. It is known that such an arrangement of individual anchors reduces the diameter of the anchoring block by further limiting the deflection of the strands.
  • the set of three discs 81, 82, 83 is externally threaded to receive a sleeve 10 ensuring the connection with a similar anchoring block 8A which terminates each of the two rectilinear portions of cable stretched to be connected.
  • the assembly thus produced is equipped with filling nozzles and vents (not shown); it may further include seals 7 to allow it to be filled under pressure with the curable liquid material, intended to be compressed with the rest of the contents of the tube by tensioning the strands 2.
  • the strands 2 being bare, stretched and held in place in the tube 1 (suitably shaped) by separators 3, practically adjacent so as to have a regular curvature, to pour cement mortar in this tube so that that this mortar, once hardened, is compressed, as well as the tube 1, by the strands 2 released from their tensioning device.
  • the material 6 is injected before tensioning the strands and anchoring in the blocks 8.
  • the total tension imposed on the strands must be anyway be at least equal, and preferably greater, to the tension of the cable portions E 1 E 2 so that in service a prestress remains in the device.
  • connection device thus prepared can be simply applied against a curved support formed in a structure, for example a channel-shaped opening formed in a pylon, for the connection of two shrouds, or placed at the top of said pylon ( Figure 6).
  • the tube 1 can be provided in its central part with welded rings 12 (or other reliefs) to improve its connection with the concrete mass 13 of the pylon 17. Towards the ends, the tube 1 is separated from the concrete 13 by a layer of grease or by elastomer sleeves 14.
  • the tubel and its content can vary in length (by varying the tension of the strands and the compression of the tube and its contents) without affecting the A pylon.
  • the strands 2 enclosed in their individual tubes form a bundle held together by a helix 15 of metal wire.
  • the assembly is incorporated into the formwork of the pylon which is then concreted.
  • the strands 2 are then stretched and anchored, for example by means of plates or anchoring blocks, against the lateral faces of the pylon.
  • the prestress is no longer limited to the tubular envelope of the strands but gradually affects the interior of the mass of concrete 13.
  • the variations in tension of the rectilinear portions of cable thus connected do not cause any relative displacement d 'solid elements and, therefore, eliminate any external cause of fatigue deterioration of the cable and its accessories.
  • the strands 2 are arranged in a helix to compensate for their differences in length due to the curvature of the tube 1, in this case of rectangular section.
  • the tension of the strands 2 and their anchoring are carried out after setting and hardening of the concrete which fills the tube 1 and surrounds it.
  • the invention applies to all taut cables having inflections and subjected to uninterrupted tension. It is especially suitable for continuous pairs of stay cables for hanging a structure from one or more pylons.

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de raccordement entre deux portions rectilignes d'un câble tendu, dispositif traversant une structure massive d'ouvrage.
Selon l'invention, ce dispositif transmet la tension d'une des portions (Ei) de câble à l'autre (E2) par un segment (C) de câble dont les brins (2), courbés suivant l'incurvation désirée, sont séparés les uns des autres et tendus, avec une force de tension totale au moins égale à celle de la plus tendue des deux portions de câble, pour assurer la précompression de la portion de structure massive que ces brins traversent.
L'invention empêche la détérioration d'un brin de câble de précontrainte ou de haubanage en contact avec un solide.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de raccordement incurvé entre deux portions rectilignes d'un câble tendu, dispositif assurant la continuité de la tension dans l'ensemble du câble.
  • On sait que le tracé optimal d'un câble de précontrainte ou de haubanage comporte fréquemment des portions rectilignes de part et d'autre d'un changement de direction. Pour simplifier la réalisation des ouvrages, il est avantageux d'assurer la continuité de la tension tout le long du tracé plutôt que d'assurer, par des moyens de renforcement, la liaison de câbles rectilignes partiels croisés au droit du changement de direction. Une telle continuité est particulièrement souhaitable dans le cas des haubans porteurs d'un ouvrage suspendu à un pylône, les deux haubans symétriques d'un même couple s'équilibrant ainsi directement au droit de leur appui sur le pylône.
