EP0201418A1 - Perfectionnements aux dispositifs d'ancrage pour câbles tendus - Google Patents

Perfectionnements aux dispositifs d'ancrage pour câbles tendus Download PDF

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EP0201418A1
EP0201418A1 EP86400952A EP86400952A EP0201418A1 EP 0201418 A1 EP0201418 A1 EP 0201418A1 EP 86400952 A EP86400952 A EP 86400952A EP 86400952 A EP86400952 A EP 86400952A EP 0201418 A1 EP0201418 A1 EP 0201418A1
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    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • E04G21/121—Construction of stressing jacks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/125—Anchoring devices the tensile members are profiled to ensure the anchorage, e.g. when provided with screw-thread, bulges, corrugations

Definitions

  • the invention relates to anchoring devices for stretched cables and more particularly those of these devices, for which relative variations in inclination are likely to appear between the device and the cable when the latter is loaded.
  • Such cables are, for example, the cables making up the stay cables for the suspension of bridges: the overloads applied to these bridges after the installation of their stay cables can indeed slightly deform their suspended decks and therefore the inclinations of the cables relative to their devices. anchoring or vice versa.
  • the cable traction cylinder is then itself mounted on the ball joint around this cable.
  • the cable pulling cylinder, surrounding the anchoring head is not mounted on the ball joint integral with this head, but on a second ball joint larger than the first and itself received in a second bowl carried by the first, this formula makes it possible to make the cylinder coaxial with the anchoring head even when the latter is inclined relative to normal to the flat surfaces for carrying the plate and the bowls, and therefore exert pulls on the cable so "inclined", but it does not vary the inclination of the anchor heads under load.
  • the invention aims, above all, to make possible such variations under load.
  • the anchoring devices of the type in question according to the invention also comprise a traction cylinder arranged around the anchoring head and a convex spherical bearing secured to this head and capable of interacting with an annular bearing of the plate, and they are essentially characterized in that they comprise an annular shoulder attached to the free end of the anchoring head and delimited on the side of the plate by a second convex spherical bearing concentric with the first and in that the cylinder is interposed between the plate and the shoulder and has a concave spherical bearing capable of interacting with the convex spherical bearing of the shoulder so as to make possible a sliding under load of this shoulder relative to the jack.
  • the invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
  • Figure 1 of this drawing shows schematically in axial section a cable anchoring device established in accordance with the invention after tilting the cable under load and before correcting the orientation of the anchoring head.
  • Figures 2 and 3 show substantially the same device respectively during the correction and after it.
  • the tensioning cable 1 which is for example intended for the guying of a bridge, is terminated by a rigid head 2 externally threaded.
  • this head 2 that is to be anchored.
  • a solid 3 made of metal or reinforced concrete, hollowed out by a hole 4 of axis X suitable for delivering passage to the cable 1, or more precisely on a annular metal support plate 5 attached to this block 3 and hollowed out like this.
  • said head 2 or “anchoring head” is surrounded by a nut 6 screwed onto it and itself having a convex spherical bearing 7 suitable for resting on an appropriate annular bearing 8 of the plate 5, carried coaxial with hole 4 and generally frustoconical.
  • the two spherical surfaces 10 and 14 have the same radius of curvature and at least one of these surfaces is made of a hard and non-deformable material. They are machined and treated in such a way that they can easily slide against each other even under load and so that the axis of the head 2 can align rigorously with that of the cable 1 harnessed on this same head when this cable is heavily loaded.
  • liquid lubricant such as engine oil
  • This lubricant is discharged to the interface concerned under a high pressure (for example between 500 to 1,000 bars) through pipes 16 and distribution grooves 17, then recovered in the state of leakage on the edges of the surface.
  • a high pressure for example between 500 to 1,000 bars
  • the shoulder 9 is preferably removably mounted on the head 2, for example by screwing, so that it can be recovered just like the jack 11 in order to successively correct the orientations of separate heads 2.
  • the head 2 of this cable, anchored on the block 3 is coaxial with the hole 4 of axis X and the nut 6 is oriented coaxially to this hole with its bearing surface 7 resting on the bearing surface 8 of the plate 5.
  • the Y axis of the cable 1 occupies an inclined position at an angle ⁇ relative to the X axis ( Figure 1).
  • the interface between the spherical bearings 10 and 14 is lubricated in the manner specified above.

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Abstract

Il s'agit d'un dispositif d'ancrage pour câble tendu (1), comportant une plaque d'appui (5), une portée sphérique convexe (7) solidaire de la tête d'ancrage (2) du câble et propre à coagir avec une portée annulaire (8) de la plaque, et un vérin de traction (11) disposé autour de la tête d'ancrage. Ce dispositif comporte en outre un épaulement annulaire (9) rapporté sur l'extrémité libre de la tête d'ancrage et délimité du côté de la plaque par une seconde portée sphèrique convexe (10) concentrique à la première (7) et le vérin (11) est interposé entre la pique (5) et l'épaulement (9) et comporte une portée sphérique concave (14) propre à coagir jointivement avec la portée sphérique convexe (10) de l'épaulement de façon à rendre possible un glissement sous charge de cet épaulement par rapport au vérin.

Description

  • L'invention concerne les dispositifs d'ancrage pour câbles tendus et plus particulièrement ceux, de ces dispositifs, pour lesquels des variations relatives d'inclinaison sont susceptibles d'apparaître entre le dispositif et le câble lors de la mise en charge de ce dernier.
  • De tels câbles sont par exemple les câbles constitutifs des haubans de suspension des ponts : les surcharges appliquées à ces ponts après mise en place de leurs haubans peuvent en effet déformer légèrement leurs tabliers suspendus et donc les inclinaisons des câbles par rapport à leurs dispositifs d'ancrage ou inversement.
  • De même, et plus couramment, l'inclinaison d'un tel câble à vide diffère de celle qui lui est imposée sous charge et il est souvent difficile d'estimer la valeur exacte de cette dernière inclinaison lors de l'ancrage initial du câble à vide, ou même de conférer alors au câble l'inclinaison finale désirée si celle-ci est connue avec exactitude à l'avance.
  • Par ailleurs les tolérances de position des pièces destinées à transmettre les efforts des haubans aux tabliers sont telles qu'il en résulte des variations parasites d'inclinaison du même ordre de grandeur que celles évoquées précédemment.
  • Ces différentes variations d'inclinaison sont en général localisées dans un tronçon relativement court du câble disposé au niveau de son raccordement avec une tête rigide de ce câble, tête qui est dite "tête d'ancrage" et est utilisée pour assurer l'ancrage du câble sur une plaque d'appui comprise par le dispositif.
  • Les contraintes qui en résultent sont concentrées dans ce tronçon et peuvent être suffisamment élevées pour réduire localement la résistance du câble ou même provoquer sa rupture par fatigue.
  • Pour supprimer cet inconvénient, on a déjà proposé d'interposer entre la tête d'ancrage et sa plaque d'appui, laquelle est perforée de façon à être traversée par le câble, une rotule solidaire de ladite tête et propre à coagir avec une cuvette de profil complémentaire portée par ladite plaque.
  • Le vérin de traction du câble est alors lui-même monté sur la rotule autour de ce câble.
  • Une telle solution n'est acceptable que pour de faibles charges et elle présente l'inconvénient que la rotule est perdue , c'est-à-dire laissée sur place dans le dispositif d'ancrage.
  • Dans une variante connue de cette solution, le vérin de traction du câble, entourant la tête d'ancrage, n'est pas monté sur la rotule solidaire de cette tête, mais sur une seconde rotule plus grande que la première et elle-même reçue dans une seconde cuvette portée par la première cette formule permet de rendre le vérin coaxial à la tête d'ancrage même lorsque celle-ci est inclinée par rapport à la normale aux surfaces planes de portage de la plaque et des cuvettes, et donc d'exercer des tractions sur le câble ainsi "incliné", mais elle ne permet pas de faire varier l'inclinaison des têtes d'ancrage sous charge.
  • L'invention a pour but, surtout, de rendre possibles de telles variations sous charge.
  • A cet effet, les dispositifs d'ancrage du genre en question selon l'invention comportent encore un vérin de traction disposé autour de la tête d'ancrage et une portée sphérique convexe solidaire de cette tête et propre à coagir avec une portée annulaire de la plaque, et ils sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comportent un épaulement annulaire rapporté sur l'extrémité libre de la tête d'ancrage et délimité du côté de la plaque par une seconde portée sphérique convexe concentrique à la première et en ce que le vérin est interposé entre la plaque et l'épaulement et comporte une portée sphérique concave propre à coagir jointivement avec la portée sphérique convexe de l'épaulement de façon à rendre possible un glissement sous charge de cet épaulement par rapport au vérin.
  • Dans des modes de réalisation préférés, on a recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
    • - l'épaulement est monté de façon amovible sur la tête d'ancraqe, notamment par vissage,
    • - un liquide sous pression est interposé entre les portées sphériques coagissantes de l'épaulement et du vérin.
  • L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.
  • Dans ce qui suit l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci- annexé d'une manière bien entendu non limitative.
  • La figure 1, de ce dessin, montre schématiquement en coupe axiale un dispositif d'ancrage de câble établi conformément à l'invention après mise en inclinaison du câble sous charge et avant correction de l'orientation de la tête d'ancrage.