  • Si un câble continu est ainsi mis en oeuvre, ses brins (fils, barres, torons) sont, par la tension du câble, pressés les uns contre les autres et contre la portion convexe de l'appui assurant la déviation du câble, de sorte que des variations, même faibles, de la tension entrai- nent des frottements réciproques de ces brins de câbles.
  • Plus généralement, tout déplacement relatif d'un brin de câble par rapport à un solide avec lequel il est en contact provoque un frottement et, à la longue, une détérioration de ce brin, entraînant une forte réduction de la résistance à la fatigue.
  • Le dispositif de raccordement incurvé selon l'invention empêche ce genre de détérioration.
  • Selon l'invention, le dispositif de raccordement entre deux portions rectilignes d'un câble tendu, dispositif traversant une structure massive d'ouvrage, est caractérisé par le fait qu'il transmet la tension d'une des portions de câble à l'autre par un segment de câble dont les brins, courbés suivant l'incurvation désirée, sont séparés les uns des autres et tendus, avec une force de tension totale au moins égale à celle de la plus tendue des deux portions de câble, pour assurer la précompression de la portion de structure massive que ces brins traversent.
  • Dans une première forme de réalisation de l'invention, un élément de structure massive, ayant la configuration désirée pour recevoir les brins du segment de câble, est préfabriqué et cet élément est directement précontraint par les brins de câble qu'il enferme.
  • Dans une autre forme de réalisation, une enveloppe de forme générale tubulaire, dans laquelle sont ménagés les passages des brins curvilignes du câble, est incorporée dans le coffrage de la structure et, après exécution de celle-ci, les dits brins sont tendus et rendus solidaires de cette structure par ancrage à leurs extrémités d'entrée et de sortie, ancrages appuyés sur cette enveloppe tubulaire. Dans ce cas, l'ensemble de la portion de structure traversée par ce segment de câble se trouve précontrainte.
  • Ainsi, on évite tout déplacement relatif des brins par rapport aux corps solides qui sont à leur contact. L'enveloppe tubulaire peut être, ou non, adhérente à la structure dans laquelle elle est positionnée.
  • En l'absence d'adhérence, si les variations de tension du câble sont fortes et si le volume et la masse de cet élément de structure sont réduits, un déplacement relatif des extrémités de l'enveloppe tubulaire par rapport au reste de la structure peut se produire. On peut pallier les effets de ce déplacement en aménageant localement des surfaces de glissement ou, mieux, grâce à une liaison élastique déformable (par exemple une ou plusieurs couches d'élastomère) entre les extrémités de cet élément et le reste de la structure.
  • Parmi les moyens de mise en oeuvre de l'invention, on peut, au moyen de cylindres flexibles correspondant chacun à un brin du segment de câble de raccordement, réaliser un faisceau qui peut, par exemple en étant enfermé dans une enveloppe, être enrobé et imprégné de matière durcissable pour constituer, soit un élément de structure précontraint à l'avance, avant incorporation dans cette structure, soit être incorporé dans le coffrage de cette structure pour être précontraint après prise et durcissement de cette structure.
  • Ces cylindres flexibles peuvent être en élastomères (pleins ou tubulaires) et être extraits de l'élément de structure pour permettre le logement des brins incurvés. Ils peuvent aussi être tubulaires et permettre le passage de ces brins. Le canal ayant permis l'enfilage est injecté après mise en tension, la matière d'injection étant avantageusement un coulis de ciment. On peut aussi utiliser des torons individuellement enrobés de graisse à l'intérieur d'une gaine plastique, selon la technique dite de "torons graissés".
  • L'ancrage des brins curvilignes contre les faces d'entrée et de sortie de l'élément de structure peut être assuré par les organes de raccordement avec les brins des parties rectilignes du câble, selon une disposition du type "coupleur d'armatures de précontrainte".
  • Les dessins annexés montrent comment l'invention peut être mise en oeuvre.
    • La fig. 1 est une coupe verticale d'un dispositif de raccordement selon l'invention.
    • La fig. 2 est une coupe axiale agrandie d'une des extrémités de ce dispositif.