  • Les figures 2 et 3 montrent sensiblement le même dispositif respectivement au cours de la correction et après celle-ci.
  • D'une façon connue en soi, le câble à tendre 1, qui est par exemple destiné au haubanage d'un pont, est terminé par une tête rigide 2 filetée extérieurement.
  • C'est cette tête 2 qu'il s'agit d'ancrer.sur un massif 3,en métal ou en béton armé, évidé par un trou 4 d'axe X propre à livrer passage au câble 1, ou plus précisément sur une plaque d'appui métallique annulaire 5 rapportée sur ce massif 3 et évidée comme celui-ci.
  • A cet effet, ladite tête 2, ou "tête d'ancrage", est entourée par un écrou 6 vissé sur elle et présentant lui-même une portée sphérique convexe 7 propre à reposer sur une portée annulaire appropriée 8 de la plaque 5, portée coaxiale au trou 4 et généralement tronconique.
  • Le dispositif d'ancrage comporte en outre ici :
    • - un épaulement annulaire 9 solidaire de l'extrémité libre de la tête 2 et délimité du côté de la plaque 5 par une seconde portée sphérique convexe 10 qui est concentrique à la portée 7,
    • - et un vérin 11 entourant la tête 2 et intercalé axialement entre la plaque 5 et l'épaulement 9.
  • A cet effet, le vérin 11 comprend lui-même :
    • - un pied annulaire 12 continu ou discontinu prenant appui sur la plaque 5,
    • - une tête annulaire 13 présentant une portée sphérique concave 14 propre à recevoir jointivement la portée sphérique convexe 10,
    • - et des moyens hydrauliques ou pneumatiques 15 à piston et cylindre pour relier la tête 13 au pied 12 tout en permettant d'exercer un effort d'écartement contrôlé puissant et équilibré entre ces deux éléments.
  • Les deux portées sphériques 10 et 14 présentent le même rayon de courbure et l'une au moins de ces portées est réalisée en un matériau dur et indéformable. Elles sont usinées et traitées de façon telle qu'elles puissent facilement glisser l'une contre l'autre même sous charge et qu'ainsi l'axe de la tête 2 puisse s'aligner rigoureusement sur celui du câble 1 attelé sur cette tête même lorsque ce câble est fortement chargé.
  • A cet effet, on interpose avantageusement entre ces deux surfaces un lubrifiant liquide, tel que de l'huile moteur.
  • Ce lubrifiant est refoulé jusqu'à l'interface concernée sous une pression élevée (par exemple comprise entre 500 à 1.000 bars) à travers des conduites 16 et gorges 17 de répartition, puis récupéré à l'état de fuites sur les tranches de la surface annulaire de portage lubrifiée par lui , à l'aide de jupes annulaires souples 18 et de conduites d'évacuation ou recyclage 19 : pour simplifier, les éléments 16 à 19 n'ont été représentés que sur la figure 2.
  • L'épaulement 9 est de préférence monté de façon amovible sur la tête 2, par exemple par vissage, de façon à pouvoir être récupéré tout comme le vérin 11 en vue de corriger successivement les orientations de têtes 2 distinctes.
  • Le fonctionnement du dispositif d'ancrage décrit ci- dessus est le suivant.
  • Lors de la mise en place du câble 1 sur l'ouvrage à équiper, la tête 2, de ce câble, ancrée sur le massif 3 est coaxiale au trou 4 d'axe X et l'écrou 6 est orienté co- axialement à ce trou avec sa portée 7 reposant sur la portée 8 de la plaque 5.
  • Après mise en charge de l'ouvrage, l'axe Y du câble 1 occupe une position inclinée d'un angle α par rapport à l'axe X (figure 1).
  • Il faut alors corriger du même angle « l'inclinaison de la tête 2 pour éviter la création de contraintes indésirables dans la zone de raccordement entre le câble 1 et la tête 2 : il est nécessaire pour cela d'écarter l'écrou 6 de la plaque 5 contre laquelle il est fortement appliqué par la traction du câble 1, vu que les portées 7 et 8 n'ont pas vocation à glisser l'une contre l'autre sous charge.
  • A cet effet, après avoir mis en place l'épaulement 9 et le vérin 11, on met ce dernier sous pression, ce qui a pour effet de repousser l'épaulement 9 selon les flèches F et donc de décoller l'écrou 6 de la plaque 5 (figure 2).
  • En même temps on lubrifie l'interface comprise entre les portées sphériques 10 et 14 de la manière précisée ci- dessus.
  • Du fait de la possibilité de glissement sous charge qui est alors rendue possible entre ces portées 10 et 14, l'alignement entre les axes X et Y s'effectue automatiquement.
  • Il suffit ensuite de relâcher la pression du vérin pour que l'écrou 6 vienne à nouveau reposer sur la plaque 5 en sa position rigoureusement alignée avec l'axe Y (figure 3).
  • On peut ensuite démonter et récupérer l'épaulement 9 et le vérin 11 en vue de les appliquer sur une autre tête d'ancrage.
  • En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement des dispositifs d'ancrage, dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède.
  • Ces dispositifs présentent de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, notamment en ce qu'ils permettent d'aligner rigoureusement sous charge les têtes d'ancrage avec les câbles qu'elles terminent, et ce d'une façon très économique puisque les seules portées sphériques "perdues" 7 peuvent être réalisées en des matériaux peu coûteux, aucune exigence de glissement sous charge n'étant prévue à leur niveau : les portées sphériques 10 et 14, prévues pour glisser l'une contre l'autre sous charge, peuvent être relativement coûteuses du fait qu'elles sont récupérables.
  • Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (4)

1. Dispositif d'ancrage pour câble tendu (1), comportant une plaque d'appui (5), une portée sphérique convexe (7) solidaire de la tête d'ancrage (2) du câble et propre à coagir avec une portée annulaire (8) de la plaque, et un vérin de traction (11) disposé autour de la tête d'ancrage, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un épaulement annulaire (9) rapporté sur l'extrémité libre de la tête d'ancrage et délimité du côté de la plaque par une seconde portée sphérique convexe (10) concentrique à la première (7) et en ce que le vérin (11) est interposé entre la plaque (5) et l'épaulement (9) et comporte une portée sphérique concave (14) propre à coagir jointivement avec la portée sphérique convexe (10) de l'épaulement de façon à rendre possible un glissement sous charge de cet épaulement par rapport au vérin.
2. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaulement (9) est monté de façon amovible sur la tête d'ancrage (2).
3. Dispositif d'ancrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaulement (9) est vissé sur la tête d'ancrage (2).
4. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'un liquide sous pression est interposé entre les portées sphériques coagissantes (10, 14) de l'épaulement (9) et du vérin (11).
EP86400952A 1985-05-03 1986-04-30 Perfectionnements aux dispositifs d'ancrage pour câbles tendus Expired EP0201418B1 (fr)

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EP0201418B1 EP0201418B1 (fr) 1988-07-13

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FR (1) FR2581409B1 (fr)
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DK159623B (da) 1990-11-05
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