    • La fig. 3 est une coupe transversale de réalisation d'un tel dispositif.
    • La fig. 4 est une vue partielle en coupe d'une autre variante de réalisation.
    • La fig. 5 illustre, en perspective schématique, une variante possible de réalisation.
    • La fig. 6 montre schématiquement un mode particulier d'application du dispositif.
  • Sur la fig. 1, un pylône A, partiellement représenté et destiné à supporter un pont par l'intermédiaire de haubans, comporte une superposition de canaux courbes B dont un seul est représenté. Chacun de ces canaux enferme un dispositif de raccordement C destiné à assurer la continuité de la tension entre deux portions rectilignes et symétriques de câble tendu E1 et E2 dont chacune en l'espèce est un hauban du pont.
  • Comme cela est détaillé sur la fig. 2, le dispositif C comprend un tube incurvé 1 à l'intérieur duquel sont disposés, de façon organisée, des brins de câble 2 maintenus dans cette disposition (au moins) par une succession de séparateurs 3, que des écarteurs 4 peuvent, si nécessaire, maintenir en place à distance prédéterminée. En variante, comme montré sur la figure 3, les brins 2, par exemple des torons ou des fils, peuvent être chacun enfilés dans un tube 5, l'ensemble des tubes 5 étant maintenu en disposition organisée par des ligatures ou de préférence par le tube enveloppant de grand diamètre 1.
  • Dans tous les cas, les espaces libres intérieurs au tube 1 sont remplis par une matière solidifiable 6 injectée dans ce tube à l'état liquide et qui, solidifiée, est capable de compression élastique. Cette matière est avantageusement un mortier de ciment.
  • Aux extrémités du tube 1, les brins 2 sont ancrés dans les blocs 8, en l'espèce formés chacun de trois disques épais 81, 82, 83 dont chacun comporte des cavités coniques 9 pour l'ancrage du tiers du nombre des brins 2; les disques, dans lesquels des brins ne sont pas ancrés, sont traversés par ceux-ci dans des forages cylindriques. On sait qu'un tel agencement d'ancrages individuels réduit le diamètre du bloc d'ancrage en limitant en outre la déviation des brins.
  • L'ensemble des trois disques 81, 82, 83 est extérieurement fileté pour recevoir un manchon 10 assurant la liaison avec un bloc d'ancrage similaire 8A qui termine chacune des deux portions rectilignes de câble tendu à raccorder.
  • L'ensemble ainsi réalisé est équipé d'ajutages de remplissage et d'évents (non représentés); il peut comporter en outre des joints d'étanchéité 7 pour permettre son remplissage sous pression avec la matière liquide durcissable, destinée à être comprimée avec le reste du contenu du tube par la mise en tension des brins 2.
  • Il est possible, les brins 2 étant nus, tendus et maintenus en place dans le tube 1 (convenablement conformé) par des séparateurs 3, pratiquement adjacents afin d'avoir une courbure régulière, de couler dans ce tube du mortier de ciment de telle sorte que ce mortier, une fois durci, soit comprimé, ainsi que le tube 1, par les brins 2 libérés de leur appareil de mise en tension.
  • Dans une autre configuration, les brins 2 étant graissés, ou bien gainés, ou encore logés dans des tubes individuels5, on -injecte la matière 6 avant mise en tension des brins et ancrage dans les blocs 8. La tension totale imposée aux brins doit de toutes façons être au moins égale, et de préférence supérieure, à la tension des portions de câble E1 E2 pour qu'en service une précontrainte subsiste dans le dispositif.
  • Un dispositif de raccordement ainsi préparé peut être simplement appliqué contre un appui incurvé ménagé dans une structure, par exemple une ouverture en forme de canal ménagée dans un pylône, pour le raccordement de deux haubans, ou placé au sommet dudit pylône (figure 6).
  • On peut aussi l'incorporer à un tel pylône de la manière montrée sur la figure 1. Le tube 1 peut être pourvu dans sa partie centrale de bagues soudées 12 (ou autres reliefs) pour améliorer sa liaison avec la masse de béton 13 du pylône 17. Vers les extrémités, le tube 1 est séparé du béton 13 par une couche de graisse ou par des manchons d'élastomère 14. Ainsi, lorsqu'il se produit une variation de tension dans les portions rectilignes E et E 2, le tubel et -son contenu peuvent varier en longueur (par variation de la tension des brins et de la compression du tube et de son contenu) sans affecter le pylône A.
  • On peut aussi procéder comme montré sur la figure 4. Les brins 2 enfermés dans leurs tubes individuels forment un faisceau maintenu assemblé par une hélice 15 de fil métallique. L'ensemble est incorporé dans le coffrage du pylône qui est alors bétonné. Les brins 2 sont ensuite tendus et ancrés, par exemple par l'intermédiaire de plaques ou de blocs d'ancrage, contre les faces latérales du pylône. Ainsi la précontrainte n'est plus limitée à l'enveloppe tubulaire des brins mais affecte progressivement l'intérieur de la masse du béton 13. Dans ce cas, les variations de tension des portions rectilignes de câble ainsi raccordées n'entrainent aucun déplacement relatif d'éléments solides et, par conséquent, suppriment toute cause externe de détérioration par fatigue du câble et de ses accessoires.
  • Dans la réalisation montrée par la figure 5, les brins 2 sont disposés en hélice pour compenser leurs différences de longueur dues à l'incurvation du tube 1, en l'espèce de section rectangulaire. Dans ce cas aussi, la tension des brins 2 et leur ancrage sont réalisés après prise et durcissement du béton qui remplit le tube 1 et l'entoure.
  • L'invention s'applique à tous câbles tendus présentant des inflexions et soumis à une tension ininterrompue. Elle convient spécialement aux couples continus de haubans de suspension d'un ouvrage à partir d'un ou plusieurs pylônes.
  • On sait que de tels haubans subissent, en raison de la circulation de charges importantes, des intempéries et des variations de température, de fortes variations de tension.

Claims (8)

1.- Dispositif de raccordement entre deux portions rectilignes d'un câble tendu, dispositif traversant une structure massive d'ouvrage, caractérisé par le fait qu'il transmet la tension d'une des portions (E1) de câble à l'autre (E2) par un segment (C) de câble dont les brins (2), courbés suivant l'incurvation désirée, sont séparés les uns des autres et tendus, avec une force de tension totale au moins égale à celle de la plus tendue des deux portions de câble, pour assurer la précompression de la portion de structure massive que ces brins traversent.
2.- Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le segment de câble (C) est intégré dans un élément préfabriqué (1) de structure qui s'incorpore à la structure massive et qui est précontraint par les brins (2) tendus du segment de câble.
3.- Dispositif de raccordement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les brins du segment de câble sont libres par rapport à l'élément de structure et sont ancrés après mise en tension contre les faces extrêmes (8) de l'élément de structure.
4.- Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les brins rassemblés du segment de câble sont incorporés dans le coffrage de la structure massive et, protégés contre l'adhérence au béton, sont tendus après prise et durcissement de celui-ci et ancrés contre les faces extrêmes de la structure.
5.- Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les brins du segment de câble sont individuellement enfermés dans des tubes (5).
6. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le segment de câble est logé dans une enveloppe tubulaire (1) dont les espaces libres sont remplis, au moins en partie, par une matière durcie, rigide.
7. Dispositif de raccordement selon les revendications 3 et 6, caractérisé par le fait que l'enveloppe tubulaire est solidaire, dans sa partie centrale, de reliefs (12) d'ancrage dans la structure, tandis que ses extrémités sont séparées de ladite structure par une couche de matière permettant un déplacement relatif desdites extrémités et de la structure.
8. Dispositif selon la revendication l, caractérisé par le fait que les ancrages des brins du segment de raccordement contre les faces de l'élément de structure sont assurés par les organes de raccordement desdits brins aux portions tendues de câble raccordées.
EP82401551A 1981-08-21 1982-08-18 Dispositif de raccordement incurvé entre deux portions rectilignes d'un câble tendu Expired EP0073170B1 (fr)

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